เทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติ

จับตาอุตสาหกรรมการพิมพ์ 3 มิติผ่านองค์กรสำคัญ

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

ยุคนี้เป็นที่รู้กันว่า อุตสาหกรรมการพิมพ์ 3 มิติกำลังเติบโตอย่างรวดเร็วและมีผู้ผลิตเครื่องพิมพ์รายใหม่ ๆ ก้าวเข้าสู่ตลาดเกือบทุกวัน เพื่อช่วยให้คุณสามารถติดตามเทคโนโลยีนี้ได้อย่างทันท่วงทีและไม่ตกยุค Ampower องค์กรที่ปรึกษาด้านอุตสาหกรรมเกี่ยวกับเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุหรือ AM (Additive Manufacturing) ได้สรุปภาพรวมของผู้ให้บริการเทคโนโลยีที่สำคัญที่สุดในด้านการพิมพ์พลาสติกและโลหะมาให้เราได้ติดตามอุตสาหกรรมนี้ได้อย่างไม่ตกเทรนด์


เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีอื่น ๆ เช่น การตัดเฉือน/ขึ้นรูป (machining) การพิมพ์ 3 มิติในเชิงอุตสาหกรรมยังถูกนำไปใช้ค่อนข้างน้อย ในขณะเดียวกันอุตสาหกรรมการพิมพ์ 3 มิติก็มีนวัตกรรมมากมายทยอยกันออกมาสู่ตลาด และกำลังสำรวจพื้นที่ใหม่ ๆ ของการใช้งานตลอดเวลา การพิมพ์ 3 มิติจึงไม่ได้ถูกนำไปใช้เพียงแค่การผลิตต้นแบบ (prototypes) หรือแบบจำลองเพื่อประกอบการอธิบาย (illustrative models) อีกต่อไป แต่ยังเป็นตัวเลือกสำคัญในการผลิตที่สามารถแข่งขันได้ในตลาดสำหรับผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ตัวอย่างเช่น AM นั้นได้กลายเป็นแอปพลิเคชันมาตรฐานในการผลิตรากฟันเทียม หรือเครื่องช่วยฟังไปแล้ว นอกจากนี้ผู้ใช้จำนวนมากยังใช้เทคโนโลยีนี้ในการผลิตเครื่องมือ, การผลิตแม่พิมพ์, ชิ้นส่วนชิ้นเดียวแบบ single parts หรือการผลิตขนาดเล็ก ๆ (small batches)

เนื่องจากแวดวง AM ได้การผลิตวัสดุใหม่ๆ, กระบวนการหรือแอพพลิเคชั่นใหม่ ๆ ออกมาแทบทุกวัน จึงไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะติดตามผู้ผลิตเครื่องพิมพ์ 3 มิติ และผู้ให้บริการเทคโนโลยีนี้ในด้านอื่น ๆ ดังนั้น บริษัทสำรวจ/วิจัยตลาดอย่าง Ampower จึงได้วิเคราะห์ตลาดดังกล่าวและสร้างบทสรุปขึ้นมา 2 ข้อสำหรับบริษัทหรือองค์กรที่สำคัญที่สุด (ในเวลานี้) ในอุตสาหกรรมการพิมพ์สามมิติ ซึ่งภาพรวมหรือบทสรุปดังกล่าวมีเนื้อหาครอบคลุมพื้นที่ด้านการพิมพ์พลาสติกและการพิมพ์โลหะอย่างกว้างขวาง แน่นอนว่า มีวัสดุการพิมพ์ 3 มิติอื่น ๆ อีกที่น่าสนใจและกำลังมา เช่น ทรายหรือเซรามิก แต่ปัจจุบันตลาดการพิมพ์สามมิตินั้นยังถูกครอบครองด้วยการใช้งานพลาสติกและโลหะเป็นหลัก

SLS, SLM, FDM or SLA are some of the established applications of 3D printing, but meanwhile there are also technologies from companies that take completely new approaches.(Source: Public Domain / Pexels )

ภาพรวมเทคโนโลยีการพิมพ์พลาสติก 3 มิติ

ย้อนกลับไปในช่วงทศวรรษที่ 1980 กระบวนการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุครั้งแรกที่ใช้หลักการผลิตแบบ Stereolithography  หรือ SLA ได้ถูกนำไปใช้งานในเชิงพาณิชย์โดย Chuck Hull จนถึงวันนี้ 3D-Systems ของ Hull ก็ยังคงเป็นหนึ่งในซัพพลายเออร์ชั้นนำในด้านการพิมพ์โพลีเมอร์ อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันมีกระบวนการพิมพ์โพลีเมอร์ที่แตกต่างกันถึง 16 แบบและยังมีกระบวนการใหม่ ๆ เพิ่มขึ้นมากือบทุกวัน ซัพพลายเออร์ส่วนใหญ่ต่างมีส่วนร่วมในการผลิตแบบ stereolithography และ filament extrusion แต่ยังมีกระบวนการอื่น ๆ อีกที่ถูกสร้างขึ้นมา เช่น Digital Composite Manufacturing (DCM) จาก Fortify หรือ Selective Powder Deposition (SPD) จาก Aerosint เป็นต้น


