Rapid Prototype

7 เหตุผลว่าทำไหม กลุ่มโรงงานอุตสหกรรมจึงเปิดแขนรับเทคโนโลยี 3D printing กันช้าเหลือเกิน

1) It’s Not Applicable
สำหรับอุตสหกรรม ที่ผลิตของเดิมๆ ไม่ต้องเปลี่ยนแปลงแบบ และขบวนการผลิตที่ใช้อยู่ มีประสิทธิ์ภาพสูงอยู่แล้ว ก็ไม่มีความจำเป็นที่ต้องนำเทคโนโลยี่ใหม่ๆเข้ามาใช้ให้ยุ่งยาก

2) Thought Not Applicable
แต่บางครั้ง สิ่งที่คิดว่าไม่จำเป็น เกิดจากแนวคิดของทีมบริหาร ที่อาจจะยังมองไม่เห็นโอกาสที่เทคโนโลยี่จะนำประโยชน์มาให้แก่องค์กรได้ เช่นใครจะนึกว่า Drone จะกลายเป็นหนึ่งกลยุกต์ที่หลายบริษัทจะนำมาใช้ในการส่งของ 3D printer ก็เช่นกัน สามารถใช้หลากหลายรูปแบบ พลิกแพลงไปตามจินตนาการของผู้ใช้

3) Don’t Understand The Potential
และการที่มองไม่เห็นโอกาส ก็เกิดมาจากการยังไม่เข้าใจในตัวเทคโนโลยี่และทีมพัฒนายังคิดในกรอบ ยึดติดกับแนวคิดเดิมๆ เช่น อุตสหกรรมการบิน ต้องใช้เวลาหลายปี กว่าจะมาถึงจุดนี้ได้ว่า 3D printing สามารถนำความเปลี่ยนแปลงอย่างใหญ่หลวงมาสู่การออกแบบเครื่องบิน เพราะ 3D printing สามารถผลิตชิ้นส่วนที่ไม่มีขบวนการผลิตอื่นๆทำได้ เมื่อทีมพัฒนาเปิดกว้างรับความคิดใหม่ๆ การออกแบบก็จะเริ่มก้าวกระโดดไปสู่บางสิ่งที่ไม่เคยมีมาก่อนได้ เช่น เครื่อง jet engine ที่สามารถจับหลายๆชิ้นส่วนรวมกันเป็นชิ้นเดียว ลดน้ำหนัก เพิ่มประสิทธิ์ภาพโดยรวม เป็นอะไรที่ไม่เคยมีมาก่อน

4) Never Heard Of It
เอาจริงๆ คนส่วนมากยังไม่รู้ว่า 3D printer คืออะไร ถ้าให้ไปถาม ช่างกึงเหล็กตามห้องแถว หลายคนจะงงว่า มันคืออะไร และ เกี่ยวอะไรกับงานที่เค้าทำได้ หลายๆอาชีพงาน มักจะต้องทำอะไรซ้ำๆเดิมๆ จนไม่มีเวลาหรือความกระตื้อรื้อร้น ที่จะหาวิธีใหม่ๆมาพัฒนาขบวนการให้ดีขึ้น

5) Consumer Craze
ช่วงปีที่ผ่านมา ส่วนใหญ่ ข่าวของ 3D printer มักจะไปแนวทางของตลาดบริโภคทั่วไป มากกว่าจะมองเป็นอุปกรณ์เครื่องจักรสำหรับอุตสหกรรม (ส่วนมากเครื่อง 3D printer ระดับอุตสหกรรม จะไม่ใช้คำ 3D printer แต่จะใช้ศัพย์ย่อเทคโนโลยี่ที่ใช้แทน เช่น SLM, PROJET, MULTIJET FUSION) ทำให้คนที่อยู่ในอุตสหกรรมมีความคิดที่ว่า เทคโนโลยี่มีไว้ใช้สำหรับในบ้านเท่านั้น

