การผลิตแบบเติมวัสดุเป็นมากกว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

ในการผลิตและการตลาดสินค้าหรือบริการใด ๆ ก็ตาม มีหลายปัจจัยที่จะส่งเสริมให้เกิดความสำเร็จ ตามหลักกลยุทธ์ทางการตลาด7Ps ตัวสินค้าหรือบริการเป็นเพียงแค่ปัจจัยหนึ่งเท่านั้น ยังต้องมีปัจจัยเกื้อหนุนอื่น ๆ ได้แก่ ราคา ช่องทางขาย โปรโมชัน ผู้ให้บริการ ประสบการณ์ที่ได้รับ กระบวนการ และมีอีกหลายปัจจัยที่จะทำให้ธุรกิจบริการนั้น ๆ ประสบความสำเร็จ ในอุตสาหกรรมการผลิตแบบเติมวัสดุ (Additive Manufacturing) ก็เช่นเดียวกัน จุดโฟกัสมักไปอยู่ที่เครื่องพิมพ์ 3 มิติเป็นหลัก แน่นอนว่าเครื่องพิมพ์เป็นองค์ประกอบหลัก แต่ในการผลักดันการใช้งานภาคอุตสาหกรรม การลดอุปสรรคต่าง ๆ อย่างการลงทุนที่สูง การขาดความเชี่ยวชาญ ยังต้องอาศัยภาคส่วนอื่น ๆ ที่สำคัญอีกมากที่ทำให้การพิมพ์ 3 มิติเป็นไปได้ในเชิงอุตสาหกรรม (Industrial 3D Printing) ในบทความนี้จะมาเล่าถึงปัจจัยเหล่านี้กัน คุณผู้อ่านอาจจะสังเกตว่าบทความต่าง ๆ ที่อัปเดตใน Toolmakers ส่วนใหญ่จะเป็นนวัตกรรมใหม่ ๆ ที่อยู่ในปัจจัยสำคัญเหล่านี้

ระบบนิเวศของการพิมพ์ 3 มิติทั้งหมด ประกอบด้วยซอฟต์แวร์ การปรับแต่งรายละเอียดหลังการพิมพ์ การประกันคุณภาพ บริการ การฝึกอบรมเฉพาะทางและอื่น ๆ อีกมากมาย

(ที่มา: ID-Tech-Ex)

อุตสาหกรรมการพิมพ์ 3 มิติถูกสร้างบนพื้นฐานของเทคโนโลยีการพิมพ์ที่แตกต่างกัน แต่ละอย่างมีจุดแข็งและจุดอ่อน มีความสามารถและข้อจำกัดของตนเอง รายงานล่าสุดของ ID-Tech-Ex “แนวโน้มเทคโนโลยีและตลาดการพิมพ์ 3 มิติและการผลิตแบบเติมวัสดุ 2023-2033” ได้วิเคราะห์เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่แตกต่างกันมากกว่า 30 รายการ โดยใช้พารามิเตอร์เชิงเทคนิค เช่น อัตราการสร้าง ความละเอียด ราคา ฯลฯ เพื่อกำหนดสมรรถนะของแต่ละเทคโนโลยีเทียบกับอื่น ๆ ที่สำคัญ ลักษณะเฉพาะของเทคโนโลยีแต่ละประเภทช่วยขยายอุตสาหกรรมการพิมพ์ 3 มิติ โดยมีการประยุกต์การใช้งานใหม่ ๆ และการได้รับการยอมรับจากผู้ใช้งาน

วัสดุ

ในอดีต ชิ้นส่วนที่เกิดจากการพิมพ์ 3 มิติอาจสู้กับการพิมพ์แบบเดิมไม่ได้ (เช่น ชิ้นส่วนกัด ชิ้นส่วนหล่อฉีดขึ้นรูป ฯลฯ) ส่วนหนึ่งเป็นเพราะวัสดุและเครื่องจักรที่ใช้ในการผลิตที่ประสิทธิภาพต่ำกว่า บริษัทผู้ผลิตเครื่องพิมพ์ 3 มิติ (รวมถึงซัพพลายเออร์วัสดุอย่าง BASF และ Arkema) จึงได้ใช้ความพยายามอย่างมากในการจัดการปัญหาข้อบกพร่องเหล่านี้ในมุมมองของวัสดุ หนึ่งในแนวทางที่เป็นที่นิยมในการปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุ คือ การเสริมเส้นใยคาร์บอนและแก้ว เพื่อความแข็งแรงที่มากขึ้นอย่างกราฟีนและท่อนาโนคาร์บอน ซึ่งกำลังเพิ่มเข้าไปในวัสดุพิมพ์ 3 มิติเชิงพาณิชย์ อีกแนวทางหนึ่ง คือ การใช้วัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงแต่ยากในการแปรรูปอย่างเทอร์โมพลาสติกอุณหภูมิสูงและโฟมที่สามารถพิมพ์ได้ เทคโนโลยีที่แตกต่างกันจำเป็นต้องใช้วัสดุที่แตกต่างกันเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพมากที่สุด จากการรายงาน ของ ID-Tech-Ex “แนวโน้มเทคโนโลยีและตลาดการพิมพ์ 3 มิติและการผลิตแบบเติมวัสดุ 2023-2033”

