การผลิตแบบหล่อทรายสำหรับงานทดลองหล่อชิ้นส่วนโลหะด้วย 3D Printer

ไดฮัตสุพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ในการผลิตแบบหล่อทรายสำหรับงานทดลองหล่อชิ้นส่วนโลหะด้วย 3D Printer และติดตั้งไว้ที่โรงงานคุรุเมะ (เมืองคุรุเมะ จังหวัดฟุกุโอะกะ) ซึ่งแบบหล่อทรายเดิมที่ผลิตด้วย 3D Printer นั้น สามารถนำไปใช้ในการหล่อวัสดุได้เพียงอลูมิเนียมและทองแดงเท่านั้น ทำให้ชิ้นส่วนอลูมิเนียมและทองแดงถูกผลิตออกมาได้เร็ว ในขณะที่การผลิตสินค้าทดสอบที่ยังมีชิ้นส่วนเหล็กจำนวนมาก เช่น รถยนต์ ยังประสบปัญหาความล่าช้าจากการหล่อชิ้นส่วนเหล็ก โดยเทคนิคใหม่นี้จะลดเวลาในการผลิตชิ้นส่วนลงทั้งในวัสดุอลูมิเนียม ทองแดง และเหล็ก และลดค่าใช้จ่ายลงได้มาก ซึ่ง Mr. Kazuki Takada หัวหน้าแผนกวางแผนเทคโนโลยี และหวังว่าเทคโนโลยีนี้จะเป็น “เทคโนโลยีที่มีประโยชน์ต่อวงการอุตสาหกรรม”

กล่าวกันว่า ในตลาดของการหล่อโลหะถึง 70% เป็นตลาดของงานหล่อเหล็กทั้งสิ้น ทั้งกับยานยนต์ที่แม้จะมีแนวทางการพัฒนาโดยมุ่งเน้นลดน้ำหนักด้วยชิ้นส่วนอลูมิเนียมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง เครื่องจักรก่อสร้าง และเครื่องจักรการเกษตร

ไดฮัตสุมีการใช้ 3D Printer เพื่อผลิตแบบหล่อทรายตั้งแต่ปี 2013 ซึ่งก่อนหน้านั้น การผลิตแม่พิมพ์เพื่อชิ้นงานทดสอบถูกทำขึ้นจากไม้ โดยใช้เวลาประมาณ 1 เดือน จากนั้นจึงนำแม่พิมพ์ไม้มาสร้างแบบหล่อทราย ซึ่งในการผลิตแม่พิมพ์ไม้ที่ซับซ้อนนี้ต้องการทักษะสูง Daihatsu จึงตัดสินใจแทนที่การหันมาผลิตแบบหล่อทรายสำหรับผลิตชิ้นงานทดลองแบบอลูมิเนียมด้วย 3D Printer ทำให้ลดเวลาที่ใช้จาก 1 เดือนเหลือ 5 วัน และมีค่าใช้จ่ายลดลง 10%

 อย่างไรก็ตาม ทรายซิลิกาธรรมชาติซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้ใน Printer นั้นมีซิลิคอนเป็นส่วนประกอบหลัก ทำให้ Thermal Expansion Coefficients มีค่าสูง เมื่อเทโลหะความร้อนสูงลงในแบบหล่อจึงทำให้เกิดรอยแตกอันเป็นเหตุของการเสื่อมสภาพ ไม่สามารถใช้ในการหล่อเหล็กซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูงถึง 1,000 องศาเซลเซียสได้

แต่ด้วยความที่ทรายซิลิกาธรรมชาติมีความเป็นกรด ทำให้เหมาะแก่การทำให้แข็งตัวภายใต้อุณหภูมิห้องด้วยกระบวนการ “Furan Resin Self-Hardening” Daihatsu จึงร่วมกับผู้ผลิตเรซิ่นพัฒนาทรายสังเคราะห์จากอัลคาไล ซึ่งสามารถใช้กับ 3D printer ที่ถูกออกแบบพิเศษให้มีผิวสัมผัสเป็นกรดได้ จึงสามารถนำทรายชนิดนี้มาทำแบบหล่อทรายที่หล่อได้ทั้งเหล็กและเหล็กกล้า และสามารถรีไซเคิลได้ ทำให้ลดการสิ้นเปลืองจากการใช้ทรายซิลิกาธรรมชาติได้เป็นอย่างดี

การใช้แบบหล่อทรายสำหรับงานทดสอบชิ้นส่วนเหล็ก ช่วยลดระยะเวลาทำงานให้น้อยลง ส่งผลให้เป็นที่ต้องการทั้งในภาคเครื่องจักรการเกษตรและเครื่องจักรก่อสร้าง ซึ่งปัจจุบัน ไดฮัตสุได้เริ่มขายแบบหล่อทรายและให้สิทธิ์ในการใช้เทคโนโลยีเพื่อให้เกิดการนำไปใช้อย่างแพร่หลาย (จังหวัดโอซาก้า Yasuo Matsunaka)