*Stereolithography หรือ SLA เป็นการใช้แสง ultraviolet laser ในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของ photopolymer resin จากของเหลวให้เป็นของแข็งได้ เป็นเทคโนโลยีการขึ้นรูปชิ้นงานด้วยเรซิ่น ด้วยความหลากหลายของเรซิ่นทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนพลาสติกที่มีความละเอียดสูง ความแม่นยำสูง และพื้นผิวที่เรียบ มักถูกเลือกใช้ในในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย อาทิเช่น ทันตกรรมและการแพทย์ เครื่องประดับ เป็นต้น


The technology map of 3D plastic printing by Ampower.(Source: Ampower)

คลิกที่นี่เพื่อดูแผนที่การพิมพ์โพลีเมอร์ 3 มิติความละเอียดสูง (สามารถดูและดาวน์โหลดได้โดยไม่ต้องลงทะเบียน)

แผนที่เทคโนโลยีของ Ampower แยกแยะกระบวนการต่าง ๆ ตามมาตรฐาน ASTM / ISO 52900 อย่างไรก็ตาม ในขณะเดียวกันกระบวนการต่าง ๆ ที่ว่ามานั้นก็เป็นที่รู้กันอยู่ว่า ยังใหม่ และยังยากต่อการจำแนกแยกประเภท ระบบการแยกแยะของซัพพลายเออร์ทั่วไปจึงจำแนกแนวทางใหม่ๆ เหล่านี้จากการใช้พลังงานและวัสดุเป็นหลัก อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีเหล่านี้ก็ยังเป็นเทคโนโลยีน้องใหม่ที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ นอกจากนี้ควรสังเกตด้วยว่า แม้จะจำแนกอยู่ในประเภทเดียวกัน แต่ขั้นตอนต่างๆ ก็ยังมีความแตกต่างกันได้อีก



ภาพรวมเทคโนโลยีการพิมพ์โลหะ 3 มิติ

3D Metal printing
The technology map of 3D plastic printing by Ampower. (Source: Ampower)

คลิกที่นี่เพื่อดูแผนที่การพิมพ์โลหะ 3 มิติความละเอียดสูง (สามารถดูและดาวน์โหลดได้โดยไม่ต้องลงทะเบียน)

แม้ในปัจจุบันกระบวนการหลอมผงโลหะด้วยเลเซอร์ หรือ Laser-based powder bed melting processes จะเป็นเทคโนโลยีที่แพร่หลายมากที่สุด Eos, SLM Solutions หรือ Renishaw และบริษัทอื่น ๆ ที่ให้บริการในเทคโนโลยีด้านนี้ ต่างมีความคาดหวังอย่างมากถึงการลดต้นทุนและเวลาในการผลิตด้วยกระบวนการนี้ ซึ่งเวลานี้กำลังจะเป็นผลจากระบบที่ใช้สารยึดเกาะ หรือ binder-based systems จากซัพพลายเออร์ เช่น HP หรือ Desktop Metal เป็นต้น

ด้วยเทคโนโลยีของระบบ Binder หรือ การใช้วัสดุตัวเชื่อม (Binder)  ที่ให้ทั้งอิสระในการออกแบบระดับสูงให้กับเทคโนโลยีตั้งต้นทั้ง SLM และ SLS ในการพิมพ์โลหะ 3 มิติ และด้วยความเร็วในการผลิตที่สูงกว่ากระบวนการผลิตแบบผง หรือ power bed processes  ด้วยกระบวนการแบบใช้ลวด หรือ Wire-based processes เช่น จาก Gefertec หรือ Waam แต่กระบวนการนี้ก็ไม่ได้ให้ความละเอียดสูง ทำให้เกิดช่องว่าง ‘รูปทรงคล้ายตาข่าย’ (‘near-net-shape)  ทำให้ต้องขัดแต่งพื้นผิว จึงต้องการคุณสมบัติที่มีความละเอียดสูงขึ้น

ในภาพรวมของเทคโนโลยีสำหรับ AM โลหะ นั้น Ampower ได้แยกแยะกระบวนการต่าง ๆ ตามมาตรฐาน ASTM / ISO 52900 อย่างไรก็ตาม ขณะนี้มีกระบวนการที่ไม่สามารถจัดอยู่ในประเภทการพิมพ์ที่เรารู้จักกันดีได้ ระบบจากซัพพลายเออร์ต่าง ๆ เช่น Vader และ Fabrisonic จึงจำแนกโดยใช้การใช้พลังงานและวัสดุเช่นกัน นอกจากนี้ควรสังเกตด้วยว่า แม้ว่าจะจัดอยู่ในประเภทเดียวกัน แต่กระบวนการก็ยังสามารถแตกต่างกันได้ ตัวอย่างเช่นเทคโนโลยีของ 3DEO สามารถจำแนกได้เฉพาะกับ binder jetting เนื่องจากเกี่ยวข้องกับกระบวนการกัด (milling processes) ด้วยเช่นกัน

อ้างอิง: https://www.etmm-online.com/the-most-important-companies-in-the-3d-printing-industry-a-1012776/


บทความที่เกี่ยวข้อง: