โซลูชันการพิมพ์ 3 มิติล่าสุด

โซลูชันการพิมพ์ 3 มิติล่าสุด สำหรับผู้ผลิตเครื่องมือและแม่พิมพ์ (2)

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

3D Systems ประกาศเปิดตัว “High Speed Fusion” รุ่นใหม่

ด้วยความร่วมมือกับบริษัท Jabil บริษัท 3D Systems ได้พัฒนาแพลตฟอร์มเครื่องพิมพ์ 3 มิติสำหรับงานด้านอุตสาหกรรมที่ไม่เคยมีมาก่อนอย่าง  High Speed Fusion (HSF) กล่าวกันว่า เครื่องพิมพ์เส้นใยแบบหลอมรวม (fused filament printer) รุ่นนี้เป็นเครื่องที่เร็วกว่าระบบมาตรฐานถึง 3 เท่าซึ่งบริษัทตั้งใจเปิดตัวในปี 2022 นี้

จากข้อมูลของบริษัท 3D Systems แพลตฟอร์มการพิมพ์ 3 มิติรุ่นใหม่ล่าสุดนี้สามารถทำงานที่ความเร็วและระดับความแม่นยำสูงกว่าเทคโนโลยีในปัจจุบัน โดยมีการนำระบบการควบคุมการเคลื่อนที่ทางไฟฟ้ามาใช้ ประสิทธิภาพด้านอุณหภูมิและปริมาณการผลิตที่มี รวมทั้งประวัติการใช้วัสดุได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการใช้งานด้านอวกาศและยานยนต์ ประกอบด้วย

  • การพิมพ์ชิ้นงานโดยตรง: โครงสร้างภายในของยานอวกาศและระบบการวางท่อ ชิ้นส่วนโดรน ระบบใต้ท้องรถและกระโปรงรถ และการใช้งานเชิงอุตสาหกรรมทั่วไปอื่น ๆ 
  • การทำเครื่องมือและอุปกรณ์ติดตั้ง เครื่องมือช่วยในการผลิต เครื่องมือสำหรับระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์ รวมทั้งแม่พิมพ์และเครื่องมือกันกร่อน (Sacrificial Tools)
  • การสร้างต้นแบบชิ้นงาน: ยานยนต์ อวกาศ การแพทย์ อุปกรณ์หนักและการสนับสนุนด้านอุตสาหกรรมทั่วไป

“ด้วยการเปิดตัวเครื่องพิมพ์เส้นพลาสติกรุ่น High Speed Fusion ของเรา 3D Systems จะยึดหลักความมุ่งมั่นขององค์กรที่เรานำมาใช้ในปี 2020 และขยายขีดความสามารถของเราในตลาดที่กำลังเติบโตซึ่งมีความต้องการผลิตภัณฑ์ที่มีความแม่นยำสูง เช่น ผลิตภัณฑ์ยานอวกาศและสินค้ายานยนต์” ดร. เจฟฟรี่ เกรฟส์ ผู้อำนวยการและประธานกรรมการบริหารบริษัท 3D Systems กล่าว

“การลงทุนของเราในเครื่อง ๆ นี้บวกกับความร่วมมือกับบริษัท Jabil จะช่วยให้ลูกค้าของเราสามารถเพิ่มผลผลิตและประสิทธิภาพได้โดยการใช้การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุกับฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และแท่นวัสดุที่ออกแบบมาเพื่อความแม่นยำและความต้องการของวงการอุตสาหกรรม”

เครื่องพิมพ์ 3 มิติรุ่น Roadrunner เป็นสมาชิกเครื่องแรกของผลิตภัณฑ์ในตระกูล HSF ซึ่งจากข้อมูลของบริษัท 3D Systems เครื่องรุ่นนี้มีข้อดีดังต่อไปนี้

  • อัตราการเติมเนื้อวัสดุ (Deposition Rate) สูงสุดบวกกับความแม่นยำของขนาดที่ดีเยี่ยมที่สุดของแท่นยิงเส้นพลาสติกแบบหลอมรวมในระดับอุตสาหกรรมมาตรฐาน
  • ต้นทุนแฝงของชิ้นส่วนต่ำสุดโดยไม่ทำให้สูญเสียคุณภาพของชิ้นงาน
  • สมรรถนะการทำงานด้วยประสิทธิภาพสูง วัสดุอุณหภูมิสูง เช่น ULTEM และ PA CF ที่มีเส้นพลาสติกสำหรับใช้งานได้ทั่วไปจำนวนมากอย่าง ABS และ PETg ESD

