Tags:
Topics: 

ถึงแม้ว่าเครื่องพิมพ์สามมิติเริ่มจะเป็นที่นิยมในการผลิตวัสดุอุปกรณ์ต่างๆ มากขึ้นเรื่อยๆ แต่ปัญหาคือการพิมพ์วัสดุนั้นใช้เวลาค่อนข้างมาก และส่วนใหญ่ยังคงจำกัดวิธีการเป็นการพิมพ์แบบเลเยอร์ซ้อนเลเยอร์เท่านั้น วันนี้มีคนนำเสนอแนวคิดใหม่ของการพิมพ์สามมิติโดยใช้คุณสมบัติบางประการของโพลิเมอร์ในการขึ้นรูป

Joseph DeSimone CEO ของบริษัท Carbon3D ได้กล่าวถึงแนวคิดใหม่ของเครื่องพิมพ์สามมิติในงาน TED Talks ที่ Vancouver โดยเครื่องพิมพ์แบบใหม่นี้จะอาศัยกระบวนการขึ้นรูปเป็นพอลิเมอร์โดยใช้แสง UV (photopolymerization) แทนการพิมพ์วัสดุแบบเลเยอร์ซ้อนเลเยอร์ แต่เนื่องจากออกซิเจนนั้นเป็นตัวที่ไปขัดขวางกระบวนการดังกล่าว ทางทีมงานจึงได้ออกแบบกระบวนการขึ้นรูปใหม่เรียกว่า CLIP (Continuous Liquid Interface Production) ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจมาจากฉากที่ T-1000 สร้างตัวเองขึ้นมาในหนังเรื่อง Terminator 2


ภาพแสดงส่วนประกอบของเครื่องพิมพ์ จากเว็บไซต์ Carbon3D

กระบวนการ CLIP โดยคร่าวคือ ตัวเครื่องพิมพ์จะมีอ่างรองรับเรซินซึ่งสามารถขึ้นรูปเป็นพอลิเมอร์ได้ด้วยแสง UV ฐานของเครื่องพิมพ์เป็นแผ่นวัสดุออกแบบพิเศษที่สามารถให้แสง UV และก๊าซออกซิเจนผ่านเข้ามาได้ เรียกว่า oxygen permeable window (เป็นวัสดุลักษณะเดียวกับคอนแทคเลนส์) ข้างใต้จะเป็นแหล่งกำเนิดแสง UV ส่วนวัสดุที่ทำการขึ้นรูปจะเกาะติดกับฐานพิมพ์ (build platform) ซึ่งจะยกตัวขึ้นเรื่อยๆ เมื่อมีการพิมพ์วัสดุ

วิดีโอสาธิตการพิมพ์วัสดุด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติแบบใหม่

เมื่อเริ่มพิมพ์ แสง UV จะถูกฉายผ่านแผ่น window ขึ้นไปเพื่อให้เรซินสามารถขึ้นรูปเป็นพอลิเมอร์ได้ ก๊าซออกซิเจนที่ผ่านเข้ามานั้นจะเข้าไปกันไม่ให้เรซินที่ขึ้นรูปนั้นเกาะติดกับแผ่น window โดยจะแผ่เป็นเลเยอร์ที่บางในระดับไมโครเมตร เรียกว่า dead zone พอลิเมอร์ที่ถูกขึ้นรูปนี้จะไปเกาะติดกับฐานพิมพ์แทนซึ่งจะยกตัวสูงขึ้นเรื่อยๆ วิธีการนี้ทำให้เครื่องพิมพ์สามารถขึ้นรูปวัสดุได้อย่างต่อเนื่องจนกระทั่งพิมพ์เสร็จ

