การพิมพ์ 3 มิติ: จากชิ้นงานพลาสติกสู่ชิ้นงานเหล็ก

Septillion Webmasterข่าวสาร

การออกแบบที่ขับเคลื่อนงานอุตสาหกรรม : สร้างได้ ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ

Additive Manufacturing หมายถึง กระบวนการผลิตแบบดิจิทัลจากการออกแบบโมเดล 3 มิติ เพื่อการสร้างองค์ประกอบต่าง ๆ ขึ้นทีละชั้นด้วยการเพิ่มเนื้อวัสดุ แทนที่การแกะวัสดุออกเป็นชิ้นงาน และในปัจจุบันนี้ เทคโนโลยีนี้ก็ก้าวล้ำจนสามารถสร้างชิ้นงานที่เป็นโลหะได้แล้ว

วันนี้เราจะมาแนะนำการผลิตโลหะแบบใหม่ให้กับผู้ประกอบธุรกิจทั้งรายใหญ่รายย่อยทุกท่าน ด้วยนวัตกรรมเครื่องพิมพ์ 3 มิติ รวมไปถึงข้อดี และระบบการทำงานของเครื่องพิมพ์คร่าว ๆ กันครับ

โดยหลัก ๆ แล้ว การผลิตชิ้นงานโลหะสามารถทำได้ 2 แบบ คือ

1. การพิมพ์ชิ้นงานและนำไปหล่อ

วิธีเหมาะสำหรับธุรกิจขนาดเล็ก หรือธุรกิจที่ต้องการชิ้นงานต้นแบบที่นำไปหล่อโลหะได้จริง เช่น ธุรกิจอัญมณี นาฬิกา งานสถาปัตยกรรม แม่พิมพ์ หรือชิ้นส่วนอะไหล่ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ

จากชิ้นงาน PLA ไปสู่การทำแม่พิมพ์ และหล่อเป็นชิ้นงานเหล็ก

Ultimaker

Ultimaker โดดเด่นด้วยระบบ 2 หัวพิมพ์และการเปิดให้ใช้วัสดุจากยี่ห้ออื่น ให้คุณมีตัวเลือกและมีอิสระในการพิมพ์มากขึ้น แต่โดยปกติแล้ววัสดุจาก Ultimaker เองก็แข็งแรงมากพอต่อการพิมพ์ชิ้นงานที่นำไปใช้ได้ทันที

เทคโนโลยี: FDM (Fused deposition modeling)
วิธีการ: พิมพ์โมเดลด้วยวัสดุ PLA ที่พิมพ์ได้ง่ายและมีค่าทนความร้อนต่ำ ฝังชิ้นงานลงในขี้ผึ้ง เคลือบด้วยเซรามิคเหลว จากนั้นนำไปเผา ทำให้เหลือแต่แม่พิมพ์ที่พร้อมนำไปหล่อโลหะได้
ข้อดี: ช่วยประหยัดเวลาการผลิต (จาก 12-16 สัปดาห์ เหลือเพียง 2-3 สัปดาห์) และยังทำให้สามารถออกแบบแม่พิมพ์ได้อย่างอิสระ
เหมาะสำหรับ: ธุรกิจขนาดเล็ก ที่ต้องการเครื่องพิมพ์ที่ใช้งานได้หลากหลาย ไม่ใช่แค่การพิมพ์ชิ้นส่วน ต้นแบบ หรืออะไหล่ และสามารถนำไปทำแม่พิมพ์หล่อได้

Formlabs

ผู้นำด้านการพิมพ์ 3 มิติระบบ SLA ที่ใช้น้ำเรซิ่นเป็นวัสดุบนเครื่องพิมพ์ 3 มิติ Form 2 เรซิ่นที่นิยมนำไปหล่อได้แก่ Castable Resin สำหรับการทำงานอัญมณีโดยเฉพาะ มีขนาดการพิมพ์อยู่ที่ 145 × 145 × 175 มม. ความละเอียดเลือกได้ตั้งแต่ 25 – 100 ไมครอน

เทคโนโลยี: SLA (Stereolithography)
วิธีการ: ออกแบบ และสั่งพิมพ์โมเดลด้วย Castable Resin จากนั้นนำไปขึ้นรูปและทำการเผาให้ตัวเรซิ่นละลายออก ก็จะได้ชิ้นงานโลหะตามรูปทรงที่ต้องการ
ข้อดี: ได้ชิ้นงานที่มีความละเอียดมาก โดยล่าสุดทาง Fomlabs ก็ได้ออกเรซิ่นตัวใหม่ที่ชื่อ Castable Wax ที่สามารถเผาไหม้ได้สะอาดหมดจดภายใน 8 ชั่วโมง ด้วยแว็กซ์ 20% ที่เพิ่มเข้าไปในเรซิ่น และชิ้นงานที่ได้ไม่จำเป็นต้องผ่านกระบวนการอบด้วยแสง UV ในภายหลัง (Post Cure) ทั้งยังสามารถพิมพ์รูปทรงโค้งหรือรายละเอียดเล็ก ๆ ได้ละเอียดมากขึ้น
เหมาะสำหรับ: ผู้ที่ทำธุรกิจอัญมณี หรือธุรกิจหล่อโมเดลอื่น ๆ ที่ต้องการรายละเอียดสูง