6) Cost To Change
แม้จะรู้ว่าเทคโนโลยี่ 3D printing นำประโยชน์มากมายมาให้แก่โรงงานได้ แต่หลายครั้ง ก็ไม่สามารถนำมาใช้ได้ เพราะด้วย ต้นทุนค่าใช้จ่ายสูงมาก เครื่อง 3D printer ระดับอุตสหกรรมมีราคา กันหลักล้านจนเป็นหลายสิบล้าน และ ยังต้องมีทีมผู้มีความรู้ด้าน CAD และ ต้องซื้อซอพแวร์อีกหลายแสน การดูแล วัสดุ และ ค่าใช้จ่ายอื่นๆ ทำให้เทคโนโลยี่นี้ ยังเข้าไม่ถึงสำหรับหลายอุตสหกรรม ที่มีขนาดไม่ใหญ่

7) Old Age
หลายโรงงาน ที่ติดต่อเข้ามาซื้อ 3D printer ผู้ที่ทำเรื่องจัดซื้อ มักจะเป็นเจนเนอร์ชั่นใหม่ของบริษัท เช่นลูกชายเจ้าของ หรือ นักเรียนที่เพิ่งจบและสามารถพูดโน้มน้าวหัวหน้าแผนก ว่าเทคโนโลยี่นี้จำเป็นต่อการทำงานอย่างไร ส่วนมากผู้ใหญ่จะแค่เข้ามาแวะดูว่ามันทำงานอย่างไร แต่ก็ปล่อยให้เด็กรุ่นใหม่ จัดการทุกอย่างด้วยตนเอง ดังนั้น ถ้าบริษัทหรือโรงงานไหน ไม่เปิดรับความคิดเห็นของเด็กรุ่นใหม่ ก็คงยากที่จะนำเทคโนโลยี่ใหม่ๆเข้าไปใช้งานได้

ที่มาบทความ : http://www.fabbaloo.com// 3D Printer Thailand

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

7 สิ่งที่คุณอาจยังไม่รู้เกี่ยวกับ 3D Printing

7thing-3dprinting
3D Printed sample objects by Treebuild and AppliCAD

 

1. 3D Printing เริ่มมาจากเลเซอร์
3D Printing แรกเริ่มเลยนั้นเกิดขึ้นในปี ค.ศ.1980 เมื่อคอมพิวเตอร์สามารถที่จะทำงานได้ตามรูปแบบและใช้งานกับพอลิเมอร์เหลว (liquid polymer) ได้ โดยใช้เลเซอร์ยิงแสงเข้าไปที่ที่ของเหลวให้เกิดการแข็งตัว ทำเป็นชั้นๆ (layer) ซึ่งวิธีการนี้เรียกว่า Stereolithography (SLA) เป็นเทคโนโลยีการทำ Rapid Prototype แบบแรก ซึ่งวิธีการนี้ได้อยู่นำมาพัฒนาต่อในการทำวัตถุสามมิติแบบใช้พลาสติก โดยการหลอมและฉีดพลาสติกลงไปแบบเป็น layer เหมือนกัน หรือที่เรียกเทคนิคนี้ว่า additive

สำหรับการทำ Rapid Prototype แบบที่ใช้เลเซอร์นั้นสามารถดูได้จากคลิปนี้ครับ

2. 3D Printer รุ่นใหม่ๆใช้งานง่ายเหมือนเครื่องปริ้นกระดาษทั่วไปที่ใช้กันในปัจจุบันนี้เลย!
ตั้งแต่ยุคที่เกิดการทำ Stereolithography ในราวๆปี ค.ศ. 1980~1984 มาจนปัจจุบัน ปี 2013 เทคโนโลยีดังกล่าวได้มีการพัฒนาไปเรื่อยจนทำให้มันสามารถเข้าถึงได้ง่ายขึ้น ทั้งราคาที่ถูกลง และการใช้งานที่ง่ายขึ้น จนตอนนี้ก็แทบจะเหมือนเครื่องปริ้นที่เราใช้ปริ้นกระดาษกันแล้ว อย่างเครื่อง 3D Printer สำหรับ Consumer ทั่วไป หัว extrude เสียก็เปลี่ยนหัว พลาสติกหมด แป้งหมด เรซินหมด ก็สามารถเปลี่ยนหรือเติมได้ง่ายๆเลย

