หลายภาคอุตสาหกรรม ร่วมมือผลักดันการพิมพ์ 3 มิติด้วยอะลูมิเนียม

การพิมพ์สามมิติ ได้ผ่านการพิสูจน์แล้วว่ามีความเหมาะสมสำหรับการผลิตชิ้นส่วนแบบกำหนดเองที่มีความซับซ้อน และการผลิตชุดเล็ก อย่างไรก็ตาม ในการผลิตชุดใหญ่จำเป็นต้องใช้การพิมพ์สามมิติเชิงอุตสาหกรรม ซึ่งบรรดาผู้เชี่ยวชาญมองว่าอะลูมิเนียมมีความเหมาะสมโดยเฉพาะสำหรับวัตถุประสงค์นี้

บรรดาผู้เชี่ยวชาญในทีมโครงการ “NextGenAM” กล่าวว่า อะลูมิเนียมมีคุณสมบัติเป็นวัสดุอเนกประสงค์สำหรับการพิมพ์สามมิติ โครงการนี้ก่อตั้งขึ้นตั้งแต่กลางปี 2017 โดยความร่วมมือของ Premium Aerotec ซัพพลายเออร์การบิน, EOS ผู้ให้บริการเทคโนโลยี และ Daimler ผู้ผลิตรถยนต์ เพื่อร่วมกันพัฒนาระบบการผลิตสำหรับการผลิตเป็นชุดแบบเติมวัสดุ โดยกระบวนการผลิตที่จำเป็นต้องใช้จะถูกผนวกเข้าไปในสายการผลิต    จึงเป็นการสร้างพื้นฐานสำหรับการผลิตจำนวนมากเชิงอุตสาหกรรมที่เป็นอัตโนมัติ ทีมโครงการใช้ประโยชน์จากการผสานกำลังกันและข้อกำหนดที่แตกต่างกันของพันธมิตร การพัฒนามีตั้งแต่ ผงโลหะไปจนถึงแต่ละขั้นตอนการผลิต กระบวนการพิมพ์ไปจนถึงการทำใหม่ (Rework) แม้จะมีให้ลำดับความสำคัญในการพัฒนาที่แตกต่างกัน แต่ทุกคนมีเป้าหมายหลักที่โฟกัสตรงกันคือ การบรรลุปริมาณงานต่อหน่วยเวลาที่สั้นและประสิทธิภาพเชิงเศรษฐกิจที่สูง 

ข้อดีที่ผสานรวมกันของอะลูมิเนียม และการพิมพ์สามมิติ

น้ำหนักเบาเป็นเกณฑ์หลักสำคัญในการพัฒนาผลิตภัณฑ์หรือส่วนประกอบในทุกอุตสาหกรรม

อะลูมิเนียมมีข้อดีคือ น้ำหนักเบา ในขณะที่การพิมพ์สามมิติ ได้ให้อิสระในการออกแบบ ช่วยให้ได้ผลิตภัณฑ์มีน้ำหนักเบายิ่งขึ้นไปอีก ให้ประสิทธิผลต้นทุนที่มากกว่าการผลิตแบบดั้งเดิม (ผู้เขียน: น้ำหนักเบา เกิดขึ้นจากสองทาง คือ เนื้อวัสดุที่เบา และการออกแบบที่ประหยัดเนื้อวัสดุ เช่น โครงสร้างกลวง ในส่วนที่ไม่รับน้ำหนัก)

ประโยชน์ของน้ำหนักเบาเด่นชัดในอุตสาหกรรมการบินและยานยนต์ บริษัทรถยนต์อเมริกันแห่งหนึ่งแสดงถึงโอกาสในการผลิตยานยนต์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น จานเบรก (Brake Disc) ที่ผลิตด้วยวิธีการพิมพ์สามมิติมีน้ำหนักลดลงถึง 50% ซึ่งน้ำหนักของรถยนต์ที่ลดลง 100 กก. ทำให้การใช้น้ำมันลดลง 0.5 ลิตรต่อ 100 กม. น้ำหนักที่ลดลงช่วยเพิ่มระยะเดินทางให้กับยานยนต์ไฟฟ้า ในขณะที่เครื่องบินแอร์บัส A320 ใช้เคโรซีนลดลง 10,000 ลิตรต่อปี ต่อน้ำหนักเครื่องบินที่ลดลง 100 กก. 

การพิมพ์สามมิติยังสามารถช่วยเพิ่มคุณสมบัติให้ผลิตภัณฑ์ เช่น ส่วนประกอบอวกาศที่ผสานอะลูมิเนียมและไททาเนียมเข้าด้วยกันจากการพิมพ์สามมิติ ให้คุณสมบัติที่โดดเด่น ประโยชน์ต่างๆ ของการพิมพ์สามมิติด้วยอะลูมิเนียมถ่ายโอนต่อไปยังการผลิตจำนวนมากในระดับอุตสาหกรรม

อะลูมิเนียมที่ใช้ในการพิมพ์สามมิติต้องได้รับการพัฒนาขึ้นโดยเฉพาะ

แม้ผู้พัฒนาผลิตภัณฑ์จะมีโลหะผสมอะลูมิเนียมมากมายสำหรับกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมอย่าง การกัด การกลึง การหล่อ การทุบขึ้นรูป การปั๊มขึ้นรูป วัสดุเหล่านี้ผ่านข้อกำหนดของการตัดเฉือนและคุณสมบัติความแข็งแรง อย่างไรก็ดี โลหะผสมอะลูมิเนียมเหล่านี้ไม่เหมาะในการใช้ผลิตแบบเติมวัสดุ ในปัจจุบันมักใช้อะลูมิเนียม 

AlSi10Mg โลหะผสมอะลูมิเนียมพิเศษที่ปรับให้เข้ากับการพิมพ์สามมิติต้องได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อชดเชยข้อเสียต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการ

บทความนี้เป็นตัวอย่างของความร่วมมือของฟากผู้ประกอบการหลายบริษัท ที่ร่วมกันทำโครงการเพื่อผลักดันการพิมพ์โลหะสามมิติให้สามารถใช้งานได้สำหรับการผลิตที่เป็นจำนวนมาก ซึ่งการวิจัยและพัฒนานี้ ไม่จำเป็นที่จะต้องทำเพียงลำพัง เป็นการดีกว่าในการที่จะสามารถผสานความร่วมมือหลากหลายบริษัท เพื่อผลักดันอุตสาหกรรมไปข้างหน้าร่วมกันได้ และทุกอย่างมีข้อดี ข้อเสีย อะลูมิเนียมที่ใช้กับการพิมพ์สามมิติต้องได้รับการพัฒนาขึ้นเป็นการเฉพาะ ไม่สามารถใช้โลหะผสมอะลูมิเนียมที่ใช้กับกระบวนการแบบดั้งเดิมได้ ในการใช้งานจริง คุณผู้อ่านคงต้องชั่งน้ำหนักระหว่างข้อดีและข้อเสียจากการผลิตด้วยวิธีใหม่เทียบกับวิธีเก่ากันด้วยครับ และเลือกปรับใช้แต่ในส่วนที่เหมาะสำหรับกระบวนการผลิตของเรา

อ้างอิง : https://www.etmm-online.com/

บทความอื่นๆ :

• การผลิตแบบเติมวัสดุ (AM) คืออะไร?
• โฟมอะลูมิเนียมแบบมีรูพรุน สำหรับแผ่นสุญญากาศ และตัวแลกเปลี่ยนความร้อน
• ระบบวัสดุแบบเปิด vs แบบปิด: การแบ่งขั้วที่มีอิทธิพลต่อตลาดวัสดุการพิมพ์ 3 มิติ

About The Author