2. การพิมพ์ชิ้นงานโลหะโดยตรง

วิธีนี้เหมาะสำหรับธุรกิจขนาดใหญ่ที่ต้องการกำลังการผลิตที่สูง ข้อดีคือคุณจะได้ชิ้นงานที่หลากหลาย เลือกได้ว่าอยากให้ชิ้นงานมีความซับซ้อนสูง มีน้ำหนักเบา มีรูปทรงคดโค้งหรือมีขนาดเล็ก ช่วยลดต้นทุนได้มาก และผลิตได้เร็วขึ้น ข้อเสียเพียงอย่างเดียวคือเครื่องพิมพ์ที่สามารถทำแบบนี้ได้จะมีราคาที่สูงมาก

eos

eos คือเครื่องพิมพ์ 3 มิติระบบ Laser-Sintering อันเป็นเอกลักษณ์ที่ไม่มีใครเทียบได้ ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ DMLS (Direct Metal Laser Sintering) ที่พัฒนามานานกว่า 20 ปี อ่านเพิ่มเติม

เทคโนโลยี: DMLS (Direct Metal Laser Sintering)
วิธีการ: ใช้ระบบ Powder Bed Fusion ในการทำความร้อนให้ห้องพิมพ์เพื่อใกล้ถึงจุดหลอมเหลวของวัสดุนั้น ๆ แล้วใช้เลเซอร์ไปช่วยเพิ่มความร้อนเฉพาะจุดที่ต้องการ (Laser-Sintering) เพื่อหลอมผงวัสดุและสร้างชิ้นงานขึ้นทีละชั้น
ข้อดี: พิมพ์ชิ้นงานที่มีรายละเอียดซับซ้อนสูงได้ดีมาก วัสดุมีความหลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นโลหะชนิดต่าง ๆ พลาสติก หรือวัสดุคอมโพสิต
เหมาะสำหรับ: ธุรกิจขนาดใหญ่ที่ต้องการชิ้นงานโลหะที่มีรายละเอียดมาก มีความซับซ้อนสูง หรือมีขนาดเล็ก

Markforged Metal X

เครื่องพิมพ์โลหะ 3 มิติที่ใช้ระบบการพิมพ์แบบ Metal Plastic bound (เส้นวัสดุพลาสติกผสมโลหะ) เป็นการฉีดเส้นวัสดุขึ้นรูปแทนการใช้ผง ด้วยขนาดการพิมพ์ 300 x 220 x 180 มม. และความละเอียดสูงสุดถึง 50 ไมครอน (μm) อ่านเพิ่มเติม

เทคโนโลยี: Filament Fed, Bound Powder
วิธีการ: ใช้การพิมพ์ด้วย Metal Plastic bound (เส้นวัสดุพลาสติกผสมโลหะ) ในการฉีดเส้นวัสดุขึ้นรูปแทนการใช้ผง
ข้อดี: ช่วยเพิ่มความปลอดภัยในการทำงานมากขึ้นเพราะไม่ต้องกังวลเรื่องฝุ่นผง และด้วยการพิมพ์เนื้อใน (Infill) แบบ Close Cell ทำให้สามารถลดน้ำหนักของชิ้นงานได้มากกว่า
เหมาะสำหรับ: ธุรกิจขนาดกลางที่ต้องการชิ้นงานที่มีความแข็งแรงสูงแต่น้ำหนักเบา

รู้ได้อย่างไรว่าควรใช้ Metal X หรือ eos

Metal X

eos

  • ใช้เทคโนโลยี Metal Plastic bound (เส้นวัสดุพลาสติกผสมโลหะ) ทำให้ไม่ต้องกังวลเรื่องฝุ่นผง
  • สามารถปรับ Infill ได้อิสระ ทำให้ชิ้นงานมีน้ำหนักเบาได้มากกว่า
  • มีวัสดให้เลือกหลากหลาย ตั้งแต่โลหะ ไททาเนียม โลหะผสมนิกเกิล อลูมิเนียม ฯลฯ แต่ส่วนใหญ่ยังอยู่ในช่วงทดสอบ
  • ชิ้นส่วนแข็งแรง พร้อมนำไปใช้ได้ทันที
  • จำเป็นต้องใช้เครื่องล้างและเผา
  • ราคาต่ำกว่า eos
  • ใช้เทคโนโลยี DMLS (Direct Metal Laser Sintering) ซึ่งจะทำให้ชิ้นงานมีรายละเอียดได้มากกว่า
  • เหมาะสำหรับชิ้นงานที่ต้องการความซับซ้อนสูง หรือมีขนาดเล็ก
  • มีวัสดให้เลือกหลากหลาย ตั้งแต่โลหะ ไททาเนียม โลหะผสมนิกเกิล อลูมิเนียม ฯลฯ
  • ชิ้นส่วนแข็งแรง พร้อมนำไปใช้ได้ทันที
  • ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องล้างและเผา
  • ราคาสูงกว่า Metal X

ยังมีเทคนิคอื่น ๆ ที่เครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถทำได้ สำหรับธุรกิจอุตสาหกรรมยุคใหม่ที่ต้องการลดระยะเวลาการทำงาน ลดต้นทุน เพิ่มจำนวนการผลิต และมีอิสระในการพัฒนาสินค้าที่เป็นโลหะได้มากขึ้น ไม่ว่าคุณจะอยู่ในอุตสหกรรมยานยนต์ การบิน การแพทย์ หรืออัญมณี ก็สามารถใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติได้

ต้องการคำปรึกษาเกี่ยวกับการนำเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติไปประยุกต์ใช้เพิ่ม ติดต่อเรา

Share this Post