เทคโนโลยีการพิมพ์โฉมใหม่ปฏิวัติวงการอุตสาหกรรม 3D

ไม่กี่ปีมานี้เครื่องพิมพ์ 3 มิติในระดับอุตสาหกรรมได้รับการพัฒนาให้ซับซ้อนขึ้นจนสามารถพิมพ์รากฟันเทียม ชิ้นส่วนเครื่องบิน ตลอดจนสินค้าอุปโภคบริโภคที่มีส่วนประกอบเป็นโลหะและเซรามิก อันเป็นผลิตภัณฑ์น้ำหนักเบาแต่คงทนแข็งแรงเป็นพิเศษ ข้อดีของการพิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ก็คือ บรรดาวิศวกรและนักออกแบบมีอิสระในการสร้างสรรค์ผลิตภัณฑ์ของตัวเองมากขึ้น

วิธีนี้ทำให้ผู้ผลิตไม่ต้องเสียเวลากับข้อจำกัดด้านวิธีการผลิตแบบเดิมๆ ไม่ต้องคำนึงถึงการหล่อ เซาะร่อง เชื่อม หรือตีเกลียว เพราะเครื่องพิมพ์ 3 มิติจะทำทุกอย่างที่กล่าวมาแบบเสร็จสรรพภายในเครื่องเดียว

สิทธิบัตรการพิมพ์ 3 มิติด้วยเลเซอร์บางฉบับกำลังจะหมดอายุในปีนี้ อาทิ สิทธิบัตรของคาร์ล เดกการ์ด จากสหรัฐ ว่าด้วยเทคโนโลยีพื้นฐานของการพิมพ์โลหะแบบ 3 มิติสมัยใหม่ทุกชนิด ผู้เชี่ยวชาญในแวดวงอุตสาหกรรม กล่าวว่า สิ่งนี้จะทำให้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติกลับมาได้รับความสนใจจากนักวิทยาศาสตร์และบริษัทผู้ผลิตอีกครั้ง เพราะพวกเขาจะมีโอกาสพัฒนาเทคนิคต่างๆ ให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น

- การพิมพ์ 3 มิติไม่ใช่เรื่องใหม่

หนึ่งในผู้บุกเบิกการพิมพ์ 3 มิติคนแรกๆ เมื่อกลางทศวรรษที่ 1980 คือ ชาร์ลส์ ฮัลล์ ชาวอเมริกัน เจ้าของสิทธิบัตรวิธีการที่ชื่อว่า สเตอริโอลิโทกราฟี (Stereolithography : SLA) เขาใช้รังสีอัลตราไวโอเลตความเข้มสูงส่องลงไปบนชั้นบางๆ ของสารละลายโฟโตโพลีเมอร์ (Photopolymer) ซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลสายยาวที่มีสมบัติเปลี่ยนไปเมื่อสัมผัสกับแสง เมื่อฉายแสงไปยังโพลีเมอร์ มันจะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวไปเป็นของแข็ง เพียงเท่านี้เราก็จะสร้างวัตถุต่างๆ ขึ้นมาได้ ด้วยการวาดคลื่นแสงลงไปบนโฟโตโพลีเมอร์ทีละชั้น

จุดเริ่มต้นของการพิมพ์ชิ้นงานโลหะสมัยใหม่ล้วนเกิดขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 1980 ทั้งสิ้น คาร์ล เดกการ์ด และโจ บีแมน จากมหาวิทยาลัยเทกซัสในสหรัฐ เป็นผู้พัฒนาเทคโนโลยีที่ชื่อว่า การเผาผนึกด้วยเลเซอร์ (Selective Laser Sintering : SLS)

- พิชิตอวกาศด้วยงานพิมพ์ 3 มิติ

โบอิ้ง ผู้ผลิตเครื่องบิน ยอมรับความแข็งแกร่งของชิ้นงานโลหะที่ได้จากการพิมพ์ 3 มิติ และนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนของเครื่องบินหลายร้อยแบบสำหรับใช้ในเครื่องบินถึง 10 รุ่น เจเนอรัล อิเล็กทริก ซึ่งเป็นบริษัทด้านเทคโนโลยีของอเมริกา ก็กำลังพัฒนาชิ้นส่วนเครื่องยนต์จากงานพิมพ์ 3 มิติ เพื่อนำมาใช้ในเครื่องบิน

ขณะที่บริษัท แอร์บัสกรุ๊ป ก็หวังว่าเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติจะพิมพ์ส่วนปีกทั้งหมดหรือแม้แต่เครื่องบินทั้งลำขึ้นมาได้สักวันหนึ่ง ตอนนี้บริษัทวาดฝันไปไกลถึงการผลิตและติดตั้งชิ้นส่วนโลหะที่ได้จากการพิมพ์ 3 มิติขึ้นสู่อวกาศ เช่น การติดตั้งพวกมันไปกับดาวเทียม เป็นต้น

lทั้งหมดเป็นเพียงแค่การเริ่มต้น

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ กำลังเติบโตอย่างต่อเนื่องและยังคงพัฒนาต่อไปเรื่อยๆ ถึงกระนั้นเครื่องพิมพ์ 3 มิติคงยังไม่สามารถเอาชนะเทคโนโลยีในส่วนของการผลิตสินค้าอุปโภคบริโภคและชิ้นส่วนเครื่องจักรคราวละมากๆ ที่มีอยู่ในปัจจุบันได้ คงอีกพักใหญ่การพิมพ์ 3 มิติจะเหมาะกับการผลิตวัสดุก่อสร้างน้ำหนักเบา ชิ้นส่วนอะไหล่ที่มีการผลิตในปริมาณไม่มาก ตลอดจนสินค้าที่ไม่สามารถผลิตขึ้นมาได้ด้วยวิธีการทั่วไป อย่างไรก็ตามผู้เชี่ยวชาญยังคงเชื่อมั่นว่าความต้องการใช้งานเครื่องพิมพ์ 3 มิติในอุตสาหกรรมจะเพิ่มสูงขึ้น และจะมีความสำคัญต่อกระบวนการผลิตในโรงงานไม่แพ้เครื่องจักรไอน้ำและหุ่นยนต์ในอุตสาหกรรมอย่างแน่นอน