3D Printer หรือ ชื่อภาษาไทยที่ว่า 'เครื่องพิมพ์สามมิติ' นั้นยังไม่เป็นที่คุ้นชินของคนไทยมากนัก หากแต่พูดถึงการพิมพ์ เราก็จะนึกถึงการพิมพ์เอกสาร หนังสือ หรือสิ่งพิมพ์ต่าง ๆ ที่พิมพ์ลงบนกระดาษ 3D Printer นั้น มีหลักการการทำงานคล้ายคลึงกับการพิมพ์ที่เราคุ้นชินกันดี เพียงแต่เป็นการแปลงข้อมูลดิจิตอลที่เป็น แบบจำลอง 3 มิติ แยกออกมาเป็น ข้อมูล 2 มิติ หลายๆชั้น จากนั้นจึงส่งข้อมูลไปยังเครื่องพิมพ์ ให้เริ่มพิมพ์ชิ้นงานทีละชั้นจนได้แบบจำลองสามมิติตามที่ได้ออกแบบไว้
กำเนิด 3D Printer
Chuck Hull เป็นผู้คิดค้นเทคโนโลยีการผลิตแบบ Stereolithography (SLA) ซึ่งถือว่าเป็นเครื่อง 3D Printer ทางการค้าเครื่องแรกของโลก ซึ่งก่อนหน้านั้นมีความพยายามจดสิทธิบัตรที่คล้ายคลึงกันจากฝรั่งเศส และญี่ปุ่น แต่ไม่สำเร็จ กว่าสิทธิบัตรจะอนุมัติมีผล ก็ผ่านไป 2 ปี คือ 1986 และเป็นปีที่เริ่มก่อตั้งบริษัท 3D System และจำหน่ายอย่างเป็นทางการ
หลักการทำงานของ SLA
หลักการของเทคโนโลยี SLA 3D Printer คือการยิงแสงยูวีความเข้มสูงไปยังเรซิน (Photopolymer) เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมี เปลี่ยนจากของเหลวกลายเป็นของแข็ง ซึ่งปัจจุบัน มีเรซินหลากหลายชนิด ตามความต้องการของผู้ใช้ เช่น เรซินสำหรับงานต้นแบบ (prototype resin) เรซินหล่องานจิวเวรี (casting) เรซินงานทันตกรรม (dental) เรซินวิศวกรรม (engineering) เป็นต้น
เทคโนโลยี Fused Deposition Modelling (FDM)
เป็นเทคโนโลยีที่มีการใช้งานมากที่สุดในโลก คิดค้นขึ้นโดย Scott Crump ร่วมกับภรรยาคือ Lisa Crump และก่อตั้งบริษัท Stratasys ขึ้นมา ซึ่งบริษัทดังกล่าวมีการเติบโตอย่างรวดเร็ว และกลายเป็นบริษัทด้าน Additive Manufacturing (AM) ที่มีรายได้มากที่สุดในโลก
หลังจากสิทธิบัตร FDM หมดอายุในปี 2009 ก็มีหลายบริษัทที่เอาเทคนิคดังกล่าวไปพัฒนาและจำหน่าย เช่น Makerbot Ultimaker Lulzbot หรือ Reprap Project ปัจจุบัน Makerbot 1 ในผู้นำยุคบุกเบิกของ Open Source 3D Printer ถูกรวมเข้าเป็นส่วนหนึ่งของ Stratasys เน้นไปที่ตลาดการศึกษาและอุตสาหกรรมระดับเริ่มต้น
หลักการทำงานของ FDM
หลักการของเทคโนโลยี FDM 3D Printer คือมีการหลอมเหลววัสดุ (พลาสติก) ที่บริเวณหัวขึ้นรูป ซึ่งเคลื่อนที่ได้ตามคำสั่งที่ป้อนเข้าไป ซึ่งเมื่อเติมเนื้อวัสดุทีละชั้นตามแบบก็จะได้ชิ้นงาน 3 มิติ ที่มีรูปร่าง หน้าตา เหมือน 3D Model ที่ต้องการ
หลักการทำงานของ FDM
เทคโนโลยี Selective Laser Sintering (SLS)
เทคโนโลยีการพิมพ์ 3D ระดับสูงอย่าง SLS เกิดขึ้นจากไอเดียของ Carl Deckard สมัยเรียนอยู่ปริญญาตรี มหาวิทยาลัย Texas ay Austin ซึ่งได้พัฒนาต่อมาเรื่อยๆร่วมกับ กับโปรเฟสเซอร์ Joe Beaman จนตั้งบริษัท Desk Top Manufacturing (DTM) Corp เพื่อจำหน่ายเครื่อง SLS 3D Printer หลังจากนั้นบริษัทฯได้โดนซื้อไปโดยบริษัท 3D System ในปี 2001