3. คุณสามารถทำ 3D Print ได้กับของแทบทุกอย่างแล้ว!
ทุกวันนี้ 3D Printing สามารถปริ้นคอนกรีต, หินสังเคราะห์, เซรามิก, เนื้อเยื่อ, แม้กระทั่งช็อคโกเลตและชีสก็ยังปริ้นได้ เครื่อง 3D Printer บางรุ่นยังสามารถปริ้นเหล็ก, อลูมิเนียม, ไทเทเนียม ก็ได้โดยใช้เลเซอร์ช่วยทำให้มันมาติดกัน ด้วยเทคโนโลยีหลายๆอย่างในปัจจุบันสร้างสรรค์ให้มันเกิดขึ้นได้ ตอนนี้จากงานวิจัยหลายๆที่ได้เริ่มใช้เทคโนโลยีนี้ในการปริ้นเนื้อเยื่อ อวัยวะ กระดูก เพื่อมาทดแทน หรือใช้ในทางการแพทย์ ล่าสุดเห็นมีการใช้เทคโนโลยี 3D Printing ในทำรองเท้าจากเนื้อเยื่อที่มันสามารถซ่อมแซมตัวเองได้ด้วย

อันนี้คลิปตัวอย่างการประยุกต์ใช้ 3D Printer มาปริ้นอาหาร

4. 3D Printing ลดการสูญเสียในการ Production ได้
ในอดีตเวลาเราจะขึ้นรูปอะไรเราอาจจะเอาก้อนอะไรมาสักก้อนนึงแล้วเอามาตัด เอามาเหลา มาแกะ ลองยกตัวอย่างการแกะสลักน้ำแข็ง เราจะเอามาเป็นบล๊อก เป็นก้อนสี่เหลี่ยมแล้วมาแกะๆมันออกจนเป็นรูปทรง ซึ่งส่วนที่เสียไปก็จะเสียเปล่า น้อยมากที่จะนำมาทำให้เกิดคุณค่าต่อได้ ส่วนมากก็จะทิ้งไปโดยเปล่าประโยชน์ แต่สำหรับ 3D Printing จะเป็นแบบ “ใช้เท่าที่จำเป็นต้องใช้” ฉีดเส้นพลาสติกออกมาจากรูปร่างที่มันถูกกำหนดขึ้นมาเลย อาจจะมีซัพพอร์ตบ้าง สำหรับรูปร่างที่มันต้องมีฐาน ที่มีส่วนยื่น แต่ก็ถือว่าน้อยมาก หรือถ้าเครื่อง 3D Printer ของเราเป็นแบบที่ใช้แป้งด้วยแล้ว ยิ่งจะมี waste ที่น้อยลงไปอีก เพราะแป้งส่วนที่เหลือก็นำกลับไปใช้ใหม่ได้อีก เมื่อเทียบกับรูปแบบการสร้างวัตถุหรือสินค้ารูปทรงแบบอื่น ซึ่งนี่เป็นวิธีที่ประหยัดและคุ้มค่าต่อวัตถุดิบที่ใช้ในขั้นตอนการ production มาก

7thing-3dprinting-02
ภาพตัวอย่างของการปริ้นกับเครื่องแบบที่ใช้ Thermoplastic จากภาพบนซ้ายจะเป็นภาพที่ไม่มีการสูญเสียของพลาสติกไปเลย ส่วนภาพล่างซ้ายจะเป็นวัตถุที่ต้องมี support ในการสร้างฐานรองให้กับเขากวาง ซึ่งก็เสียพลาสติกไปไม่มาก ซึ่งเราสามารถเลือกรูปแบบการปริ้นต่างๆได้จากซอร์ฟแวร์ที่จะบอกเราไว้เลยว่าการปริ้นจะเป็นแบบไหน จากภาพด้านขวา

5. ลดความเสี่ยงด้านอุตสาหกรรมด้วย 3D Printing
ในงานด้านอุตสาหกรรม ที่เป็นอยู่คือเมื่อเราต้องการจะสร้างสินค้าอะไรขึ้นมาสักอย่าง ที่ต้องมีการขึ้นหล่อรูปแล้ว เราต้องทำเบ้าหล่อ (mold) ขึ้นมาก่อนเมื่อใช้สำหรับเครื่องจักรแต่ละเครื่อง แต่สำหรับ 3D Printer เราไม่จำเป็นต้องทำแบบนั้นเลย เราสามารถสั่งให้คอมพิวเตอร์ขึ้นรูปได้เลย ซึ่งการทำแบบนี้เป็นการลงทุนที่ต่ำกว่า ไม่ต้องทำ mold เยอะแยะ ลดการที่ต้องติดตั้งต่างๆของภาคการผลิตไป ทำให้ดำเนินการต่างๆได้เร็วขึ้นและลดความเสี่ยงทางด้านการเงินลงไปได้ด้วย

