งานวิจัย เครื่องพิมพ์ 3 มิติ แม่นยำระดับไมครอน

อัปเดตล่าสุด 10 เม.ย. 2563

คณะวิจัยจากเยอรมนี ได้เผยโฉมเครื่องพิมพ์ 3 มิติ (3D Printer) ซึงแสดงความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ สำหรับชิ้นงานขนาดเล็กที่มีความแม่นยำระดับไมครอน (Micron level) และสามารถผลิตได้ด้วยความเร็วสูงอีกด้วย

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ หรือ 3D Printing กำลังแพร่หลายในภาคอุตสาหกรรม โดยใช้ผลิตชิ้นงานทั้งขนาดเล็ก และขนาดใหญ่ สำหรับ ยานยนต์ อากาศยาน รวมถึง เครื่องมือแพทย์ อย่างไรก็ตาม ในอีกหลายอุตสาหกรรม การนำเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติไปใช้ยังห่างไกลความเป็นจริงมาก เนื่องจากความต้องการชิ้นงานที่มีความแม่นยำระดับไมครอน และความรวดเร็วในการผลิตชิ้นงาน

Vincent Hahn ผู้เผยแพร่งานวิจัยชิ้นนี้ เปิดเผยว่า 3D Printer เครื่องนี้ใช้เทคโนโลยีใหม่จากความร่วมมือของ Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ประเทศเยอรมนี และ Queensland University of Technology (QUT) ประเทศออสเตรเลีย ภายใต้คลัสเตอร์ “3D Matter Made to Order (3DMM2O)” ทำงานด้วยการยิงเลเซอร์ผ่านสารไวแสง (Photoresist) ในรูปแบบของเหลวซึ่งถูกควบคุมโดยคอมพิวเตอร์ เพื่อให้เนื้อวัสดุแข็งตัวในจุดที่ต้องการ โดยอาศัยโครงสร้างหัวฉีดคล้ายกับเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท และใช้ลำแสงเลเซอร์ทั้งหมด 9 เส้นรวมเป็นจุดเดียว ทำให้สามารถพิมพ์โครงสร้างที่แม่นยำสำหรับชิ้นงานหลายประเภท

โดยเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่วิจัยและพัฒนาครั้งนี้สามารถพิมพ์ชิ้นงานได้ 10 ล้าน Voxel ต่อวินาที ซึ่งเทียบได้กับการพิมพ์ภาพด้วยเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท เร็วกว่า 3D Printer ทั่วไปที่พิมพ์ได้ประมาณ 100,000 Voxel ต่อวินาที เป็นอย่างมาก

ซึ่ง Vincent Hahn แสดงความเห็นว่า ในท้ายสุด 3D Printer จะต้องถูกใช้ในการผลิตจำนวนมาก การพัฒนาเครื่องพิมพ์ให้ทำงานได้อย่างรวดเร็วจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่ง

ตัวอย่างชิ้นงานสาธิต
(Photo: Vincent Hahn, KIT)

โดยคณะวิจัย ได้สาธิตการทำงานของเครื่องพิมพ์ 3 มิติรุ่นนี้ ด้วยการพิมพ์ชิ้นงานโครงสร้างตาข่ายขนาด 60 Cubic Millimeters ซึ่งมีความละเอียดถึง 3 แสนล้าน Voxel และทำลายสถิติโลก (รายงานวันที่ 22 มกราคม 2020) ซึ่ง Boeing ทำไว้จากการพิมพ์ชิ้นส่วนปีกอากาศยานในปี 2016 ได้สำเร็จ

วารสาร Advanced Functional Materials คาดการณ์ว่า เทคโนโลยีเครื่องพิมพ์ 3 มิตินี้ จะถูกนำไปต่อยอดในอุตสาหกรรมที่ต้องการชิ้นงานความแม่นยำสูง เช่น เลนส์, วัสดุศาสตร์, วิศวกรรมชีวภาพ, และวิศวกรรมความปลอดภัย