การปรับแต่งรายละเอียดหลังการพิมพ์ (Post-Processing)

การปรับแต่งรายละเอียดหลังการพิมพ์เป็นขั้นตอนหลังจากการพิมพ์ 3 มิติเสร็จสิ้น มักเป็นขั้นตอนสุดท้ายหรือรองสุดท้ายในกระบวนการผลิตแบบเติมวัสดุ (โดยขั้นตอนสุดท้ายอาจเป็นการประกันคุณภาพ) การปรับแต่งรายละเอียดหลังการพิมพ์สำหรับการผลิตแบบเติมวัสดุเป็นการรวบรวมเทคนิคต่าง ๆ เช่น การกำจัด การขจัดผงวัสดุออก) และการกระบวนการผลิตอื่น ๆ เช่น การตกแต่งพื้นผิว การอบ และเทคนิคบางอย่างที่จำเป็นต้องทำหลังการพิมพ์ ในขณะที่บางอย่างนั้นไม่จำเป็น เช่น ประสิทธิภาพของเครื่องจักร รูปร่างของเครื่องจักร ฯลฯ

เนื่องจากมีการใช้การพิมพ์ 3 มิติที่มากขึ้น ทำให้มีปริมาณผลิตระดับกลางถึงสูง การปรับแต่งรายละเอียดหลังการพิมพ์จึงจึงมีความสำคัญมากขึ้นในการทำให้สิ่งพิมพ์ออกมาเหมาะสำหรับผู้ใช้งาน เพื่อตอบโจทย์ความต้องการนี้ บริษัทที่มีความเชี่ยวชาญในการปรับแต่งรายละเอียดหลังการพิมพ์หลายแห่ง เช่น Dye Mansion, AMT และ Post Process Technologies กำลังสร้างอุปกรณ์การปรับแต่งรายละเอียดหลังการพิมพ์ที่สามารถจัดการปริมาณผลิตที่มีปริมาณมากขึ้นได้ เครื่องดังกล่าวสร้างมาเพื่อจัดการงานจำนวนมากและทำให้เป็นอัตโนมัติมากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ เพื่อลดเวลาการผลิตชิ้นส่วนพิมพ์ 3 มิติทั้งหมด การเติบโตอย่างรวดเร็วของบริษัทดังกล่าวในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา บวกกับความร่วมมือที่เพิ่มมากขึ้นกับผู้ผลิตเครื่องพิมพ์ ทำให้การปรับแต่งรายละเอียดหลังการพิมพ์เป็นภาคส่วนที่เกี่ยวกับการผลิตแบบเติมวัสดุที่น่าจับตาในทศวรรษหน้า

ซอฟต์แวร์

ในฐานะที่เป็นเทคนิคการผลิตแบบดิจิทัล การพิมพ์ 3 มิติจึงผสานซอฟต์แวร์เข้าไปในทุกขั้นตอนของกระบวนการผลิต เพื่อที่จะช่วยขยายการเข้าถึงของการผลิตแบบเติมวัสดุไปสู่ผู้ใช้งาน การพัฒนาซอฟต์แวร์การพิมพ์ 3 มิติที่ได้รับความนิยมมากที่สุด คือ การที่ผู้ใช้สามารถใช้งานได้ง่ายขึ้น ตัวอย่างเช่น บริษัท Xerox ที่กำลังพัฒนาเครื่องมือซอฟต์แวร์เพื่อให้คำแนะนำผู้ใช้ว่าชิ้นส่วนใดมีความเหมาะสมที่สุดที่จะเปลี่ยนมาพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งซอฟต์แวร์ดังกล่าวปรับปรุงกระบวนการนำไปใช้ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยไม่ต้องปรึกษาทางด้านวิศวกรรมใด ๆ เพื่อระบุสถานที่ดีที่สุดสำหรับการผลิตแบบเติมวัสดุในองค์กร ในขั้นตอนการออกแบบ Startup ผู้ผลิตซอฟต์แวร์อย่าง nTopology และ Para Matters กำลังผลิตเครื่องมือสำหรับงานพิมพ์ 3 มิติ ให้สร้างรูปทรงเรขาคณิตที่มีความซับซ้อนได้ง่ายขึ้น ในขณะที่บริษัทอื่น ๆ อย่าง Ansys ผู้ผลิตซอฟต์แวร์การจำลอง (Simulation) เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของชิ้นส่วนการพิมพ์ 3 มิติก่อนการผลิตด้วยซ้ำไป

