3D Printing เทคโนโลยีเปลี่ยนโลก

โดย...ดร.นำชัย ชีววิวรรธน์ ฝ่ายสื่อวิทยาศาสตร์ สวทช.

ความก้าวหน้าด้านวิทยาศาสตร์ทำให้มีเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่น่าสนใจเกิดขึ้นได้ทุกวัน แต่ถึงที่สุดแล้วเทคโนโลยีจำนวนมากมายที่เกิดขึ้นมา กลับมีเพียงจำนวนน้อยที่กลายไปเป็นเทคโนโลยีที่เปลี่ยนโลกหรือเปลี่ยนชีวิตคนจำนวนมากได้

ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ หรือ 3D Printing Technology กำลังแสดงศักยภาพ และผ่านการพิสูจน์ว่าน่าจะกลายเป็นเทคโนโลยีที่เข้าไปแทรกซึมอยู่ในทุกอณูของชีวิตในอนาคตอันใกล้นี้

การพิมพ์ 3 มิติเริ่มขึ้นในทศวรรษ 1980 เมื่อ ฮิเดโอะ โคมะดะ (Hideo Komada) คิดค้นวิธีการฉีดพลาสติกออกมาเป็นรูปทรง 3 มิติก่อนใช้แสงยูวี (UV) เร่งปฏิกิริยาการแข็งตัวของโพลีเมอร์ที่ใช้ ปัจจุบันอุปกรณ์ก้าวหน้ามากจนมีขนาดเล็กลงมาก สร้างสรรค์ชิ้นงานด้วยรายละเอียดที่แม่นยำ ราคาก็ย่อมเยาลงมากเช่นกันคือ ไม่ถึงหมื่นบาทก็หาซื้อได้แล้ว

 

นอกจากวัสดุจำพวกโพลีเมอร์พลาสติกชนิดต่างๆ แล้ว เครื่องพิมพ์บางรุ่นยังออกแบบให้ใช้ได้กับวัสดุต่างๆ อย่างหลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นโลหะอย่าง เหล็กและไทเทเนียม หรือวัสดุอื่นๆ ที่ไม่ใช่โลหะอย่าง
เซรามิก กระดาษ ซิลิโคน หรือแม้แต่ซีเมนต์ก่อสร้าง! 

แต่แน่นอนว่าวัสดุที่ต่างออกไป ก็ต้องอาศัยเครื่องพิมพ์ที่ต่างออกไปด้วยเช่นกัน

การประยุกต์ใช้ 3D Printing หลากหลายมากเป็นอย่างยิ่ง ในแวดวงแฟชั่นและศิลปะมีการใช้เทคนิคนี้ในการผลิตของประดับ ชิ้นส่วนของเสื้อผ้า หรือของตกแต่งบ้าน เช่น โคมไฟ

 

ค.ศ. 2007 นิตยสาร TIME และ Wall Street Journal ถึงกับยกให้ผลงานจาก 3D Printing เป็นหนึ่งใน 100 การออกแบบที่ทรงอิทธิพลที่สุดในปีนั้นอีกด้วย ความโดดเด่นของเทคโนโลยีนี้ก็คือ ทำให้เหมาะกับลูกค้าแต่ละคนได้ แถมยังปรับแต่งแต่ละชิ้นงานได้ไม่ยาก มีลูกเล่นรายละเอียดต่างๆ ที่ทำได้อย่างละเอียดอ่อนและประณีตมาก

ค.ศ. 2011 ศิลปิน เมอร์เรย์ มอส ได้จัดแสดงผลงานจาก 3D Printing ที่พิพิธภัณฑ์วิกตอเรียและอัลเบิร์ตในอังกฤษ โดยใช้ชื่อว่า การปฏิวัติอุตสาหกรรม 2.0 (Industrial Revolution 2.0 : How the Material World will Newly Materialize)

