ปัจจุบันเราอาจคิดว่าเทคโนโลยี 3D Printing เป็นเทคโนโลยีที่เพิ่งมาใหม่ แต่จริง ๆ แล้วเทคโนโลยีนี้ได้ปรากฎขึ้นครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1980 และได้เปลี่ยนโฉมหน้าของแนวทางการผลิตและการออกแบบในงานวิศวกรรมเลยทีเดียว
โดยปัจจุบันมีการพัฒนาเรื่องของความแม่นยำและศักยภาพของเทคโนโลยี 3D Printing และมีการนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นกลุ่มการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักร หรือแม้กระทั่งการทำ Reverse Engineering ก็ตาม ซึ่งมูลค่าของอุตสาหกรรมนี้ก็มีการเติบโตอย่างขึ้นอย่างต่อเนื่อง
เทคโนโลยี 3D Printing คืออะไร?
เทคโนโลยีการทำ 3D Printing หรือในภาษาไทยอาจจะเรียกว่า “การพิมพ์ 3 มิติ” เป็นกระบวนการที่วัตถุ 3 มิติถูกสร้างขึ้นทีละชั้นจากไฟล์ดิจิทัล ด้วยการออกแบบจากคอมพิวเตอร์ในโปรแกรม CAD
ในการพิมพ์วัสดุนี้ต้องผ่านการตัดอย่างพิถีพิถันเป็นชั้นแนวนอนหลายพันชั้น ตามลักษณะของแบบ CAD ที่ออกแบบมา จนกระทั่งสุดท้ายการพิมพ์วัสดุในแต่ละชั้น ๆ จำนวนมากออกมาเป็นชิ้นงานที่มีความแม่นยำและเที่ยงตรงสูง
โดยวัสดุที่พิมพ์มีหลากหลาย ตั้งแต่กลุ่มพลาสติก ไปจนถึงกลุ่มวัสดุโลหะและอาจรวมถึงเซลล์ต้นกำเนิดที่มีชีวิต (Living Stem Cells) ซึ่งเป็นงานวิจัยที่อยู่ในขั้นตอนของการพัฒนา
ทำไม 3D Printing จึงได้รับความนิยมมากขึ้น?
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเทคโนโลยีการทำ 3D Printing ได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก และมีแนวโน้มมากขึ้นอย่างต่อเนื่อง สาเหตุเนื่องมาจากกระบวนการอันมีประสิทธิภาพ สามารถผลิตรูปทรงเรขาคณิตที่มีความซับซ้อน และมีความแม่นยำสูง รวมถึงเรื่องของต้นทุนในบางลักษณะงานที่ลดลงจากกระบวนการทำงานแบบเดิม
ประเภทและการนำไปใช้งานของ 3D Printing?
แม้ว่าหลาย ๆ คนจะคุ้นเคยกับคำว่า “3D Printing” แต่มีเพียงไม่กี่คนที่รู้จักเทคนิคต่าง ๆ มากมายภายใต้ชื่อเทคโนโลยี 3D Printing ซึ่งแต่ละประเภทมีข้อดีเฉพาะตัว และเหมาะสำหรับการใช้งานในหลากหลายภาคส่วนที่แตกต่างกัน
1. การสร้างแบบจำลองการสะสมแบบหลอมรวม (Fused Deposition Modelling หรือ FDM) เป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยหลักการทำงาน คือ การหลอมและอัดเส้นใยพลาสติกเป็นชั้น ๆ วิธีนี้เป็นที่นิยมเนื่องจาก “ราคาไม่แพง” และมักพบในเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบตั้งโต๊ะ
2. การหลอมรวมด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุด (Selective Laser Sintering หรือ SLS) เทคนิคนี้จะใช้แสงเลเซอร์กำลังสูงในการหลอมรวมอนุภาคขนาดเล็กของวัสดุ ไม่ว่าจะเป็นพลาสติก โลหะ หรือเซรามิก ด้วยความแม่นยำของระบบ SLS จึงสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมที่ต้องมีการออกแบบที่ซับซ้อน เช่น อุตสาหกรรมการดูแลสุขภาพ อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
3. สเตอริโอลิโทกราฟี (Stereolithography หรือ SLA) เป็นการใช้แสง UV เพื่อทำให้เรซินเหลวแข็งตัวเป็นชั้น ๆ กระบวนการ SLA ขึ้นชื่อในเรื่อง “ความละเอียดสูง” และใช้ในการสร้างต้นแบบ (Prototypes) เช่น อุปกรณ์จัดฟัน เครื่องประดับ
4. การประมวลผลแสงดิจิทัล (Digital Light Processing หรือ DLP) เทคโนโลยีนี้จะใช้แสงเพื่อทำให้เรซินเหลวแข็งตัวคล้ายกับ SLA แต่ใช้โปรเจ็กเตอร์ดิจิทัล (Digital Projector) เพื่อฉายภาพทั้งชั้นในครั้งเดียว ส่งผลให้ “พิมพ์ได้เร็วขึ้น” และมักใช้กับการผลิตขนาดเล็ก
วิธีการอื่น ๆ เช่น การหลอมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน (Electron Beam Melting) และการหลอมด้วยมัลติเจ็ท (Multi-Jet Fusion) เหมาะกับการใช้งานเฉพาะ ตั้งแต่การปลูกถ่ายทางการแพทย์ ไปจนถึงการผลิตชิ้นส่วนอุตสาหกรรม
สำหรับธุรกิจหรือภาคอุตสาหกรรม หากประยุกต์ใช้เทคโนโลยี 3D Printing เข้ากับโครงสร้างของหน่วยงานต่าง ๆ มากขึ้นจะส่งผลให้สามารถปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์ ความเร็วในการผลิต และประสิทธิภาพด้านต้นทุนได้
บทความที่น่าสนใจ
- เทคโนโลยี Virtual Reality (VR) ในงานอุตสาหกรรม
- ระบบ CNC – Computer Numerical Control ในอุตสาหกรรม
- เทคโนโลยี Automation Warehouse ที่ทำให้คลังสินค้าลดการพึ่งพามนุษย์
- Robotics Palletizing ตัวช่วยในระบบการผลิตและผลกำไรของบริษัท
- ประเภทของเครื่องกลในโรงงานอุตสาหกรรม (Machine Tools)
- การประยุกต์ใช้ Machine Learning เพื่อลดต้นทุนในกระบวนการผลิต