วิศวกรรมประยุกต์และการพัฒนาวัสดุบนแพลตฟอร์มแบบใหม่นี้อยู่ระหว่างดำเนินการมาเป็นปีแล้วและจะดำเนินต่อไปในช่วงปี 2021 ส่วนการส่งสินค้าระบบ Roadrunner นั้นจะเริ่มขึ้นในปี 2022

The X1 160Pro is the world’s largest metal binder jetting system and is now shipping to customers. A controlled-atmosphere model of the system, capable of high-volume aluminum and titanium production, will be available in late 2022.(Source: Business Wire)

เครื่องพิมพ์ 3 มิติชนิด Metal Binder Jet ที่ใหญ่ที่สุในโลกพร้อมการควบคุมบรรยากาศ

Ex One ผู้เชี่ยวชาญด้านการพ่นกาวบนผงวัสดุ (Binder Jetting) ประกาศว่าในครึ่งหลังของปี 2021 จะมีการเปิดตัวผลิตภัณฑ์รุ่น X1 160Pro เครื่องพิมพ์โลหะเพื่อการผลิตขนาดใหญ่ที่สามารถควบคุมบรรยากาศได้ โดยถือว่าเป็นเครื่องพิมพ์ 3 มิติสำหรับพิมพ์โลหะที่ใหญ่ที่สุดของบริษัท มีคุณสมบัติที่สามารคควบคุมบรรยากาศ สามารถใช้ในการผลิตอลูมิเนียมและไทเทเนียมได้ ซึ่งวิธีการที่ได้รับการขึ้นทะเบียนสิทธิบัตรนี้จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบกาผลิตแก๊สเฉื่อยที่สมบูรณ์แบบ

การควบคุมบรรยากาศเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการพิมพ์ 3 มิติของผงโลหะละเอียดซึ่งทำให้เกิดปฏิกิริยา (Reactive Fine Metal Powder) แต่ยังให้ประโยชน์อื่นอีกด้วย เช่น ลดปฏิกิริยาออกซิเดชันของผงโลหะและเพิ่มการจ่ายและการแพร่กระจายผงโลหะโดยการความคุมความชื้น การปรับปรุงครั้งนี้จะทำให้การผลิตอลูมิเนียม ไทเทเนียม ทองแดง และวัสดุอื่น ๆ ในบริมาณมาก ๆ ทำได้ง่ายมากยิ่งขึ้นด้วยการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติชนิดพ่นกาว

Ex One ประสบความสำเร็จมาหลายปีด้านการฉีดพ่นกาวลงบนผงโลหะในบรรยากาศที่มีการควบคุมซึ่งบางครั้งจะเรียกว่าแก๊สเฉื่อยหรือภาวะเฉื่อยทางเคมี โดยได้รับการออกสิทธิบัตรสำหรับการพิมพ์ 3 มิติชนิดฉีดพ่นกาวในบรรยากาศที่มีการควบคุมในปี 2020

เครื่องพิมพ์ควบคุมบรรยากาศรุ่น X1 160Pro สามารถใช้งานได้กับไนโตรเจนหรืออาร์กอนโดยจะใช้ร่วมกับอุปกรณ์เสริมที่มีคุณสมบัติบรรยากาศเฉื่อยด้วยเหมือนกัน ซึ่งอุปกรณ์เสริมที่ว่านี้ได้แก่ เตาอบสี (Curing Oven), ระบบปรับผงวัสดุ (Powder Conditioning System), สถานีแยกผงวัสดุ (Depowdering Station) และอุปกรณ์ขนย้ายสำหรับเคลื่อนย้าย Build-box ระหว่างขั้นตอนการทำงานเพื่อให้มั่นใจว่าบรรยากาศจะได้รับการควบคุมตลอดทั้งกระบวนการ

ผู้ผลิตจะยังคงให้บริการ X1 160Pro รุ่นดั้งเดิมต่อไปสำหรับลูกค้าที่ต้องการระบบที่มีการควบคุมบรรยากาศเพื่อดำเนินการกับผงโลหะอย่างเช่นสเตนเลสสตีล ปัจจุบันลูกค้าของ Ex One ใช้งานระบบฉีดพ่นกาวบนโลหะรุ่น X1 25Pro สำหรับการผลิตโดยไม่ต้องมีคุณสมบัติแก๊สเฉื่อย โดยมีลูกค้าหนึ่งรายที่ใช้งานถึง 6 ระบบสำหรับการผลิตแบบต่อเนื่องหรือแบบอนุกรม เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติแบบฉีดพ่นกาวลงบนผงวัสดุของ Ex One สามารถปฏิบัติการกับวัสดุที่เป็นโลหะ เซรามิค และคอมโพสิตได้ 23 ชนิด ซึ่งรวมถึงโลหะผสมเชิงเดี่ยว เช่น อลูมิเนียมและไทเทเนียมด้วย

The medium-format machine produces components of up to 300 mm in diameter and 400 mm in height from all weldable materials (steels, nickel-based alloys, titanium, aluminium) by powder bed-based laser melting.(Source: Trumpf)

Trumpf เปิดตัวระบบพิมพ์ 3 มิติ Tru Print 3000 รุ่นใหม่

Trumpf ได้พัฒนาระบบหลอมผงวัสดุ (Laser Melting System) รุ่น Tru Print 3000 ซึ่งมีเลเซอร์ขนาด 500 วัตต์จำนวน 2 ตัว โดยมีการปรับปรุงสภาพคล่องการไหลของแก๊สเฉื่อยและการตรวจสอบแอ่งหลอม (Melt Pool) ซึ่งตามข้อมูลจาก Trumpf แล้วเครื่องพิมพ์รุ่น Tru Print 3000 สามารถติดตั้งเลเซอร์ที่สอง (Second Laser) ที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตได้เกือบเท่าตัว เลเซอร์ขนาด 500 วัตต์จำนวน 2 ตัวนั้นทำหน้าที่ในการสแกน Build Chamber ทั้งหมดของเครื่องจักรแบบคู่ขนาน ซึ่งจะทำให้การผลิตเป็นไปอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้นไม่ว่าชิ้นงานจะมีจำนวนเท่าไหร่หรือมีรูปทรงอย่างไร ด้วยตัวเลือก Automatic Multilaser Alignment ระบบจะสามารถตรวจสอบสนามการแสกนของเลเซอร์หลาย ๆ ตัวได้อัตโนมัติในระหว่างขั้นตอนการขึ้นรูปและปรับเทียบขนาดสนามการสแกนระหว่างเลเซอร์แต่ละตัว โดยในขณะที่เลเซอร์กำลังสแกนรูปร่างของวัตถุอยู่นั้น กระบวนการทำงานจะไม่ก่อให้เกิดตะเข็บเชื่อม (Weld Seam)



ได้มีการแก้ไขสภาพคล่องการไหลของแก๊ส จากข้อมูลของ Trumpf ปัจจุบันแก๊สเฉื่อยสามารถไหลผ่านระบบได้เท่า ๆ กันจากด้านหลังไปด้านหน้าซึ่งช่วยเพิ่มคุณภาพของชิ้นงานที่พิมพ์ด้วย นอกจากนั้นยังสามารถกำจัดผงวัสดุส่วนที่เกินออกจากชิ้นส่วนในขณะที่ยังอยู่ในระบบ เนื่องจากผงวัสดุจากงานพิมพ์จะถูกนำไปผ่านกระบวนการอีกครั้งภายใต้แก๊สเฉื่อย จึงทำให้ไม่มีสิ่งเจือปนเข้าไปในวงจรผงวัสดุ ซึ่งนับว่าเป็นข้อดีที่สำคัญสำหรับอุตสาหกรรมที่มีความอ่อนไหวสูง อย่างเช่นเทคโนโลยีการแพทย์  

