Metal 3D Printer กับ อนาคตอุตสาหกรรมการผลิต

อัปเดตล่าสุด 20 มี.ค. 2562
  • Share :
  • 903 Reads   

Metal 3D Printer เครื่องพิมพ์ 3 มิติ หนึ่งในเทคโนโลยีใหม่เพื่อการผลิตชิ้นงานโลหะ ที่เรียกกันว่า Additive Manufacturing คืออีกเทรนด์ที่กำลังมาแรงในภาคอุตสาหกรรมการผลิต อย่างไรก็ตาม หากนำมาใช้เพียงเพื่อการพิมพ์ชิ้นส่วนที่สามารถผลิตด้วย Machine Tools ชนิดอื่นได้แล้ว ก็จะพบว่า ต้นทุนในการผลิตนั้นสูงขึ้นจากเดิมมาก จึงไม่มีความจำเป็นในการนำ Metal 3D Printer มาแทนที่ Machine Tools ที่มีอยู่

ด้วยเหตุนี้เอง การสร้างมูลค่าด้วย Metal 3D Printer จึงไม่ใช่การผลิตชิ้นงานแบบเดิม ๆ แต่เป็นการออกแบบ และผลิตชิ้นงานที่มีแต่ Metal 3D Printer เท่านั้นที่ผลิตได้ 

โดยหลักแล้ว ชิ้นงานเหล่านั้นมักเป็นชิ้นงานที่มีโครงสร้างซับซ้อน เช่น โครงสร้างแบบวัสดุรูพรุน (Porous Materials), โครงสร้างแบบหลายชั้น, โครงสร้างที่มีลักษณะซ้ำ ๆ กัน (Periodic Structure) และอื่น ๆ ซึ่งนอกจากจะเป็นโครงสร้างที่สามารถผลิตได้ด้วย Metal 3D Printer เท่านั้นแล้ว คุณสมบัติในการผลิตโครงสร้างเหล่านี้ออกมาเป็นชิ้นเดียว ยังเป็นสิ่งที่มีค่าทางด้านวิศวกรรมเป็นอย่างยิ่ง

นอกจากนี้ Machine Tools ทั่วไป ยังมีข้อกำจัดคือ การ Process ชิ้นงาน ที่สามารถทำได้เพียงจาก “ด้านนอก” และ Process “ด้านใน” ของชิ้นงานได้ยาก ต่างจากการผลิตแบบ Additive Manufacturing 

ยกตัวอย่างเช่น การผลิต Implant ทางการแพทย์ ซึ่ง 3D Printer สามารถพิมพ์โครงสร้างที่มีความอ่อนนุ่มในการผลิตส่วนที่สัมผัสกับกระดูกที่แตกหัก และพิมพ์โครงสร้างของวัสดุให้มีความคงทนในจุดที่ต้องไขสกรู เพื่อให้ได้ชิ้นงานที่มีคุณสมบัติตามต้องการได้โดยไม่ต้องใช้วัสดุคนละชนิด

อีกตัวอย่างหนึ่ง คือการใช้ 3D Printer ผลิตชิ้นส่วนอากาศยาน โดยพิมพ์ชิ้นส่วนปลายปีกที่ต้องทนความร้อนสูงด้วยโครงสร้างแบบผลึกขนาดใหญ่ และใช้โครงสร้างแบบผลึกขนาดเล็กในส่วนโคนปีกเพื่อเพิ่มความคงทน

อีกคุณสมบัติเด่นของ 3D Printer คือขีดความสามารถในการผลิตชิ้นงานที่มีเลเยอร์ จึงสามารถออกแบบชิ้นงานได้อย่างมีอิสระมากยิ่งขึ้น และการผลิตโครงสร้างแบบ Lamellar Structure ซึ่งใช้วัสดุต่างชนิดในแต่ละชั้น และคุณสมบัติในการปรับมุมของโครงสร้างผิวผลึกโลหะ (Intercrystalline Interface) ซึ่งนำไปสู่การผลิตวัสดุที่มีโครงสร้าง และความแข็งแรงสูงอย่างที่ไม่เคยมีได้ 

นอกจากนี้ การผลิตด้วย Metal 3D Printer ยังเป็นการผลิตแบบ RSP (Rapid Solidification Process) จึงเป็นที่คาดการณ์ว่า สามารถเชื่อมโยงไปสู่การผลิตวัสดุที่มีคุณสมบัติโดดเด่น และสแตนเลสความแข็งแรงสูงในอนาคตอีกด้วย