กระบวนการพิมพ์สามมิติแบบใหม่นี้ทำให้เครื่องพิมพ์สามารถพิมพ์วัสดุที่มีโครงสร้างซับซ้อนได้เร็วกว่าเครื่องพิมพ์ทั่วๆ ไป 25 - 100 เท่า และหากพัฒนาให้สามารถจัดการกับความร้อนในระหว่างกระบวนการผลิตได้ก็จะสามารถพิมพ์วัสดุได้เร็วสูงสุดถึง 1,000 เท่า วัสดุที่ได้จากการพิมพ์จะมีความต่อเนื่องกัน คือจะไม่ได้มีลักษณะเป็นชั้นๆ เหมือนกับกระบวนการพิมพ์แบบก่อน สามารถพิมพ์วัสดุที่มีโครงสร้างซับซ้อนได้ละเอียดในระดับไมโครเมตรได้ นอกจากนี้ ยังสามารถพิมพ์พอลิเมอร์ประเภทอื่นๆ เช่น พอลิเมอร์ที่มีความยืดหยุ่น (elastomers) ได้อีกด้วย

ทาง Joseph มองว่าเครื่องพิมพ์นี้จะเป็น game changer ของวงการการพิมพ์สามมิติ และหวังว่าจะสามารถนำไปใช้ในการสร้างวัสดุในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมรถยนต์ อุตสาหกรรมการผลิตชิพ หรือแม้กระทั่งการพิมพ์ภาพฟันสามมิติในระยะเวลาอันสั้น

TED Talks ของ Joseph DeSimone พูดถึงรายละเอียดของเครื่องพิมพ์นี้ และสาธิตกระบวนการพิมพ์วัสดุในระหว่างการบรรยาย ใช้เวลาพิมพ์เพียงแค่ 6 นาทีกว่าๆ เท่านั้น

ที่มา - TED, Re/code, เว็บไซต์ Carbon3D, Science (เปเปอร์ที่ตีพิมพ์ผลงานวิจัยกระบวนการ CLIP)

ป.ล. ขอบคุณเพื่อนๆ พี่ๆ หลายคนที่ช่วยตอบข้อสงสัยเรื่องวัสดุพอลิเมอร์มา ณ ที่นี้ครับ

Get latest news from Blognone

Comments

By: hisoft
ContributorWindows PhoneWindows
on 21 March 2015 - 22:50 #801555
hisoft's picture

เจ๋งมากครับ

By: panurat2000
ContributorSymbianUbuntuIn Love
on 22 March 2015 - 08:49 #801590
panurat2000's picture

ปล. ขอบคุณเพื่อนๆ พี่ๆ หลายคนที่ช่วยตอบข้อสงสัย

ปล. => ป.ล.

By: littletail
ContributorTraineeWindows
on 22 March 2015 - 09:10 #801591 Reply to:801590

เรียบร้อยครับ

By: thedesp
WriterAndroidWindows
on 22 March 2015 - 10:14 #801594
thedesp's picture

โคตรเท่

By: 255BB
Android
on 22 March 2015 - 10:16 #801595

เจ๋งจริงๆ

By: COLONY
iPhoneWindows PhoneAndroidBlackberry
on 22 March 2015 - 11:07 #801598

ได้แรงบรรดาลใจจาก Terminator 2 หรือลอกเค้ามาอะ ถ้าจำไม่ผิด kickstart เครื่องปริ้นแบบนี้มีนานแล้วนะ

By: allinsense
iPhoneWindows PhoneAndroidBlackberry
on 22 March 2015 - 15:30 #801635 Reply to:801598
allinsense's picture

เอ... ที่ว่าอาจจะลอกนี้มีลิ้ง ref มั้ยครับ ถ้าแค่ในหนังเฉยๆจะว่าลอกก็ดูแรงไปหน่อยนะครับ - -"

By: lancaster
Contributor
on 22 March 2015 - 16:08 #801638 Reply to:801635

ผมหาลิ้งไม่เจอเหมือนกัน แต่จำได้ว่าการขึ้นแบบด้วย เรซิ่น + UV แบบนี้ มันมีมาสักพักแล้ว แต่ไม่แน่ใจว่าต่างกันอันนี้แค่ไหนอะครับ

