fbpx

Rapid Prototyping ด้วย Fuse 1 ของบริษัท Haply Robotics

ปัจจุบันด้วยการบูรณาการระหว่างวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และวิศกรรมศาสตร์เข้าด้วยกัน ทำให้นวัตกรรมด้านหุ่นยนต์นั้นมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จนเข้ามามีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมการแพทย์และการดูแลสุขภาพ ตั้งแต่การฆ่าเชื้อในห้องผู้ป่วย ไปจนถึงการทำงานเป็นผู้ช่วยในห้องปฏิบัติการ ซึ่งหุ่นยนต์สามารถนำไปใช้งานด้านการดูแลสุขภาพได้หลากหลายมากๆ โดยเฉพาะกับงานทางการแพทย์ที่มีความละเอียดสูง เช่น การผ่าตัด หรืองานที่ต้องใช้ความแม่นยำสูง ที่มักจะเกิดความผิดพลาดบ่อยครั้ง ซึ่งการผิดพลาดทางการแพทย์นั้นหมายถึงชีวิตคนที่ต้องสูญเสียไป ดังนั้นจึงได้มีการนำหุ่นยนต์เข้ามาช่วยลดความผิดพลาดดังกล่าว

ซึ่งที่ Haply Robotics  บริษัทในมอนทรีออล ที่ก่อตั้งขึ้นในปี 2018 และมีการนำหุ่นยนต์ไปช่วยในการผ่าตัดของศัลยแพทย์ โดยปัจจุบัน Haply Robotics  กำลังพัฒนาไปอีกขั้น กับการสร้างคอนโซลการจำลองทางกายภาพ เพื่อใช้ในการทดสอบหรือทดลองผ่าตัด ก่อนการผ่าตัดจริง ทำให้ความผิดพลาดในการผ่าตัดนั้นลดลงอย่างมีนัยสำคัญ การจำลองกระบวนการผ่าตัดนี้จะใช้เทคโนโลยี VR และ AR หรือเทคโนโลยีการจำลองภาพเสมือนจริง และใช้ชื่อเรียกว่า “PlayStation for Surgeons” ที่ช่วยจำลองการผ่าตัดก่อน โดยมีวัตถุประสงค์ในการลดความเสี่ยงของผู้ป่วย และปรับปรุงเวลาการผ่าตัดให้ดียิ่งขึ้น

Haply Robotics ได้นำการพิมพ์ 3 มิติมาใช้ภายในองค์กรเพื่อ การสร้างต้นแบบ prototype อย่างรวดเร็ว โดยมีการนำเทคโนโลยีการพิมพ์ทั้งแบบ FDM, SLA และ SLS มาใช้ทั่วทั้งองค์กร ในบทความนี้เราจะมาดูกันว่า Haply Robotics ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ไปใช้งานอย่างไร และเพราะเหตุใดบริษัทจึงได้เลือกซื้อเครื่องพิมพ์ Fuse 1

เริ่มต้นความร่วมมือกับการพัฒนาเครื่องช่วยหายใจสำหรับ COVID-19

ในปี 2020 ทีมงานได้ให้ความร่วมมือครั้งสำคัญกับรัฐบาลแคนาดา และตัดสินใจที่จะนำทักษะด้านการออกแบบและวิทยาการหุ่นยนต์ไปใช้ โดยเข้าร่วมการแข่งขัน CODE LiFE Ventilator Challenge ซึ่งเป็นการเรียกร้องให้บริษัทอุปกรณ์ทางการแพทย์ มีการออกแบบในต้นทุนต่ำ ไม่ซับซ้อน ง่ายต่อการใช้งาน และง่ายต่อการผลิตเครื่องช่วยหายใจ ที่สามารถช่วยผู้ป่วยที่ทุกข์ทรมานจาก COVID-19

Haply Robotics ได้มีการนำ เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ไปช่วยในการพัฒนาเครื่องช่วยหายใจ โดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ Form 3 และใช้วัสดุแบบ Tough Resin เพื่อสร้างชิ้นส่วนภายในสำหรับเครื่องจักร ทำให้การมีเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ช่วยให้ทีมสามารถสร้างชิ้นส่วนขั้นสุดท้ายสำหรับด้านในของเครื่องช่วยหายใจได้อย่างรวดเร็ว จนชนะการแข่งขันในครั้งนั้น และมีส่วนช่วยในการสร้างเครื่องช่วยหายใจได้เพียงพอในช่วงของการแพร่ระบาด

การสร้างต้นแบบ prototype การออกแบบที่สมบูรณ์แบบ

จากองค์ความรู้ที่ได้จากการพัฒนาเครื่องช่วยหายใจในช่วงการแพร่ระบาดของ COVID-19 ทีมของ Haply Robotics ยังคงดำเนินงานอย่างต่อเนื่องในโครงการหลักของพวกเขา นั่นคือ การพัฒนาระบบสัมผัสสำหรับการจำลองการผ่าตัดทางการแพทย์