6. ได้สิ่งที่ตนเองต้องการจริงๆ
เทคโนโลยี 3D Printing ถูกออกแบบมาเพื่อความเป็นเฉพาะเจาะจงอยู่แล้ว เนื่องจากต้นกำเนิดของมันมากจากการทำ Rapid Prototype ซึ่งทำให้มันมีความคล่องตัว พร้อมที่จะเปลี่ยนแปลง เหมาะต่อการทำ customization หรือการทำสิ่งที่มัน niche ในแบบที่ mass production จะทำก็ทำลำบากหรือไม่คุ่มที่จะทำ และจุดนี้เองทำให้เหมาะกับ individual มาก เราสามารถกำหนดได้เลยว่าต้องการอะไรแบบไหน ขนาดเท่าไหร่ รูปร่างเป็นยังไง แล้วสั่งมาแค่ชิ้นเดียว ก็ได้เลย personalize สุดๆ

7. 3D Printing สามารถสร้างธุรกิจท้องถิ่นแข็งแกร่งขึ้นได้
ลองนึกภาพดูว่าหากเราสามารถออกแบบสิ่งของเองได้ สั่งทำมันขึ้นมาเองได้ง่ายๆที่บ้าน หรือผ่าน 3D Printing service ได้ง่ายๆในราคาที่คุ้มค่าที่จะจ่าย สภาพของธุรกิจจะเป็นอย่างไร?
เราจะสามารถโฟกัสกับของท้องถิ่นได้มากขึ้น ส่วนร่วมในการสร้างอุตสาหกรรมจะกลับมาในท้องถื่นมากขึ้น จะเกิดธุรกิจขนาดย่อมขึ้นมาอีกมากมายมาขับเคลื่อนธุรกิจ และ demand จะเปลี่ยนไป
มีคนกล่าวไว้ว่า “ถ้าในอีก 10 ปี เทคโนโลยี 3D Printing นี้ไม่หายไปไหนซะก่อน อุตสาหกรรมจะมาโฟกัสกันที่ localize มากขึ้น” ซึ่งมันก็น่าจะเป็นอย่างนั้นเพราะเราไม่ต้องลงทุนมากมายมหาศาลเพื่อที่จะสร้างโรงงานสำหรับการผลิตสินค้าแต่อย่างใด แต่หันมาโฟกัสกับสิ่งที่มันเป็น niche มากขึ้นแทน

บางทีในอนาคตมันอาจจะมาถึงยุคที่อยากกินอะไรก็ดาวน์โหลดมา อยากได้บ้าน ของประดับแบบไหนก็ดาวน์โหลดลงมาแล้วก็ผลิตเองได้ง่ายๆเลยก็เป็นได้

และเรื่องที่สำคัญก็คงจะเป็นเรื่องจริยธรรมและจิตใจของมนุษย์เอง เพราะเมื่อถึงจุดนั้น ที่เทคโนโลยีสามารถสร้างสรรค์สิ่งต่างๆที่เป็นประโยชน์ได้ มันก็สามารถสร้างสิ่งที่เลวร้ายได้เหมือนกัน อย่างการที่คุณสามารถปริ้นปืนมาประกอบเล่นที่บ้านได้ สร้างอาวุธเองได้ ซึ่งจัดนี้เป็นจุดที่น่าใส่ใจมากๆ เพราะสิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นตัวตัดสินอนาคตของการพัฒนาเหมือนกัน

เครดิต เนื้อหาแกนหลักแปลมาจากบทความของ General Electric ที่นำไปลงไว้ในเว็บไซต์ Mashable:7 Things You Didn’t Know About 3D Printing แล้วนำมาเรียบเรียงและเพิ่มเติมข้อมูล
ข้อมูลอ้างอิงจาก Wikipedia:
1) 3D Printing
2) Stereolithography

Cr. hassadee.com