เทคโนโลยีการพิมพ์แบบสามมิติ 3D printing

  • ในบทความนี้ขอกล่าวถึงเทคโนโลยีการพิมพ์แบบสามมิติ 3D printing ที่น่าสนใจในปัจจุบันและอนาคต ที่เกี่ยวข้องกับวิชา Software Engineering

d931

  • ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีที่รวดเร็ว ทำให้เกิดเทคโนโลยีใหม่ ๆ ขึ้นมามากมาย และเทคโนโลยีที่กำลังเป็นที่นิยมและกล่าวถึงในขณะนี้ก็คือ 3D printing หรือการพิมพ์แบบสามมิติ คำว่า 3D printing อาจทำให้คิดว่าน่าจะเป็นการพิมพ์ภาพสามมิติทั่ว ๆ ไป แต่จริง ๆ แล้ว 3D printing นี้เป็นการสร้างโมเดลเสมือนจริงหรือการขึ้นรูปชิ้นงานนั่นเองค่ะ

เครื่องพิมพ์แบบสามมิติไม่ใช่เรื่องใหม่ เพราะมีประวัติการพัฒนายาวนานกว่า 30 ปี แต่สิ่งที่ทำให้นวัตกรรมการพิมพ์ 3 มิติ กลับมาฮือฮาอีกครั้ง ก็เพราะมีความพยายามพัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ให้เข้าสู่ผู้ใช้ในระดับครัวเรือนมากขึ้น นอกเหนือจากนั้นนักวิทยาศาสตร์จากหลายสาขายังพยายามประยุกต์ใช้หลักการของการพิมพ์แบบสามมิติไปสู่งานวิจัยในระดับที่เล็กลงแต่ซับซ้อนขึ้นเรื่อย ๆ จนวันหนึ่งข้างหน้า เราอาจเห็น “ชีวิตสังเคราะห์” จากเครื่องพิมพ์ 3 มิติถือกำเนิดได้จริงในห้องปฏิบัติการ

เครื่องพิมพ์แบบสามมิติถูกสร้างขึ้นตั้งแต่ในคริสตวรรษที่ 19  ช่วงปลาย (ประมาณปีค.ศ. 1984) โดย Charles W. (Chuck) Hull เป็นผู้ออกแบบเครื่องพิมพ์แบบสามมิติให้กับบริษัท 3D Systems Corporation  (Charles Hull  เป็นนักประดิษฐ์เครื่องพิมพ์ 3D ที่ทันสมัยและเป็นผู้ริเริ่มเทคโนโลยีมาตรฐาน de facto) โดยเครื่องพิมพ์สามมิตินี้ถูกตั้งชื่อว่า Stereolithographic 3-D printer หลังจากนั้นเทคโนโลยีการพิมพ์แบบสามมิติก็พัฒนาขึ้นเรื่อย ๆ มีเทคนิควิธีการที่ซับซ้อนขึ้นพร้อมกับมีบทบาทมากขึ้นในหลาย ๆ สายงาน เช่น การออกแบบ วิศวกรรม การแพทย์ ไปจนถึงวิทยาการอวกาศและการบิน อีกทั้งยังมีเทคนิคและวิธีการพิมพ์แบบสามมิติเพิ่มมากขึ้นเพื่อให้เหมาะกับชิ้นงานและชนิดของวัสดุที่ต้องการขึ้นรูป ตัวอย่างของเทคนิคที่ใช้ในการขึ้นรูปวัสดุเช่น

1

  • Stereolithography (SLA) ถือว่าเป็นเทคโนโลยี rapid prototype แรกที่คิดค้นขึ้นมา เป็นการขึ้นรูปชิ้นงานโดยการยิงแสงเลเซอร์ไปบนของเหลว เพื่อให้ของเหลวในแต่ละชั้นแข็งตัว โดยวัสดุของเหลวเป็นแบบ liquid photopolymer (resin) ชิ้นงานที่ได้จะมีความละเอียดและเที่ยงตรงสูง แต่ราคาเครื่องจักรและค่าใช้จ่ายในการดูแลรักษาก็สูงเช่นกัน ตัวอย่างการใช้เทคโนโลยี SLA ในการทำหมากรุกใช้เวลาทำทั้งสิ้น 2 ชั่วโมง http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=eKk2vRysioE

sla2

Digital Light Processing (DLP) ใช้หลักการเดียวกันกับ SLS แต่ใช้แหล่งกำเนิดแสงเป็นแสงสีขาวเป็นแหล่งกำเนิดแสงจากไฟแอลอีดีเพื่อให้ความร้อนแทนเลเซอร์ วัสดุเป็นยาง, เรซิ่น