Rapid prototyping การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว เป็นเหตุผลหลักที่ทำให้ Haply Robotics ลงทุนในเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ มาใช้ภายในองค์กร ซึ่งด้วยเครื่องพิมพ์เดสก์ท็อปนี้ ทีมงานจะสามารถพิมพ์ชิ้นส่วนที่ซับซ้อนซ้ำๆ ได้หลายครั้ง จนกว่าจะได้รูปร่างที่สมบูรณ์ที่สุด โดยเหตุผลหลักสองประการว่า ทำไมการทำซ้ำจึงเป็นกุญแจสำคัญ ก็คือ ความสามารถในการพิมพ์ชิ้นงานให้เหมาะสมกับหลักสรีระวิทยา และมีรูปทรงที่ถูกต้องตามหลักเรขาคณิต

ซึ่งเดิมทีทีมได้ลงทุนในเครื่องพิมพ์ 3 มิติ FDM เนื่องจากมีราคาต่ำและสามารถพิมพ์ชิ้นงานได้อย่างรวดเร็ว เดิมทีเครื่องจักรเหล่านี้บรรลุเป้าหมายของทีมในการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป ทีมงานต้องการสร้างต้นแบบที่ใกล้เคียงกับชิ้นงานจริงมากขึ้น ซึ่งต้องการการพิมพ์ที่มีคุณภาพสูงขึ้น ในท้ายที่สุดพวกเขาก็ตัดสินใจซื้อเครื่อง Form 2 จากนั้นก็เป็นเครื่อง Form 3 สำหรับการพิมพ์ที่มีความละเอียดสูง

การสร้างต้นแบบ prototype ตัวอย่าง ชิ้นส่วนขั้นสุดท้ายด้วย Fuse 1

ในขณะที่ Haply Robotics กำลังดำเนินการอย่างต่อเนื่องใน การสร้างต้นแบบ prototype สำหรับเป็นชิ้นส่วนบริเวณส่วนแขนของหุ่นยนต์ พวกเขาได้ทำการซื้อเครื่องพิมพ์ 3 มิติ Fuse 1 ที่ใช้เทคโนโลยี SLS เข้ามาใช้งาน เนื่องจากชิ้นส่วนจากวัสดุไนลอน ที่พิมพ์จากเครื่อง Fuse 1 นั้นทำให้พวกเขาได้ชิ้นงานที่ใกล้เคียงกับชิ้นงานขั้นสุดท้ายที่พวกเขาต้องการ โดยก่อนหน้านี้พวกเขาผลิตชิ้นงานต้นแบบด้วยการใช้ Outsource ซึ่งต้องเจอกับปัญหาหลายอย่าง ไม่ว่าจะเป็นการไม่สามารถควบคุมกระบวนการผลิตและผลลัพธ์ได้เอง ส่งผลให้อาจได้ชิ้นงานที่ไม่ตรงกับความต้องการ มีความคลาดเคลื่อนได้ง่าย

ตัวอย่างการใช้งานเครื่องพิมพ์ 3 มิติ Formlabs Fuse 1 เพิ่มเติม

แต่ด้วยการใช้ Fuse 1 นั้นจะช่วยทำให้ การสร้างต้นแบบ ชิ้นงานนั้นพัฒนาขึ้นไปอีกระดับหนึ่ง ทำให้ในการพิมพ์ชิ้นงานใช้เวลาเพียงแค่ 2 วัน จากเดิมที่ใช้เวลาถึง 5 วัน และเมื่อมีเครื่องพิมพ์ 3 มิติ Fuse 1 แล้ว คุณก็จำเป็นที่จะต้องเข้าใจถึงความทนทานของตัวเครื่องและวัสดุ เพื่อให้สามารถใช้งานเครื่องได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสร้างชิ้นงานออกมาได้อย่างแม่นยำ ตรงตามสิ่งที่ออกแบบเอาไว้

สำหรับข้อพิจารณาอีกอย่างในการเลือกใช้เครื่อง Fuse 1 ก็คือ เนื่องจาก Haply Robotics นั้นเป็นบริษัทขนาดเล็กที่กำลังเติบโต จึงไม่ได้มีพื้นที่มากนักในการวางเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เนื่องจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ SLS แบบดั้งเดิมนั้นมีขนาดใหญ่ และต้องใช้พื้นที่มากในการติดตั้ง ในทางกลับกันเครื่องพิมพ์ 3 มิติ Fuse 1 นั้นมาในขนาดตัวเครื่องที่เล็กลง แต่มีประสิทธิภาพและให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า จึงไม่แปลกที่ Haply Robotics จะตัดสินใจเลือกซื้อ Fuse 1 มาใช้งาน