สำหรับการศึกษาและงานวิจัยหลายๆ แขนงก็มีการนำ 3D Printing ไปใช้อย่างกว้างขวาง ทั้งใช้สร้าง “โมเดล” หรือแบบจำลอง ซึ่งก็ทำได้เร็วและทำซ้ำได้ง่าย  มีการสร้างซากฟอสซิลเทียมเพื่อใช้ในชั้นเรียน ทำให้ช่วยลดการเสียหายตัวอย่างมีค่าหายาก ด้านสิ่งแวดล้อมมีผู้ทดลองพิมพ์ปะการังเทียมจากหินทราย ทำให้มีสมบัติเหนือกว่าวัสดุอื่นๆ ที่เคยใช้ทำกันอยู่อย่างเห็นได้ชัด

 

อุตสาหกรรมขนาดใหญ่อย่างอุตสาหกรรมรถยนต์และอุตสาหกรรมก่อสร้างก็มีการนำ 3D Printing มาใช้งานด้วยเช่นกัน  บริษัทด้านวิศวกรรม คอร์ อีคอลอจิก (Kor Ecologic) กับบริษัท สตราตาซิส (Stratasys) ที่เป็นผู้ผลิตพรินเตอร์ ร่วมกันสร้างรถยนต์ไฮบริดชื่อเออร์บี (Urbee) ให้เป็นรถยนต์คันแรกของโลกที่มีตัวถังและหน้าต่างที่สร้างด้วยเทคโนโลยีนี้ 

ในประเทศจีนมีบริษัทที่ใช้ 3D Printing ในการสร้างชิ้นส่วนสำเร็จรูปของบ้าน ซึ่งสามารถนำไปประกอบให้เสร็จอย่างรวดเร็วแบบเดียวกับที่เราเห็นในการก่อสร้างทางด่วนสายต่างๆ ในบ้านเรา

การประยุกต์ใช้ 3D Printing ที่น่าตื่นตาตื่นใจอีกแขนงหนึ่งคือในทางการแพทย์ เทคนิคนี้มีขอบเขตกว้างขวางมาก ตั้งแต่การพิมพ์วัสดุเทียม เช่น มือเทียม กระดูกเทียม และท่อลมเทียม เป็นต้น ตอนนี้มีการทดลองอย่างเข้มข้นที่จะพิมพ์ชิ้นส่วนอวัยวะ ดังเช่น ลิ้นหัวใจ หรือแม้แต่ “หัวใจ” ทั้งดวง! 

 

การพิมพ์แบบนี้มีชื่อเฉพาะเรียกว่า “การพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติ” หรือ 3D Bioprinting ส่วน “หมึกชีวภาพ (bioink)” ที่ใช้ก็คือ สเต็มเซลล์ ที่ได้มาจากผู้ป่วยและนำมาเพาะเลี้ยงเพิ่มจำนวนในห้องปฏิบัติการ

นอกจากนั้น การพิมพ์ชีวภาพในคนแล้ว ยังมีความพยายามสร้างนอแรดด้วยเทคโนโลยีนี้เช่นกัน ถือเป็นวิธีการอนุรักษ์สิ่งมีชีวิตใกล้สูญพันธุ์ที่เป็นแนวทางใหม่มาก 

ที่เล่ามาทั้งหมดเป็นเพียงตัวอย่างจำนวนน้อย แต่คงทำให้เห็นได้ว่าการพิมพ์ 3 มิติ หรือ 3D Printing นี้ กำลังจะกลายมาเป็นเทคโนโลยีเปลี่ยนโลกแล้วจริงๆดังนั้น เพื่อให้คนไทยตื่นตัวกับเทคโนโลยีนี้ สวทช. จึงร่วมมือกับบริษัท เชฟรอนประเทศไทยสำรวจและผลิต จัดประกวดไอเดียการพิมพ์ 3 มิติขึ้น โดยผู้สนใจสามารถอ่านรายละเอียดได้ที่เฟซบุ๊กเพจ Enjoy Science: Let’s Print the World

ทั้งนี้ ผู้ชนะเลิศจะได้เข้าร่วมงาน Maker Faire ที่กรุงเบอร์ลิน ประเทศเยอรมนี โดยไม่เสียค่าใช้จ่ายใดๆ หมดเขตส่งใบสมัครพร้อมไอเดียในวันที่ 8 มิ.ย. 2558 นี้เท่านั้น