ปัจจุบัน Carl ได้เสียชีวิตแล้วเมื่อวันที่ 23 ธันวาคม 2562
Carl Deckard
หลักการทำงานของ SLS
SLS ใช้แสงเลเซอร์ Co2 พลังงานสูง ยิ่งไปยังวัสดุผงให้หลอมติดกัน ดังนั้นจึงค่อนข้างอันตราย และมีราคาแพง ไม่เหมาะสำหรับคนทั่วไป นอกจากนี้วัสดุที่เป็นผงยังควบคุมยาก ราคาสูง ส่วนใหญ่เป็นไนลอน (PA12) เทคโนโลยีนี้ให้ความแข็งแรงของชิ้นงานสูงมาก รวมถึงมีอิสระในการขึ้นรูปชิ้นงานมากกว่ากรับวนการอื่น เนื่องจากไม่ต้องมี support รองรับชิ้นงาน
หลักการทำงานของ SLS
เทคโนโลยี Binder Jetting
พัฒนาขึ้นใน MIT ประเทศสหรัฐอเมริกา โดยภายหลังตั้งบริษัทชื่อ Z Coporation หรือ Z-Corp ซึ่งโดนซื้อกิจการไปโดย 3D Sysem ทั้งนี้เทคโนโลยี Binder นั้นมีอีกบริษัทที่เป็นเจ้าของสิทธิบัตรแบบเต็มใบคือ ExOne ที่เน้นการผลิตชิ้นส่วนในอุตสาหกรรมโลหะเป็นหลัก ดังนั้นจึงไม่เห็นเครื่องปริ้นโลหะแบบ Binder จาก 3D System หรือ Z-Corp เลย
Ely Sachs ผู้คิดค้น Binder Jetting
หลักการทำงานของ Binder Jetting
วัสดุที่ใช้ในการผลิตของ Binder ยุคแรกคือเป็นยิบซัม หรือผงแป้ง โดยมีหัวฉีด Inkjet ที่พ่นตัวประสานหรือ Binder ลงมา แทนที่จะเป็นการยิงเลเซอร์ความร้อนสูงแบบ SLS ดังนั้นความร้อนในกระบวนการผลิตจึงต่ำกว่า
หลักการทำงานของ Binder Jetting
Polyjet
คิดค้นโดยบริษัท Object จากอิสราเอล โดย Rami Bonen, Gershon Miller และ Hanan Gothait ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของบริษัทยักษ์ใหญ่อย่าง Stratasys
ก่อนหน้านั้นได้รับเงินลงทุนหลักพันล้านบาทจากกองทุนของยุโรปและอเมริกา เนื่องจากเป็นเทคโนโลยีที่ล้ำหน้า และสามารถสร้าง Multi Materials ได้อย่างดีเยี่ยมในขณะนั้น รวมถึงความเร็วและความแม่นยำในการผลิตอยู่ในระดับสูง ปัจจุบันก็ยังเป็นกลุ่มเทคโนโลยีหลักของ Stratasys มีเครื่องระดับสูงมากมาย โดยที่เปิดตัวไปเมื่อปี 2017 คือเครื่องรุ่น J750 ที่สามารถพิมพ์งานสีเสมือนจริงได้
Rami Bonen
หลักการทำงานของ Polyjet
มีการทำงานคล้ายคลึงกับเครื่อง Inkjet Printer ที่มีหัวพ่นหมึกตั้งแต่ 1 หัว จนถึงหลายหัวในเครื่องระดับสูง พ่น Photopolymer ที่เซ็ทตัวเมื่อได้รับแสง UV ดังนั้นผู้ใช้สามารถที่จะเลือกวัสดุการพิมพ์ในแต่ละส่วนให้แตกต่างกันได้ รวมทั้งสามารถผสมสี เพื่อให้ชิ้นงานออกมาสีเสมือนภาพจริงได้ เป็นเทคโนโลยีขั้นสูงในปัจจุบัน
หลักการทำงานของ Polyjet
_________________________________________________________________________________________________
อ้างอิง
เข้าสู่ระบบเพื่อแสดงความคิดเห็น
Log in