การพิมพ์ 3 มิติ โดยใช้ Fuse 1 จะช่วยปรับปรุงกระบวนการทำงานให้เป็นอัตโนมัติ รวมถึงยังสามารถเปลี่ยนแปลงรายละเอียดเพียงแค่ 1 จุด ก็สามารถทำให้แขนของหุ่นยนต์ทำงานได้ลื่นไหลขึ้นอย่างสมบูรณ์แบบ ที่พิเศษกว่านั้นคือเราสามารถปรับเปลี่ยนได้กระทั้งรายละเอียดเล็กๆ ของชิ้นงานได้เลย ซึ่งด้วย Fuse 1 ทีมของ Haply Robotics สามารถพิมพ์ชิ้นส่วนหลายๆ ชิ้นได้ในเวลาเดียวกัน เป็นการช่วยขยายขอบเขตของจำนวนชิ้นส่วนที่สามารถผลิตได้ในหนึ่งครั้ง แต่หากเทียบกับการพิมพ์ด้วยเทคโนโลยีอื่น เช่น การพิมพ์แบบ FDM ทีมจำเป็นจะต้องซื้อเครื่อง FDM หลายเครื่องเลย เพื่อที่จะทำให้ได้ผลลัพธ์ในระดับเดียวกับการใช้เครื่อง Fuse 1

และประโยชน์อีกอย่างของการใช้เครื่อง Fuse 1 ก็คือ การไม่จำเป็นต้องมีโครงสร้างซัพพอร์ต หรือชิ้นส่วน Support ในการพิมพ์ชิ้นงาน rapid prototyping 3d ช่วยให้ทีมกังวลกับกระบวนการในการพิมพ์ชิ้นงานน้อยลง และสามารถโฟกัสกับการออกแบบหรือการพัฒนาชิ้นงานได้เพิ่มมากขึ้น

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ Formlabs Fuse 1

แม้ว่าปัจจุบันเครื่องพิมพ์ 3 มิติ Fuse 1 จะถูกนำมาใช้สำหรับการทำ rapid prototyping แต่ทาง Haply Robotics ก็ได้มีความคิดเพิ่มเติมที่จะนำ Fuse 1 มาใช้ในการผลิตชิ้นงานจริงด้วย เนื่องจากศักยาภาพของตัวเครื่อง บริษัทจึงเล็งหาว่าจะสามารถนำมาใช้ในกระบวนการผลิตขนาดเล็กได้อย่างง่ายดาย ซึ่งเรื่องนี้เป็นสิ่งที่น่าสนใจอย่างมากที่เครื่อง Fuse 1 จะสามารถใช้งานได้ทั้งการสร้างชิ้นงานต้นแบบ และสามารถใช้ผลิตชิ้นงานจริงเพื่อนำไปใช้งานได้ นอกจากนี้การผลิตชิ้นงานด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ก็ยังช่วยให้ชิ้นงานมีความทันสมัยอยู่ตลอดอีกด้วย เพราะว่าจะสามารถทำการปรับเปลี่ยนหรือเพิ่มชิ้นส่วนใหม่ๆ เข้าไปได้อย่างสะดวก

ปัจจุบันเครื่องพิมพ์ 3 มิติ Fuse 1 ได้มีการนำมาใช้งานอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมการแพทย์และการดูแลสุขภาพ รวมไปถึงบริษัทที่ผลิตอุปกรณ์หรือเครื่องมือทางการแพทย์ด้วย โดยบริษัทอย่าง Partial Hand Solutions และ Tension Square ก็ได้เริ่มมีการนำเครื่องพิมพ์ 3 มิติ SLS เข้ามาใช้ในการออกแบบวิธีการรักษาผู้ป่วยเป็นครั้งแรกด้วยเช่นกัน

จะเห็นได้ว่าเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ โดยเฉพาะเครื่อง Fuse 1 เทคโนโลยีแบบ SLS ที่ใช้การหลอมผงวัสดุเพื่อสร้างชิ้นงานนั้น กำลังเข้ามามีบทบาทสำคัญและปฏิวัติวงการการพิมพ์ 3 มิติไปอย่างสิ้นเชิง ด้วยกระบวนการพิมพ์ที่มีประสิทธิภาพ และการไม่จำเป็นต้องพึ่งวัสดุ Support ทำให้มีการนำเครื่องเทคโนโลยีนี้ไปใช้งานในหลากหลายอุตสาหกรรมมากๆ ไม่ใช่แค่อุตสาหกรรม Healthcare เท่านั้น

อ้างอิง : https://formlabs.com/blog/haply-fuse1/