dlp-projector-resin-printer

Laminated Object Manufacturing (LOM) เป็นการใช้วัสดุที่เป็นแผ่นบาง ๆ คล้ายกระดาษ เช่น และมีสารยึดติดที่หน้าหนึ่งของแผ่น แล้ว feed เข้าสู่เครื่องตัดด้วยเลเซอร์ เป็นชั้นต่อชั้นขึ้นไป วัสดุที่จะขึ้นรูปจะอยู่ในกลุ่มของเทอร์โมพลาสติก(พีวีซี) โลหะที่เป็นเหล็ก และไม่ใช่เหล็ก

lom

ในขณะที่หลักการการพิมพ์แบบสามมิตินั้นจะมีหลักการโดยทั่วไปคือ เครื่องจะอ่านการออกแบบจากไฟล์ STL แต่ละชั้นจะมีของเหลว แป้ง กระดาษหรือแผ่นวัสดุเพื่อสร้างแบบจำลองจากชุดข้อมูล การสร้างแต่ละชั้นจะสอดคล้องกับกลุ่มตัวอย่างเสมือนจริงจากรูปแบบที่ออกแบบไว้  ประโยชน์ของเทคนิคนี้คือความสามารถในการสร้างรูปแบบหรือคุณลักษณะทาง เรขาคณิต ความละเอียดของเครื่องพิมพ์อธิบายความหนาของแต่ละชั้นและความละเอียด x-y dpi (จุดต่อนิ้ว)หรือไมโครเมตร

2

ด้วยความหลากหลายของเทคนิคการพิมพ์แบบสามมิตินี้ทำให้เทคโนโลยีนี้สามารถสร้างรูปแบบของโมเดลได้หลากหลาย จึงถูกนำไปใช้ในหลาย ๆ ด้าน โดยการกำหนดที่ใช้นั้นจะขึ้นอยู่กับรูปแบบ ขนาด ความซับซ้อนและจำนวนที่ผลิต  ตัวอย่างโมเดลที่ถูกผลิตขึ้นเช่น เครื่องบินบังคับขนาดเล็กที่สร้างเสร็จภายใน 7 วัน, รถยนต์ ECO CAR ที่วิ่งได้จริงบนถนน, การหล่อชิ้นส่วนอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ ,เครื่องประดับเงินและทองคำจากไฟล์ดิจิตอล, รองเท้า, เสื้อผ้า ไปจนถึงการพิมพ์อะไหล่ปืนที่สามารถนำมาประกอบเพื่อยิงกระสุนจริงได้ ซึ่งหมายความว่าในอนาคตเครื่องตรวจจับโลหะก็อาจจะไม่สามารถตรวจจับอาวุธที่หล่อขึ้นจากพรินเตอร์ 3 มิติได้อีกต่อไป หรือแม้กระทั่งของกินเทคโนโลยีนี้ก็ถูกนำไปใช้เช่นกัน

chocolate-rose-bailey-reed

– รูปดอกกุหลาบด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์แบบสามมิติ

shoes_on_feet_large_verge_medium_landscape

– รองเท้าที่ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์แบบสามมิติ


   เทคโนโลยีแบบใหม่ของการพิมพ์ 3 มิติ จะใช้ส่วนประกอบอย่างแป้งและของเหลวที่เกี่ยวข้องเป็นหลัก ร่วมกับแม่แบบดิจิตอล ทำให้ผลิตภัณฑ์จากการพิมพ์ 3 มิติ เข้าถึงและเหมาะกับความต้องการของลูกค้ามากกว่าการผลิตของจำนวนมากแบบเก่า เพราะเป็นการผลิตตามออร์เดอร์นั่นเอง อีกทั้งยังถูกใช้ในด้านการแพทย์ด้วย เช่น ผลิตอุปกรณ์จัดฟันที่พอดีกับปากลูกค้า พิมพ์เซลล์และสร้างเนื้อเยื่อที่จำเป็นด้วย

          ทั้งนี้ในอนาคต การพิมพ์ 3 มิติ จะได้รับการพัฒนาต่อยอดให้เป็นแบบ 4 มิติ เพื่อใช้ในการสร้างผลิตภัณฑ์ที่สามารถปรับตัวเองให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมต่าง ๆ ได้ ไม่ว่าจะเป็น เสื้อผ้า รองเท้า และผลิตภัณฑ์ด้านสุขภาพ เป็นต้น

 

 

ที่มา : http://men.kapook.com/view114075.html

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
Ms.Umaporn Matturos
at GlurGeek.Com
"สวัสดีชาวโลก..." เราชื่อ "นุ่น" น่ะ
ศึกษาอยู่ที่ ม.กรุงเทพ

Leave a Reply