fbpx

การปฏิวัติการพิมพ์ 3 มิติ

การพิมพ์ 3 มิติหรือที่เรียกว่า Additive Manufacturing ได้ก้าวไปไกลกว่าการสร้างต้นแบบ การผลิตเครื่องมืออย่างรวดเร็ว เครื่องประดับเล็ก ๆ และของเล่น บริษัท ต่างๆ เช่น GE, Lockheed Martin และ BMW ได้เปลี่ยนมาใช้การพิพม์เพื่อการผลิตในระดับอุตสาหกรรม ซึ่งแน่นอนว่าจพมีบริษัทอื่น ๆ ตามมา เนื่องจากวัสดุที่พิมพ์ได้ ได้แก่ พลาสติกพื้นฐาน เรซินไวแสง เซรามิก ซีเมนต์ แก้ว โลหะหลายชนิด เทอร์โมพลาสติก คอมโพสิต (บางชนิดผสมด้วยท่อนาโนคาร์บอนและเส้นใย) และแม้แต่เซลล์ต้นกำเนิดยังคงขยายตัวต่อไป ในบทความนี้ ผู้เขียนกล่าวถึสาเหตุว่าเพราะเหตุใดการผลิตแบบ Additive Manufacturing จึงได้รับความนิยมอย่างรวดเร็ว โดยมีข้อดี เช่น ความยืดหยุ่นที่มากขึ้น ขั้นตอนการประกอบที่น้อยลง และการประหยัดต้นทุนอื่น ๆ รวมถึงความเป็นไปได้ในการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่เพิ่มขึ้น

ในขณะนี้ การพิมพ์ 3 มิติกำลังเข้าไมีส่วนร่วมกับคำถามเชิงกลยุทธ์ใน 3 ระดับ: ผู้ขายผลิตภัณฑ์ที่จับต้องได้ควรถามว่าจะปรับปรุงข้อเสนอของพวกเขาได้อย่างไร ไม่ว่าจะด้วยตัวเองหรือโดยคู่แข่ง ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมควรทบทวนการดำเนินงานของตนเพื่อพิจารณาว่าเครือข่ายของสินทรัพย์ในห่วงโซ่อุปทาน และการผสมผสานระหว่างกระบวนการเก่าและใหม่ที่เหมาะสมที่สุด และผู้นำในตลาดจะต้องพิจารณาถึงผลกระทบเชิงกลยุทธ์เนื่องจากระบบนิเวศทางการค้าทั้งหมดเริ่มก่อตัวขึ้นจากความเป็นจริงใหม่ที่เกิดขึ้นจากการพิมพ์ 3 มิติ

ข้อดีของ Additive

อาจเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการว่า เทคโนโลยีนี้จะเข้ามาแทนที่วิธีมาตรฐานในการผลิตสิ่งของในปริมาณมากในปัจจุบันได้อย่างไร ตัวอย่างเช่น การฉีดขึ้นรูปแบบดั้งเดิมสามารถทำการฉีดได้หลายพันครั้งต่อชั่วโมง ในทางกลับกัน ผู้ที่เคยดูเครื่องพิมพ์ 3 มิติในตลาดงานอดิเรกมักพบว่าการเพิ่มขึ้นทีละชั้นของวัตถุนั้นช้าเป็นอย่างมาก แต่ความก้าวหน้าล่าสุดของเทคโนโลยีกำลังเปลี่ยนแปลงไปอย่างมากในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม

บางคนอาจลืมไปว่า ทำไมการผลิตมาตรฐานจึงเกิดขึ้นด้วยความเร็วที่น่าประทับใจเช่นนี้ อุปกรณ์เหล่านี้เสื่อมอายุลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากมีการลงทุนจำนวนมากเพื่อสร้างเครื่องมือเครื่องจักรและอุปกรณ์ที่ซับซ้อนที่จำเป็นในการผลิต หน่วยแรกอาจมีราคาแพงมากในการสร้าง และจะมีราคาที่ลดลงเรื่อยๆจากการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง

การผลิตแบบ Additive Manufacturing ไม่ได้มอบสิ่งที่เหมือนกับสิ่งที่กล่าวมา อย่างไรก็ตาม Additive Manufacturing ได้ขจัดข้อเสียของการผลิตมาตรฐานออกไป เช่น การขาดความยืดหยุ่น เนื่องจากแต่ละยูนิตสร้างขึ้นอย่างอิสระจึงสามารถปรับเปลี่ยนให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะหรือกว้างขึ้นเพื่อรองรับการปรับปรุงหรือแฟชั่นที่เปลี่ยนแปลงไปได้ และการตั้งค่าระบบการผลิตตั้งแต่แรกนั้นง่ายกว่ามาก เพราะเกี่ยวข้องกับขั้นตอนน้อยกว่ามาก นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมการพิมพ์ 3 มิติจึงมีคุณค่ามากสำหรับการผลิตชิ้นงานเพียงครั้งเดียว เช่น ชิ้นงานต้นแบบและชิ้นส่วนอะไหล่หายาก อย่างไรก็ตาม การผลิตแบบ Additive Manufacturing ก็ยังมีความสมเหตุสมผลมากขึ้นแม้ในระดับที่สูงขึ้น โดยผู้ซื้อสามารถเลือกรูปทรง ขนาด และสีที่ผสมผสานกันได้ไม่รู้จบ และการปรับแต่งนี้จะเพิ่มต้นทุนของผู้ผลิตเพียงเล็กน้อยแม้ว่าคำสั่งซื้อจะถึงระดับการผลิตจำนวนมากก็ตาม

ข้อดีส่วนใหญ่ของ Additive Manufacturing คือชิ้นส่วนที่เคยขึ้นรูป จะสามารถแยกจากกันและประกอบขึ้นได้ รวมถึงสามารถผลิตเป็นชิ้นเดียวได้ในครั้งเดียว ตัวอย่างง่ายๆคือ แว่นตากันแดด: กระบวนการ 3 มิติช่วยให้ความพรุนและส่วนผสมของพลาสติกแตกต่างกันไปในพื้นที่ต่างๆของเฟรม หูฟังมีความนุ่มและยืดหยุ่น ในขณะที่ขอบที่ยึดเลนส์นั้นแข็ง โดยไม่จำเป็นต้องประกอบขึ้นมา

ชิ้นส่วนการพิมพ์และผลิตภัณฑ์ยังช่วยให้ผู้ผลิตสามารถออกแบบด้วยสถาปัตยกรรมที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น การกัดน้ำผึ้งภายในแผงเหล็กหรือรูปทรงเรขาคณิตที่ก่อนหน้านี้ไม่สามารถบดได้ ตัวอย่างเช่น ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่ซับซ้อนซึ่งเป็นชุดเฟืองที่ห่อหุ้มไว้จะสามารถทำได้โดยไม่ต้องประกอบ ซึ่งสามารถใช้วิธี Additive Manufacturing เพื่อรวมชิ้นส่วนและสร้างรายละเอียดการตกแต่งภายในได้มากขึ้น นั่นเป็นสาเหตุที่ GE Aviation เปลี่ยนมาใช้การพิมพ์ 3 มิติกับหัวฉีดเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์เจ็ทบางรุ่น โดยคาดว่าจะผลิตแบบเดียวกันได้มากกว่า 45,000 ชิ้นต่อปี ดังนั้น จากที่ใคร ๆ ก็คิดว่าวิธีการผลิตแบบเดิมน่าจะเหมาะสมกว่า แต่เทคโนโลยีการพิมพ์ช่วยให้หัวฉีดที่เคยประกอบจากชิ้นส่วนหล่อแยกกัน 20 ชิ้นสามารถประดิษฐ์เป็นชิ้นเดียวได้ ซึ่ง GE กล่าวว่าสิ่งนี้จะช่วยลดต้นทุนการผลิตได้ถึง 75%

การผลิตแบบ Additive Manufacturing สามารถใช้หัวฉีดจากเครื่องพิมพ์หลายเครื่องเพื่อจัดวางวัสดุต่าง ๆ พร้อมกันได้ ด้วยเหตุนี้ Optomec และ บริษัทอื่น ๆ จึงพัฒนาวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและวิธีการพิมพ์แบตเตอรี่ขนาดเล็กและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ลงในหรือบนพื้นผิวของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคโดยตรง รวมถึงด้านอื่นๆ ได้แก่ อุปกรณ์ทางการแพทย์ ทรัพย์สินการขนส่ง ส่วนประกอบการบินและอวกาศ อุปกรณ์ตรวจวัดโครงสร้างพื้นฐานโทรคมนาคม และสิ่งอื่น ๆ ที่ “ฉลาด”

สิ่งที่น่าสนใจอย่างมากในการจำกัดงานประกอบคือการผลักดันให้อุปกรณ์การผลิตแบบ Additive Manufacturing มีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ ในตอนนี้กระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ Lockheed Martin, Cincinnati Tool Steel และ Oak Ridge National Laboratory กำลังร่วมมือกันเพื่อพัฒนาความสามารถในการพิมพ์ส่วนใหญ่ของเครื่องบินรบเจ็ทเอนโดและภายนอก รวมถึงตัวปีกโครงสร้างภายใน แผงสายไฟ และเสาอากาศแบบฝัง และในไม่ช้านี้จะรวมถึงโครงสร้างรับน้ำหนักส่วนกลาง ซึ่งกล่าวได้อย่างเต็มปากว่าการผลิต Additive Manufacturing แบบพื้นที่ขนาดใหญ่ทำให้การผลิตวัตถุขนาดใหญ่ดังกล่าวเป็นไปได้โดยใช้โครงสำหรับตั้งสิ่งของขนาดใหญ่พร้อมการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อย้ายเครื่องพิมพ์ให้อยู่ในตำแหน่ง เมื่อกระบวนการนี้ได้รับการรับรองสำหรับการใช้งานการประกอบ อย่างเดียวที่จำเป็นคือการติดตั้งโมดูลอิเล็กทรอนิกส์แบบพลักแอนด์เพลย์สำหรับการนำทางการสื่อสารอาวุธและระบบตอบโต้ทางอิเล็กทรอนิกส์ในช่องที่สร้างขึ้นระหว่างกระบวนการพิมพ์ ทั้งนี้ ในอิรักและอัฟกานิสถาน กองทัพสหรัฐฯได้ใช้โดรนจาก Aurora Flight Sciences ซึ่งพิมพ์ร่างทั้งหมดของยานพาหนะทางอากาศไร้คนขับเหล่านี้บางลำมีปีกนกสูง 132 ฟุตในการสร้างครั้งเดียว

อนาคตได้เกิดขึ้นแล้วและจะเปลี่ยนแปลงการดำเนินงานและกลยุทธ์ของคุณไปตลอดกาล!

ผู้เล่นรายใหญ่ที่สุดหลายรายในธุรกิจการผลิต Additive Manufacturing กำลังพยายามพัฒนาแพลตฟอร์มที่บริษัท อื่น ๆจะสร้างและเชื่อมต่อ เจ้าของแพลตฟอร์มจะมีประสิทธิภาพเนื่องจากการผลิตเองมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นสินค้าโภคภัณฑ์เมื่อเวลาผ่านไป ผู้ที่อำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อในระบบนิเวศดิจิทัลจะเข้าไปอยู่ท่ามกลางธุรกรรมทางอุตสาหกรรมจำนวนมหาศาลการรวบรวมและขายข้อมูลที่มีค่า

ที่มา: https://hbr.org/2015/05/the-3-d-printing-revolution