เทคโนโลยี Rapid Prototype คือ อะไร ?

rapid-prototype-600x278

ก่อนที่จะผลิตภัณฑ์ต่างๆ ให้เราได้เห็นกันนั้นทางผู้ผลิตมักจะต้องทำ ชิ้นงานต้นแบบ (Prototype) ขึ้นมาเพื่อวิเคราะห์หรือทดสอบการใช้งานและถูกพัฒนามาเป็นผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาดในที่สุด

เทคโนโลยี Rapid Prototype (RP) เป็นกระบวนการสร้างชิ้นงานต้นแบบด้วยความรวดเร็ว ซึ่งนิยมใช้ในหลากหลายวงการทั้งทางด้านการออกแบบ วงการแพทย์ หรือแม้แต่กระทั้งใช้สำหรับผลิตชิ้นส่วนของเครื่องจักร หลักการของเทคโนโลยี Rapid Prototype คือ การออกแบบด้วยโปรแกรม 3D บนคอมพิวเตอร์ แล้วส่งไฟล์ 3D ของ CAD Model นั้นไปยังอุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยี Rapid Prototype เพื่อสร้างชิ้นงานต้นแบบตามที่ได้ออกแบบไว้

การผลิตชิ้นงานต้นแบบด้วยเทคโนโลยี Rapid Prototype อาจแบ่งออกเป็น 4 ประเภทใหญ่ๆ ตามวิธีการผลิต คือ การผลิตชิ้นงานต้นแบบโดยการใช้พอลิเมอร์ไวต่อแสง (photopolymerization), การใช้น้ำยาประสานหรือการใช้เลเซอร์เพื่อให้ผงวัสดุจับตัวเป็นรูปร่าง (sintering-bonding), การซ้อนกันของแผ่นวัสดุ (layer laminate manufacturing) และสุดท้ายคือ การใช้พลาสติกที่หลอมเหลวเรียงชั้นเป็นชิ้นงาน (extrusion processes)

  1. การผลิตชิ้นงานต้นแบบโดยการใช้พอลิเมอร์ไวต่อแสง (photopolymerization) มีหลักการคือการใช้ Ultraviolet Lasers ความยาวคลื่นน้อยกว่า 300 นาโนเมตร ยิงไปบนชิ้นงานพอลิเมอร์ที่มีความไวต่อแสง เพื่อสร้างเป็นรูปทรงทีละชั้น ในชิ้นงานที่มีความซับซ้อนหรือมีรูกลวงอาจต้องสร้างชั้นของพอลิเตอร์ขึ้นมารองรับ (support) ซึ่งส่วนนี้จะต้องตัดออกในภายหลัง จนได้ชิ้นงานที่สมบรูณ์ พื้นฐานของเทคนิค Photopolymerization คือเทคนิค Sterolithography Apparatus (SLA) ซึ่งถูกคิดค้นโดยบริษัท 3D Systems
  2. การใช้เลเซอร์หรือตัวประสานในการเชื่อมผงวัสดุเข้าด้วยกัน (sintering/bonding) วิธีการนี้มีหลักการคล้ายกับวิธี photopolymerization แต่มีข้อแตกต่างคือวัสดุที่ใช้ขึ้นรูปชิ้นงานของวิธีนี้จะอยู่ในรูปแบบผงซึ่งมีขนาดเล็กกว่า 100 ไมครอน ชิ้นงานที่ได้จากวิธีการ sintering จะมีความแข็งแรงต่ำกว่าแบบ Sterolithography โดยกระบวนการ sintering นั้นจะถูกใช้ในเทคนิค Selective Laser Sintering ซึ่งถูกคิดค้นโดยบริษัท 3D Systems ส่วนกระบวนการ bonding จะใช้การพ่นกาวให้ผงวัสดุเชื่อมประสานกัน ข้อดีของวิธีการนี้คือการใช้กาวที่มีสีแตกต่างกันเพื่อสร้างชิ้นงานที่มีสีหลากหลายได้ ชิ้นงานที่ได้จากกระบวนการ bonding จะมีความแข็งแรงต่ำกว่าแบบ Sterolithography
  3. การซ้อนกันของแผ่นวัสดุ(layer laminate manufacturing) วัสดุเริ่มต้นที่ใช้ในการผลิตจะอยู่ในรูปแบบของแผ่นชีทซึ่งด้านหนึ่งถูกเคลือบไว้ด้วยกาว เมื่อวัสดุดังกล่าวถูกตัดด้วยความร้อนจากเลเซอร์ กาวที่ถูกเคลือบไว้จะหลอมและติดกับวัสดุชั้นล่างจนเกิดเป็นรูปร่างตามที่ได้ออกแบบไว้
  4. การใช้พลาสติกที่หลอมเหลวเรียงชั้นเป็นชิ้นงาน (extrusion processes) วัสดุเริ่มต้นจะอยู่ในรูปของเส้นพลาสติกถูกอัดผ่านหัวฉีดความร้อนจนเส้นของพลาสติกเกิดการหลอมเหลว โดยหัวฉีดจะเคลื่อนที่ไปมาทีละชั้นเพื่อสร้างรูปทรงตามที่ได้ออกแบบไว้

 

cr.www.3dprinting.in.th

You may also like