By: platalay
iPhoneWindows PhoneAndroidWindows
on 22 March 2015 - 20:52 #801684 Reply to:801635
By: littletail
ContributorTraineeWindows
on 22 March 2015 - 23:33 #801718 Reply to:801684

กลไกโดยรวมเหมือนกันมากครับ ผมว่าจุดที่แตกต่างกันจริงๆ คือแผ่น oxygen permeable window ที่อยู่ข้างใต้นะ เท่าที่ดูใน FORM1 แล้วเหมือนว่ายังต้องอาศัยการดึงเรซินที่แข็งตัวแล้วออกจากฐานรองเพื่อไม่ให้ติดกันอยู่

By: crhoanng
iPhoneAndroidUbuntuWindows
on 23 March 2015 - 00:10 #801728 Reply to:801684

เท่าที่ดู form1 ต้องดึงวัตถุออกเพื่อให้แข็งตัวแล้วและนำกลับลงไปพิมพ์ใหม่ทำวนซ้ำไปเรื่อยๆ
แต่ CLIP จะเป็นการ พิมพ์ต่อเนื่องไปเรื่อยๆ วัสุดจะแข็งตัวพอที่จะให้พิมพ์ต่อไปได้ จนเสร็จสิ้นกระบวนการ

By: sakuraba
Windows PhoneWindows
on 22 March 2015 - 11:46 #801601
sakuraba's picture

สุดยอด

By: platalay
iPhoneWindows PhoneAndroidWindows
on 22 March 2015 - 13:09 #801615

แหม่ แรงบันดาลใจจาก form1 นะซิ

By: iamcmnut on 22 March 2015 - 19:03 #801666
iamcmnut's picture

เอาหุ้นเข้าตลาดเมื่อไหร่บอกด้วยนะครับ

By: LinkWii1GT
iPhoneAndroidWindows
on 22 March 2015 - 20:47 #801683
LinkWii1GT's picture

นอกจากดีกว่าของเก่าแล้วยังเท่ห์กว่ามากด้วย ^_^

By: Jaddngow
AndroidUbuntuWindows
on 23 March 2015 - 12:10 #801804
Jaddngow's picture

ไม่เข้าใจว่าทำไมมันถึงsmoothกว่าเทคนิคอื่น
การใช้ layer ซ้อน layer ถ้าทำจำนวนชั้นละเอียดมากมันก็ smooth ไม่ใช่เหรอครับ

By: makeithard
iPhoneAndroid
on 23 March 2015 - 13:49 #801819 Reply to:801804

ผมเข้าใจว่าการขึ้นรูปแบบนี้ เป็นการขึ้นรูปชิ้นเดียวครับ ซึ่งน่าจะSmooth กว่าการขึ้นรูปเป็น Layer หลายๆชั้นแล้วนำมาซ้อนๆกันนะครับ

คงคล้ายๆ ขนมชั้น กับ ขนมโมจิ(ไม่ใช่โมจิของฝากในไทยนะครับ) น่ะครับ

By: Pinery
ContributoriPhoneAndroidIn Love
on 23 March 2015 - 14:13 #801820

ผมว่าผมเคยเห็นอะไรที่เร็วกว่านี้นะ (นานแล้วด้วย) คือแค่ยิงๆ เลเซอร์กวาดไปทั่วก็ได้โมเดลมาแล้ว สมัยนั้นผมดูแล้วยังอึ้งอยู่เลย

เลยลอง search ดู มันจะประมาณนี้อะครับ

By: max212
AndroidRed HatSUSEUbuntu
on 23 March 2015 - 19:21 #801891 Reply to:801820
max212's picture

มันจะใช้แบบนั้นจริงเหรอครับ หรือว่าผมมองลึกเกินไป 555+