เครื่องพิมพ์การพิมพ์ 3 มิติทำงานอย่างไร?
การพิมพ์ 3 มิติคืออะไร?
การพิมพ์ 3 มิติใช้อุปกรณ์พิเศษเพื่อสร้างวัตถุสามมิติสามมิติจากไฟล์ดิจิทัล แนวทางปฏิบัตินี้มีมาตั้งแต่ปี 1980 เมื่อ ชาร์ลส์ W. ฮัลล์ คิดค้นกระบวนการและสร้างชิ้นส่วนจากการพิมพ์ 3 มิติชิ้นแรก ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา สาขาการพิมพ์ 3 มิติก็เติบโตขึ้นอย่างมากและมีความเป็นไปได้มากมายนับไม่ถ้วน
ภาพรวมการพิมพ์ 3 มิติ
การพิมพ์ 3 มิติเป็นกระบวนการที่ใช้การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยหรือ แคนาดา เพื่อสร้างวัตถุทีละชั้น การพิมพ์ 3 มิติมักใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตและยานยนต์ ซึ่งเครื่องมือและชิ้นส่วนต่างๆ ผลิตขึ้นโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ
เนื่องจากความสามารถของการพิมพ์ 3 มิติยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง มูลค่าของมันก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ภายในปี 2572 อุตสาหกรรมการพิมพ์ 3 มิติคาดว่าจะมีมูลค่าถึง 84 พันล้านดอลลาร์ การเติบโตนี้หมายความว่าเราต้องมีปฏิสัมพันธ์กับผลิตภัณฑ์ — แม้กระทั่งบ้านและอาคาร — ที่สร้างด้วยการพิมพ์ 3 มิติ
การพิมพ์ 3 มิติยังเขย่าอุตสาหกรรมการดูแลสุขภาพอีกด้วย ในปี 2020 การแพร่ระบาดของโควิด-19 ครอบงำโรงพยาบาลและมีความต้องการอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลเพิ่มมากขึ้น สถานพยาบาลหลายแห่งหันมาใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อจัดหาอุปกรณ์ป้องกันที่จำเป็นมากให้กับพนักงาน รวมถึงชิ้นส่วนสำหรับซ่อมเครื่องช่วยหายใจ องค์กรขนาดใหญ่ บริษัทสตาร์ทอัพ และแม้แต่นักเรียนมัธยมปลายที่มีเครื่องพิมพ์ 3 มิติก็ก้าวขึ้นมาที่ป้ายและรับสาย การพิมพ์ 3 มิติไม่เพียงแต่จะเปลี่ยนวิธีการผลิต ชุดป้องกันส่วนบุคคล และอุปกรณ์ทางการแพทย์เท่านั้น แต่ยังปรับปรุงประสิทธิภาพอุปกรณ์เทียมและการปลูกถ่ายอีกด้วย
แม้ว่าการพิมพ์ 3 มิติไม่จำเป็นต้องใหม่ แต่ก็มีบางคนที่ยังสงสัยว่าการพิมพ์ 3 มิติคืออะไรและทำงานอย่างไร ต่อไปนี้เป็นคำแนะนำในการทำความเข้าใจการพิมพ์ 3 มิติ
เครื่องพิมพ์ 3D คืออะไร?
กล่าวโดยสรุป เครื่องพิมพ์ 3 มิติใช้ แคนาดา เพื่อสร้างวัตถุ 3 มิติจากวัสดุหลากหลายประเภท เช่น พลาสติกหลอมเหลวหรือผง เครื่องพิมพ์ 3 มิติมีรูปทรงและขนาดได้หลากหลาย ตั้งแต่อุปกรณ์ที่สามารถวางบนโต๊ะได้ ไปจนถึงโมเดลการก่อสร้างขนาดใหญ่ที่ใช้ในการสร้างบ้านที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เครื่องพิมพ์ 3D มีสามประเภทหลักๆ และแต่ละประเภทใช้วิธีการที่แตกต่างกันเล็กน้อย
ประเภทของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ
เครื่องพิมพ์ สเตอริโอลิโธกราฟิก หรือ SLA มีการติดตั้งเลเซอร์ที่ขึ้นรูปเรซินเหลวให้เป็นพลาสติก
การเผาผนึกด้วยเลเซอร์เฉพาะจุดหรือเครื่องพิมพ์ เอสแอลเอส มีเลเซอร์ที่เผาอนุภาคของผงโพลีเมอร์ให้เป็นโครงสร้างที่มั่นคงอยู่แล้ว
การสร้างแบบจำลองการทับถมแบบหลอมละลายหรือเครื่องพิมพ์ เอฟดีเอ็ม เป็นสิ่งที่พบได้บ่อยที่สุด เครื่องพิมพ์เหล่านี้จะปล่อยเส้นใยเทอร์โมพลาสติกที่ละลายผ่านหัวฉีดร้อนเพื่อสร้างวัตถุทีละชั้น
เครื่องพิมพ์ 3 มิติไม่เหมือนกับกล่องวิเศษในรายการไซไฟ แต่เครื่องพิมพ์ซึ่งทำหน้าที่ค่อนข้างคล้ายกับเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท 2D แบบดั้งเดิม ใช้วิธีการแบ่งชั้นเพื่อสร้างวัตถุที่ต้องการ พวกมันทำงานจากพื้นดินขึ้นมาและกองซ้อนกันทีละชั้นจนกระทั่งวัตถุดูเหมือนกับที่จินตนาการไว้ทุกประการ
เหตุใดเครื่องพิมพ์ 3 มิติจึงมีความสำคัญต่ออนาคต
ความยืดหยุ่น ความแม่นยำ และความเร็วของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ทำให้เครื่องพิมพ์ 3 มิติกลายเป็นเครื่องมือที่น่าหวังสำหรับอนาคตของการผลิต ในปัจจุบัน เครื่องพิมพ์ 3 มิติจำนวนมากถูกนำมาใช้เพื่อสิ่งที่เรียกว่าการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว
ปัจจุบันบริษัทต่างๆ ทั่วโลกใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างต้นแบบภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง แทนที่จะเสียเวลาหลายเดือนและอาจต้องเสียเงินหลายล้านดอลลาร์ในการวิจัยและพัฒนา ในความเป็นจริง ธุรกิจบางแห่งอ้างว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติทำให้กระบวนการสร้างต้นแบบเร็วขึ้น 10 เท่า และถูกกว่ากระบวนการ R&แอมป์;D ปกติถึง 5 เท่า
เครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถเข้ามามีบทบาทในแทบทุกอุตสาหกรรม พวกเขาไม่ได้ถูกใช้เพียงเพื่อสร้างต้นแบบเท่านั้น เครื่องพิมพ์ 3D จำนวนมากได้รับมอบหมายให้พิมพ์ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป อุตสาหกรรมการก่อสร้างใช้วิธีการพิมพ์แห่งอนาคตนี้ในการพิมพ์บ้านทั้งหลัง โรงเรียนทั่วโลกใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อนำการเรียนรู้แบบลงมือปฏิบัติมาสู่ห้องเรียนด้วยการพิมพ์กระดูกไดโนเสาร์สามมิติและชิ้นส่วนหุ่นยนต์ ความยืดหยุ่นและความสามารถในการปรับตัวของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติทำให้เทคโนโลยีนี้กลายเป็นผู้เปลี่ยนเกมสำหรับทุกอุตสาหกรรม
คุณสามารถพิมพ์ 3D อะไรได้บ้าง?
เครื่องพิมพ์ 3 มิติมีความยืดหยุ่นสูงสำหรับสิ่งที่สามารถพิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์เหล่านั้น ตัวอย่างเช่น พวกเขาสามารถใช้พลาสติกในการพิมพ์วัสดุแข็ง เช่น แว่นกันแดด พวกเขายังสามารถสร้างวัตถุที่ยืดหยุ่นได้ เช่น เคสโทรศัพท์หรือที่จับจักรยาน โดยใช้ยางผสมและผงพลาสติก เครื่องพิมพ์ 3D บางรุ่นมีความสามารถในการพิมพ์ด้วยคาร์บอนไฟเบอร์และผงโลหะสำหรับผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมที่แข็งแกร่งอย่างยิ่ง ต่อไปนี้คือตัวอย่างการใช้งานทั่วไปบางส่วนที่ใช้การพิมพ์ 3 มิติ
การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วและการผลิตอย่างรวดเร็ว
การพิมพ์ 3 มิติช่วยให้บริษัทต่างๆ มีวิธีการผลิตต้นแบบที่มีความเสี่ยงต่ำ ต้นทุนต่ำ และรวดเร็ว ซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถทดสอบประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ใหม่ และเพิ่มการพัฒนาโดยไม่ต้องใช้โมเดลราคาแพงหรือเครื่องมือที่เป็นกรรมสิทธิ์ ก้าวไปอีกขั้น บริษัทต่างๆ ในหลายอุตสาหกรรมใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อการผลิตที่รวดเร็ว ช่วยให้ประหยัดต้นทุนเมื่อผลิตในปริมาณน้อยหรือใช้เวลาพิมพ์สั้นลง
ชิ้นส่วนการทำงาน
การพิมพ์ 3D มีประสิทธิภาพและแม่นยำมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้สามารถสร้างและรับชิ้นส่วนที่เป็นกรรมสิทธิ์หรือไม่สามารถเข้าถึงได้ เพื่อให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ได้ตามกำหนดเวลา นอกจากนี้ เครื่องจักรและอุปกรณ์ต่างๆ จะเสื่อมสภาพไปตามกาลเวลาและอาจจำเป็นต้องได้รับการซ่อมแซมอย่างรวดเร็ว ซึ่งการพิมพ์ 3D จะสร้างโซลูชันที่มีความคล่องตัว
เครื่องมือ
เช่นเดียวกับชิ้นส่วนที่ใช้งานได้ เครื่องมือก็เสื่อมสภาพตามกาลเวลา และอาจเข้าถึงไม่ได้ ล้าสมัย หรือมีราคาแพงในการเปลี่ยน การพิมพ์ 3 มิติช่วยให้สามารถผลิตและเปลี่ยนเครื่องมือได้อย่างง่ายดายสำหรับการใช้งานหลายประเภท โดยมีความทนทานและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้สูง
โมเดล
แม้ว่าการพิมพ์ 3 มิติอาจไม่สามารถแทนที่การผลิตทุกรูปแบบได้ แต่ก็นำเสนอโซลูชันที่ไม่แพงสำหรับการสร้างแบบจำลองสำหรับการแสดงแนวคิดในรูปแบบ 3 มิติ ตั้งแต่การแสดงภาพสินค้าอุปโภคบริโภคไปจนถึงแบบจำลองทางสถาปัตยกรรม แบบจำลองทางการแพทย์ และเครื่องมือทางการศึกษา เนื่องจากต้นทุนการพิมพ์ 3 มิติลดลงและยังคงเข้าถึงได้มากขึ้น การพิมพ์ 3 มิติจึงเปิดประตูใหม่สำหรับแอปพลิเคชันการสร้างแบบจำลอง
