Aim 3D ใช้วัสดุ ‘เรซิน Ultem 9085’ ในการพิมพ์ 3 มิติ ลดต้นทุนได้ถึง 7 เท่า !!

ในปัจจุบันการผลิตแบบเติมวัสดุเป็นตัวเลือกของเทคโนโลยีที่มีศักยภาพและทะลายข้อจำกัดได้หลายอย่าง ตั้งแต่ความมีอิสระในการออกแบบ การผลิตแบบไม่ต้องมีขั้นต่ำ ชิ้นเดียวก็สามารถผลิตได้ ความรวดเร็วและความยืดหยุ่นในการผลิต แค่มีเครื่องพิมพ์และวัสดุก็สามารถทำการผลิตได้ทันที 

ปัจจัยชี้ขาดสำคัญที่จะกำหนดว่าการผลิตแบบเติมวัสดุจะสามารถนำมาใช้ทดแทนการผลิตใด ๆ ได้หรือไม่นั้น นอกจากคุณภาพที่ต้องได้ตรงตามต้องการแล้ว ยังมีเรื่องของต้นทุนการผลิตต่อหน่วย ประสิทธิภาพ และความเร็วในการผลิต หากการพิมพ์ 3 มิติมีต้นทุนสูงและการพิมพ์ที่ช้าก็ทำให้ไม่สามารถนำมาใช้ในการผลิตจริงทดแทนวิธีการผลิตแบบเดิมได้ 

โดยปกติวัสดุสำหรับการพิมพ์ 3 มิติจะเป็นวัสดุเฉพาะ เช่น วัสดุแบบเส้น (Filament) ไม่สามารถใช้วัสดุเม็ดที่ใช้ในการฉีดพลาสติกขึ้นรูปโดยทั่วไป และวัสดุแบบเส้นมักมีต้นทุนสูงทำให้การผลิตแบบเติมวัสดุยังไม่ตอบโจทย์ในเรื่องของต้นทุนสำหรับการผลิตจริง 

เครื่องพิมพ์ของบริษัท Aim 3D สามารถรองรับการพิมพ์ 3 มิติ ด้วยเม็ดวัสดุ (Pellet) ที่หาซื้อได้ทั่วไป เป็นวัสดุเดียวกับที่ใช้กับกระบวนการผลิตปกติอย่างการฉีดขึ้นรูปพลาสติกทำให้ต้นทุนของวัสดุถูกลง ทะลายข้อจำกัดเรื่องต้นทุนสำหรับการผลิตด้วยการเติมวัสดุ ชิ้นงานที่ผลิตก็มีคุณสมบัติที่ตอบโจทย์สำหรับการใช้งานที่กำหนด โดยล่าสุดมีการใช้วัสดุเรซิน ‘Ultem 9085’ ในรูปแบบเม็ด (Pallet) ซึ่งได้ผ่านการรับรองเพื่อใช้ในอวกาศอีกด้วย มีต้นทุนวัสดุที่ต่ำกว่าแบบเส้น (Filament) โดยบริษัทเคลมว่าสามารถลดต้นทุนได้ถึง 7 เท่า และสร้างชิ้นงานได้เร็วกว่าวัสดุแบบเส้นถึง 5 เท่า โดย Aim 3D มุ่งเป้าไปที่อุตสาหกรรมที่ต้องการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงอย่างการบินอวกาศ ดังนั้น เครื่องพิมพ์ที่มีประสิทธิภาพสูง พิมพ์ได้เร็ว ต้นทุนที่ต่ำ คือ สิ่งที่ผู้ผลิตต้องการสำหรับการผลิตจริง

ความพยายามตรวจสอบคุณสมบัติเพื่อรองรับวัสดุใหม่ของ Aim 3D โดยใช้ระบบ Exam 510 แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่มีแนวโน้มที่ดีสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ โดยใช้เม็ดเรซิน ‘Ultem 9085’ ซึ่งมีศักยภาพในการประหยัดต้นทุนได้ถึง 7 เท่า อีกทั้งยังผลิตได้เร็วขึ้น เทคโนโลยีนี้ตั้งเป้าที่จะดิสรัป (Disrupt – การทำลายสิ่งเก่าและทดแทนด้วยสิ่งใหม่ที่ดีกว่า) การพิมพ์ 3 มิติที่ใช้วัสดุเส้นแบบเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาคส่วนที่ต้องการประสิทธิภาพสูงอย่างอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

การทดสอบแรงดึง 

(ที่มา: Aim 3D)

คุณสมบัติของวัสดุเรซิน Ultem 9085

Ultem 9085 เป็นวัสดุเรซินของ Sabic ที่ผ่านการรับรองให้ใช้ในอวกาศได้ มีคุณสมบัติทนไฟพิเศษ อยู่ในตระกูลของวัสดุอุณหภูมิสูง Polyetherimide (PEI) และขึ้นชื่อในเรื่องของอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนัก จึงเหมาะกับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงสูง น้ำหนักเบา ทนต่อแรงกระแทกและสารเคมี นอกจากนี้ ยังมีสีให้เลือกหลากหลายสีและปรับแต่งได้ตามต้องการ

อัตราการสร้างชิ้นงานแบบเม็ดเร็วกว่าแบบเส้นถึง 5 เท่า

เมื่อเปรียบเทียบการพิมพ์ 3 มิติโดยใช้วัสดุแบบเส้นและแบบเม็ดนั้นพบว่า แบบเม็ดสามารถสร้างชิ้นงานได้มากถึง 250 ลบ.ซม./ชม. ส่วนแบบเส้นสร้างชิ้นงานได้ 45 ลบ.ซม./ชม. แสดงให้เห็นว่าแบบเม็ดสร้างชิ้นงานได้เร็วกว่าวัสดุแบบเส้นถึง 5 เท่า นอกจากนี้ ผลการทดสอบคุณสมบัติเชิงกลแบบเม็ดยังให้ค่าที่สูงกว่าแบบเส้น ทั้งในด้านของความต้านทานต่อแรงดึงและการยืดตัวเมื่อขาดอีกด้วย

เครื่องพิมพ์แบบเม็ดช่วยให้ความสามารถในกระบวนการทำซ้ำดีขึ้น

ความสามารถในการทำซ้ำของกระบวนการเป็นปัจจัยชี้ขาดสำหรับการสร้างส่วนประกอบพิมพ์ 3 มิติ เป็นตัวกำหนดคุณภาพที่สม่ำเสมอของส่วนประกอบ โดยเฉพาะในการผลิตชุดเล็กและชุดกลาง ส่วนประกอบฉีดขึ้นรูปและส่วนประกอบพิมพ์ 3 มิติมีความเป็นวัสดุเนื้อเดียวกันที่เทียบเคียงได้เพราะใช้วัสดุเรซินเดียวกัน การทดสอบความต้านทานแรงดึงตามมาตรฐาน DIN EN ISO 527-2 ประเภท 1A เป็นการพิสูจน์ความเสถียรของกระบวนการในระดับสูงด้วยส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานที่ต่ำ สิ่งนี้ช่วยเพิ่มศักยภาพในการนำสินค้าทั้งต้นแบบและส่วนประกอบชุดออกสู่ตลาดได้อย่างมาก เทคโนโลยีและเครื่องอัดรีดของ Aim 3D ยังให้คุณภาพพื้นผิวที่ดีขึ้นโดยใช้เวลาในการสร้างเท่ากัน นอกจากนี้ Aim 3D กำลังพัฒนาโซลูชันสำหรับหัวฉีดที่มีขนาดเล็กกว่า 0.4 มม. เพื่อรองรับกับความหลากหลายของส่วนประกอบที่ทำจากเรซิน Ultem 9085 ในอนาคต 

ไม่ว่า เรซิน Ultem 9085 จะตอบโจทย์ความต้องการในด้านส่วนประกอบพิมพ์ 3 มิติ แต่ก็ต้องมั่นใจได้ว่ามีคุณสมบัติเชิงกลที่มีอายุการใช้งานที่ยาวนานภายใต้ความปลอดภัย “การใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติด้วยเม็ดวัสดุไม่เพียงแต่ทำให้การใช้งานที่มีอยู่มีประสิทธิผลต้นทุนมากขึ้นในอนาคตเท่านั้น เราจะได้เห็นการใช้งานเรซิน Ultem 9085 อย่างกว้างขวางมากขึ้นในอนาคตอีกด้วย” Dr.-Ing. Vincent Morrison กล่าว

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

บทความที่น่าสนใจ

• Impossible Objects เปิดตัวเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่เคลมว่าเร็วที่สุดในโลก
• EDM รุ่นใหม่จาก Mitsubishi ลดเวลาการผลิตได้ถึง 60%
• Mould design : การระบายอากาศในแม่พิมพ์พลาสติกด้วยวิธีการต่างๆ 
• ชิ้นส่วนเครื่องบินเทอร์โมพลาสติกคอมโพสิตทำจากคาร์บอนไฟเบอร์รีไซเคิล
• อุตสาหกรรมพลาสติกของยุโรปพร้อมรับมือกับความไร้เสถียรภาพที่เพิ่มขึ้น

About The Author