ภายหลังจากการพิมพ์ จะมีใช้ซอฟต์แวร์ตรวจสอบและการประกันคุณภาพ โดยการสแกน 3 มิติเพื่อเปรียบเทียบชิ้นส่วนที่ผลิตกับโมเดล 3 มิติดั้งเดิม เพื่อระบุความคลาดเคลื่อนและข้อบกพร่อง เป็นขั้นตอนที่สำคัญสำหรับชิ้นส่วนที่ใช้ในอุตสาหกรรมที่ต้องมีการควบคุมเป็นอย่างสูง เช่น การบินอวกาศ และการดูแลสุขภาพ ซอฟต์แวร์ที่จัดการกระบวนการผลิตทั้งหมด อย่าง 3Yourmind, AMFG, และ AM-Flow มีความจำเป็นที่ต้องตรวจสอบสถานะงานพิมพ์ ตั้งแต่การสั่งซื้อจนถึงการขนส่งสินค้า ซึ่งเป็นสิ่งที่สำคัญอย่างมากหากต้องจัดการกับปริมาณการพิมพ์ในปริมาณมาก 

กล่าวอีกนัยคือ ซอฟต์แวร์ที่ง่ายต่อการเรียนรู้และมีความรวดเร็วนั้นเป็นสิ่งจำเป็นในทุกขั้นตอนของกระบวนการผลิตแบบ 3 มิติ เพื่อเพิ่มการนำไปใช้ของการผลิตแบบเติมวัสดุ ความต้องการนี้เป็นที่ยอมรับทั่วทั้งอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากนักลงทุน มีการลงทุนบริษัทที่เกี่ยวข้องกับการพิมพ์ซอฟต์แวร์ 3 มิติ ในปี 2021 ประมาณ 125 ล้านดอลล่าร์ นอกจากนี้ 2 ใน 10 อันดับแรกของการระดมทุนครั้งใหญ่ที่สุดในอุตสาหกรรมการผลิตแบบเติมวัสดุในปี 2021 เป็นของบริษัทซอฟต์แวร์  nTopology (65 ล้านดอลล่าร์ในSeries D) และ Oqton (40 ล้านดอลล่าร์ในSeries A ก่อนถูกควบรวมโดย 3D Systems) ID-Tech-Ex คาดหวังว่าแนวโน้มการลงทุนนี้จะดำเนินต่อไปในปี 2022 เนื่องจาก 21 เปอร์เซ็นต์ของเงินทุนที่เข้าสู่บริษัทการผลิตแบบเติมวัสดุในครึ่งปีแรกของปี 2022 ไปที่บริษัทซอฟต์แวร์ 3 มิติ (เพิ่มขึ้นจากปี 2021) 

การบริการ (การพิมพ์ 3 มิติ)

เป็นเวลาหลายทศวรรษที่ใช้กลยุทธ์ทางธุรกิจในการขายเครื่องพิมพ์ได้อย่างยากลำบาก อุปสรรคที่สำคัญที่สุด คือ ลูกค้าจำเป็นต้องใช้งบประมาณสำหรับเครื่องพิมพ์และวัสดุสิ้นเปลืองราคาแพง ซึ่งเครื่องพิมพ์มีต้นทุนหลายแสนดอลล่าร์ และวัสดุสิ้นเปลืองก็มีต้นทุนหลายร้อยดอลล่าร์ต่อกิโลกรัม ผู้ให้บริการเครื่องพิมพ์ 3 มิติจึงเข้ามามีบทบาทสำคัญ โดยไม่จำเป็นที่ผู้ใช้ต้องมีความรู้ทางเทคนิคหรืออุปกรณ์ราคาแพงและวัสดุที่จำเป็นในการใช้งานในการพิมพ์

สิ่งที่ควรคำนึงถึง คือ จำนวนผู้ให้บริการด้านการพิมพ์ที่เพิ่มขึ้นมากกว่าการขายเครื่องพิมพ์ จึงมีกลยุทธ์ทางธุรกิจเกิดขึ้นโดยมีบริษัทรับจ้างผลิตชิ้นส่วนให้กับลูกค้า เช่น 3Deo, Holo และ Bond3D เป็นเหมือน OEM ด้วยโมเดลธุรกิจนี้มีส่วนช่วยในการขยายระบบนิเวศการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งลดอุปสรรคในการที่ผู้ใช้ต้องหาเครื่องพิมพ์ 3 มิติ มาใช้งานเอง

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

บทความอื่น ๆ

• Siemens จัดแสดงแอปพลิเคชันแบบยั่งยืน เพื่อการผลิตแบบเติมวัสดุสีเขียว
• 5 นวัตกรรมการผลิตแบบเติมวัสดุ ชนะรางวัล Formnext Start-up Challenge 2022
• Blue Laser ในเครื่องผลิตแบบเติมวัสดุสำหรับวัสดุสะท้อนแสง
• การผลิตแบบเติมวัสดุ (AM) คืออะไร?

About The Author