Lehvoss และ Evonik ร่วมกันพัฒนาผงวัสดุสำหรับการพิมพ์ 3 มิติในงานอุตสาหกรรม

การพิมพ์ 3 มิติกำลังถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมมากขึ้น โดยมีข้อกำหนด คือ ต้องมีความแข็งแกร่งอย่างน้อยเทียบเท่ากับการผลิตแบบเดิม วิธีหนึ่งที่เป็นที่นิยมในการเพิ่มความแข็งแกร่งของวัสดุ คือ การเติมไฟเบอร์ลงไปในเนื้อวัสดุ 

หากเป็นวิธีการผลิตแบบเดิมจะใช้วิธีการนำเอาไฟเบอร์ผสมลงไปในวัสดุหลอมเหลวและฉีดขึ้นรูป แต่สำหรับการพิมพ์ 3 มิตินั้น ต้องใช้เป็นผงวัสดุใส่ลงไป เนื่องจากการนำไฟเบอร์ลงไปผสมตรง ๆ เลยนั้นถือว่าไม่ผ่านเกณฑ์ความปลอดภัยและการรับรองจากผู้ผลิตเครื่องพิมพ์ เพราะไฟเบอร์มีความแหลมคม ดังนั้น ไฟเบอร์จึงต้องผสมอยู่ภายในผงวัสดุ ด้วยข้อกำหนดเช่นนี้จึงทำให้บริษัทผู้ผลิตผงวัสดุต้องควบคุมความยาวไฟเบอร์ให้มีขนาดสั้นและอยู่ภายในอนุภาคของผงวัสดุให้ได้มากที่สุด

Lehvoss บริษัทด้านนวัตกรรมวัสดุ และ Evonik บริษัทซัพพลายเออร์ผงวัสดุสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ ร่วมกันพัฒนาผงวัสดุ ‘PA613’ (โพลีอะไมด์ หรือ ไนลอน) เสริมคาร์บอนไฟเบอร์ สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมต่าง ๆ วัสดุนวัตกรรมนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นเป็นพิเศษสำหรับการพิมพ์ 3 มิติด้วยการใช้เลเซอร์ยิงให้ผงวัสดุหลอมละลาย (Laser Sintering) นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติการดูดซับความชื้นต่ำ ความคงตัวที่อุณหภูมิสูง (คุณสมบัติผันแปรต่ำตลอดช่วงอุณหภูมิกว้าง) และความเสถียรของกระบวนการสูง (ผลของการผลิตอยู่ในช่วงที่สามารถคาดการณ์ได้) โดยวัสดุนี้ถูกตั้งชื่อว่า ‘Luvosint PA613 9711 CF’ และผ่านการรับรองสำหรับการผลิตชิ้นส่วนอะไหล่รถยนต์โดยผู้ผลิต OEM จำนวนหนึ่งแล้ว

ส่วนประกอบที่ผลิตด้วยวิธีเผาผงวัสดุด้วยเลเซอร์ (Laser Sintering) ที่ทำจาก Luvosint PA613 9711 CF

(ที่มา: Lehvoss)

วัสดุมาตรฐานที่ใช้ในอุตสาหกรรมพลาสติกส่วนใหญ่ คือ วัสดุเสริมใยแก้วอย่าง PP GF10, PP GF30 หรือ PA6 GF30 ในขณะที่วัสดุสำหรับการพิมพ์ 3 มิตินั้นต้องการให้ได้ประสิทธิภาพในระดับเดียวกันกับชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูปเพื่อให้สามารถใช้งานได้สำหรับส่วนประกอบพิเศษหรือสำหรับตลาดหลังการขาย (Aftermarket) โดยไม่ต้องใช้ความพยายามในการรับรองคุณสมบัติของวัสดุและปรับการออกแบบเพื่อให้รองรับกับวัสดุ

การเสริมไฟเบอร์ลงไปในผงวัสดุหลักอย่าง โลหะ ไม่สามารถใช้วิธีผสมไฟเบอร์แห้งลงไปผสมในผงวัสดุโดยตรงได้ เนื่องจากไฟเบอร์เส้นบาง ๆ  หรือหนามแร่ที่เล็กจิ๋วนั้นมีความเสี่ยงต่อความปลอดภัยในการทำงานจึงไม่ได้รับการอนุมัติจากผู้ผลิตการพิมพ์ 3 มิติ ดังนั้น ไฟเบอร์จะต้องอยู่ในผงวัสดุ เพื่อตอบสนองต่อข้อกำหนดนี้ Evonik และ Lehvoss จึงใช้แนวทางใหม่ของเทคโนโลยีอนุภาคในการผลิตผงวัสดุเพื่อรักษาความยาวของไฟเบอร์ให้อยู่ภายในแต่ละอนุภาคของผงวัสดุให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ 

ผู้ผลิต OEM จำนวนหนึ่งให้การรับรองวัสดุนี้เพื่อผลิตชิ้นส่วนอะไหล่ยานยนต์ นวัตกรรมด้านวัสดุเป็นส่วนประกอบสำคัญในการทำให้การพิมพ์ 3 มิติสามารถนำมาใช้ในการผลิตจริงได้ นอกเหนือจากประสิทธิภาพที่ต้องได้ตามที่ต้องการแล้ว ยังมีปัจจัยเรื่องต้นทุนในการผลิต การปล่อยคาร์บอน และความสามารถในการนำกลับมารีไซเคิลได้อีกด้วย สิ่งเหล่านี้ผู้ผลิตวัสดุที่จะสร้างนวัตกรรมต้องค้นหาหนทางต่อไปเพื่อให้สามารถนำมาใช้ผลิตจริงในอุตสาหกรรมได้มากขึ้น

นอกเหนือจากวัสดุ ‘Luvosint PA613 9711 CF’ ยังมีวัสดุอื่น ๆ อีกมากมายที่ทะยอยเปิดตัวอย่างต่อเนื่อง ล้วนแต่มีการตอบโจทย์ที่แตกต่างกัน ทั้งในเรื่องของประสิทธิภาพ ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และเพื่อให้เกิดความคุ้มค่าสูงสุดในการผลิต

บทความเกี่ยวกับ วัสดุสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ

‘PET CF’ วัสดุคอมโพสิตสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ เพื่อให้ชิ้นส่วนแข็งแรงและทนทานยิ่งขึ้น

TRINSEO เปิดตัวเรซิ่นรีไซเคิลและเรซิ่นสารชีวภาพเพื่อความยั่งยืน

SOLVAY เปิดตัว PREPREG ผลิตเครื่องมือคอมโพสิตได้อย่างรวดเร็ว ประหยัดเวลาและพลังงาน

ครั้งแรกกับเทคโนโลยีการผลิตหล่อฉีดขึ้นรูปใหม่บนพื้นผิววัสดุแข็ง

โพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพพร้อมคุณสมบัติทัดเทียมโพลีเอธีลีนความหนาแน่นสูง

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

บทความที่น่าสนใจ

• Lehvoss นำเสนอความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีพอลิเมอร์ที่ผสานประสิทธิภาพและความยั่งยืน
• Lehvoss เตรียมนำเสนอวัสดุยั่งยืนสมรรถนะสูงในงาน K 2022
• เปลี่ยน ‘อะไหล่จริง’ มาเป็น ‘ไฟล์ดิจิทัล’ ผลิตได้เมื่อต้องการ 
• ผลิตจักรยานแบบหมุนเวียน ด้วยวัสดุคาร์บอนโพลิเมอร์ชีวภาพที่รีไซเคิลได้ 100%

About The Author