นอกจากนั้น Tru Print 3000 รุ่นใหม่ยังมีส่วนที่เรียกว่าอุปกรณ์ตรวจสอบแอ่งหลอม (Melt Pool Monitoring) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ตั้งใจทำขึ้นเพื่อให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพของชิ้นงานแม้ในขณะทำการพิมพ์ 3 มิติ ทั้งนี้ ด้วยวัตถุประสงค์ดังกล่าว เซนเซอร์ที่ทำขึ้นพิเศษจะทำการตรวจสอบแอ่งหลอมสม่ำเสมอ ซอฟต์แวร์ทำหน้าที่เปรียบเทียบค่าต่าง ๆ กับข้อมูลของชิ้นงานอ้างอิงที่จัดเก็บไว้และแสดงข้อมูลค่าเบี่ยงเบนเป็นภาพกราฟฟิก เช่น เมื่อแอ่งหลอมเย็นเกินไปหรือร้อนเกินไป เป็นต้น  

Jeol announced the release of Electron Beam Metal AM Machine JAM-5200EBM.(Source: Business Wire)

เครื่องจักรการผลิตแบบเติมเนื้อโลหะด้วยลำแสงอิเล็กตรอนช่วยให้สามารถทำซ้ำชิ้นงานได้สูง

เดือนมีนาคมที่ผ่านมา Jeol บริษัทผู้ผลิตเครื่องจักรกลสัญชาติญี่ปุ่นเปิดตัวเครื่องจักรการผลิตแบบเติมเนื้อโลหะด้วยลำแสงอิเล็กตรอนรุ่น JAM-5200EBM บริษัทฯ ได้พัฒนาเครื่องจักรการผลิตแบบเติมเนื้อชิ้นงานโลหะด้วยลำแสงอิเล็กตรอนที่มีกำลัง ความหนาแน่นและความเร็วสูง โดยใช้เทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่ทรงพลังและระบบลิโธกราฟฟี (Lithography) ด้วยลำแสงอิเล็กตรอนสำหรับการผลิตสารกึ่งตัวนำ  

JAM-5200EBM เครื่องจักรการผลิตแบบเติมเนื้อโลหะด้วยลำแสงอิเล็กตรอนรุ่นใหม่ให้คุณภาพและความสามารถในการทำซ้ำชิ้นงานได้สูงสำหรับการผลิตชิ้นงานจำนวนมาก ๆ เป็นเครื่องที่ตอบโจทย์ความต้องการของอุตสาหกรรมที่ต้องการคุณภาพในระดับสูง เช่น อุตสาหกรรมอวกาศ อุตสาหกรรมไฟฟ้าโรงงาน และเครื่องมือทางการแพทย์ ตัวเครื่องมาพร้อมคาโธด (Cathode) ที่มีอายุใช้งานยาวนานถึง 1500 ชั่วโมงขึ้นไป ข้อมูลจากผู้ผลิตเล่าว่าอายุการใช้งานที่ยาวนานเช่นนี้จะช่วยลดระยะเวลาในการหยุดทำงานระบบเนื่องจากการเปลี่ยนคาโธดและยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตอีกด้วย นอกจากนั้นยังทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้แก๊สฮีเลียมเพื่อรักษาคุณภาพการผลิตจนกว่าจะสิ้นอายุการใช้งานของคาโธด

บริษัทมีระบบ “e-Shield” ช่วยป้องกันผงวัสดุฟุ้งกระจาย เนื่องจากระบบมีสภาพแวดล้อมที่ปลอดแก๊สฮีเลียมที่นอกจากจะทำให้สามารถผลิตชิ้นงานได้ในพื้นที่ที่สะอาดและต้นทุนการผลิตต่ำแล้ว ยังทำให้พื้นผิวสัมผัสของคาโธดไม่เสียหายง่ายอีกด้วย ทำให้ลำแสงอิเล็กตรอนมีความเสถียรคงที่ ด้วยเหตุนี้การผลิตจึงยังคงคุณภาพไปตลอดอายุการใช้งานของคาโธดเลยทีเดียว นอกจากนั้นแล้วยังมีฟังก์ชั่นการปรับลำแสงอิเล็กตรอนอัตโนมัติที่ช่วยให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพและความสามารถในการทำซ้ำชิ้นงานในการผลิตได้เป็นอย่างดี ทั้งนี้ สามารถตรวจสอบสถานะกระบวนการผลิตและสถานะของระบบได้อย่างต่อเนื่องด้วยระบบตรวจสอบติดตามทางไกล

อ้างอิง: https://www.etmm-online.com/the-latest-3d-printing-solutions-for-tool-and-mould-makers-a-1028391/

บทความที่เกี่ยวข้อง: