เมื่อวานนี้ ในขณะที่โลกกำลังจับจ้องไปที่งาน WWDC ของ Apple แต่ Formlabs สตาร์ทอัพด้านการพิมพ์ 3 มิติในบอสตันได้เปิดตัวอย่างเงียบๆ เกี่ยวกับเครื่องพิมพ์เลเซอร์เผาผนึกแบบใหม่ที่เรียกว่า ฟิวส์ 1 — และมันเป็นเรื่องใหญ่มาก
บอกตามตรงว่าคุณอาจจะไม่มีวันใช้มัน มันมีขนาดประมาณตู้เย็นขนาดเล็ก ออกแบบมาสำหรับมืออาชีพ และมีราคา 10,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ แต่แม้ว่าคุณจะไม่เคยเห็นเลยก็ตาม Fuse 1 มีความหมายอย่างมากต่ออนาคตของการพิมพ์ 3 มิติ นี่คือเหตุผลที่คุณควรตื่นเต้นกับมัน
ความก้าวหน้าอย่างช้าๆ ของการพิมพ์ 3 มิติ
ย้อนกลับไปเมื่อการพิมพ์ 3D เพิ่งเริ่มเข้าสู่กระแสหลัก ซึ่งเป็นเครื่องพิมพ์เพียงรุ่นเดียวที่สามารถใช้ได้ ผู้บริโภคอาศัยเทคนิคเดียวกันในการสร้างชิ้นส่วน — กระบวนการที่เรียกว่าการสะสมเส้นใย การสร้างแบบจำลองหรือ FDM เป็นการพิมพ์ 3 มิติประเภทที่คุณคงเคยเห็นมาก่อน: เครื่องพิมพ์ป้อนเส้นใยพลาสติกผ่าน หัวฉีดร้อน จากนั้นค่อย ๆ ฝากสารที่หลอมเหลวลงบนแท่นพิมพ์ทีละชั้นเพื่อสร้างวัตถุ 3 มิติ นี่คือสิ่งที่คนส่วนใหญ่จินตนาการเมื่อได้ยินวลี “การพิมพ์ 3 มิติ”
เครื่องพิมพ์ 3D ส่วนใหญ่ที่ผู้บริโภคสามารถใช้ได้อาศัยเทคนิคเดียวกันในการสร้างชิ้นส่วน ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการสร้างแบบจำลองการสะสมเส้นใยหรือ FDM
ประเด็นก็คือ FDM เป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติในวงกว้าง มีเทคนิคการผลิตแบบเติมเนื้ออื่นๆ มากมาย เช่น การพิมพ์หินสามมิติ โพลีเจ็ท และการเผาผนึกด้วยเลเซอร์ ซึ่งทั้งหมดนี้เหนือกว่าเครื่องพิมพ์ FDM อย่างมากในแง่ของคุณภาพการพิมพ์ แต่น่าเสียดาย แม้ว่าการพิมพ์ 3 มิติจะกลายเป็นกระแสหลักมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา หลายปีที่ผ่านมา เทคนิคการผลิตแบบเติมเนื้อที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้ส่วนใหญ่ยังไม่มีในระดับผู้บริโภค เครื่องจักรเหล่านี้มีราคาแพงมากจนคุณจะพบได้ในโรงงานผลิตทางอุตสาหกรรมเท่านั้น
แต่นั่นเริ่มเปลี่ยนไป เนื่องจากการพิมพ์ 3 มิติได้เข้าสู่พื้นที่ผู้บริโภคและมีการแข่งขันสูงขึ้น บริษัทอย่าง Formlabs ก็ได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว เพื่อหาวิธีการปรับโครงสร้างเทคโนโลยีอุตสาหกรรมระดับไฮเอนด์เหล่านั้นใหม่ และทำให้มีราคาที่เอื้อมถึงได้มากขึ้น และ เข้าถึงได้
การปฏิวัติเรซิน
ทุกอย่างเริ่มต้นด้วย Stereolithography (SLA) เทคนิคนี้ — ซึ่งใช้เลเซอร์ยูวีเพื่อ 'ขยาย' วัตถุที่มีความละเอียดสูงออกมาจากแอ่งเรซินที่ทำปฏิกิริยากับแสง — มีมานานหลายทศวรรษแล้ว แต่จนกระทั่งไม่กี่ปีที่แล้ว เครื่องจักร SLA มีราคาแพงเกินไปสำหรับผู้บริโภคแต่ละราย ใช้. แต่แล้วในปี 2012 Formlabs ได้เปิดตัว Form 1 ซึ่งเป็นเครื่องพิมพ์ SLA ระดับผู้บริโภคเครื่องแรกของโลก แคมเปญ Kickstarter.
เกือบจะในทันที สิ่งนี้ได้จุดประกายให้เกิดการปฏิวัติ ไม่นานหลังจากที่ Formlabs เสร็จสิ้นแคมเปญระดมทุนคราวด์ฟันดิ้งที่ประสบความสำเร็จอย่างล้นหลาม บริษัทสตาร์ทอัพอื่นๆ ก็เริ่มออกเครื่องพิมพ์ SLA ของตนเอง กรอไปข้างหน้าห้าปี และตอนนี้ก็แพร่หลายมากขึ้นและราคาไม่แพงกว่าที่เคย ในขณะที่เครื่องจักร SLA เคยมีราคาสูงกว่า 100,000 ดอลลาร์ คุณสามารถหาซื้อได้ เพียง $1,200 ออนไลน์. แน่นอนว่ายังคงมีราคาถูกหรือแพร่หลายไม่เท่ากับเครื่องพิมพ์ FDM แต่เครื่อง SLA ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ราคาไม่แพง และสามารถเข้าถึงได้ในระยะเวลาอันสั้น และสิ่งที่ต้องทำก็แค่บริษัทเดียวที่ประสบความสำเร็จและพิสูจน์ว่าเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่ดีกว่านั้นดึงดูดใจคนจำนวนมากได้
ดินแดนใหม่ที่กล้าหาญ
ขณะนี้ ด้วย Fuse 1 ทาง Formlabs อาจทำสิ่งเดียวกันสำหรับเทคโนโลยีการเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบเฉพาะเจาะจง — และนั่นเป็นโอกาสที่น่าตื่นเต้นทีเดียว
การพิมพ์ SLS ทำงานแตกต่างจาก FDM และ SLA อย่างมาก ในการสร้างวัตถุ เครื่องจะฉายแสงเลเซอร์เหนือผงที่มีความละเอียดมาก เพื่อหลอมอนุภาคเข้าด้วยกันจนกลายเป็นชั้นที่บางและแข็งตัว จากนั้นเครื่องจะกวาดผงฝุ่นเพิ่มเติมไปที่ด้านบนของชั้นนั้น และทำซ้ำขั้นตอนนี้จนกว่าการพิมพ์จะเสร็จสมบูรณ์
เครื่องพิมพ์ SLS สามารถสร้างวัตถุที่เกือบจะดีเท่ากับชิ้นส่วนที่สร้างขึ้นผ่านการฉีดขึ้นรูป การกัด และกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมอื่นๆ
วัตถุการพิมพ์ในลักษณะนี้มีข้อดีที่แตกต่างกันหลายประการ ใช้งานได้กับวัสดุหลากหลายประเภท สามารถพิมพ์ส่วนที่ยื่นออกมาและช่วงขยายขนาดใหญ่ได้โดยไม่ต้องใช้วัสดุรองรับ และชิ้นส่วนที่ผลิตก็มีคุณภาพสูงมาก ชิ้นส่วนไนลอนที่พิมพ์ด้วย Fuse 1 มีความทนทานเพียงพอและมีรายละเอียดเพียงพอที่จะขายเป็นชิ้นส่วนใช้งานปลายทาง
นั่นคือสิ่งที่ทำให้เทคโนโลยีนี้พิเศษมาก ในขณะที่เครื่องพิมพ์ FDM และ SLA นั้นดีสำหรับการสร้างต้นแบบ เครื่องพิมพ์ SLS สามารถสร้างวัตถุที่เกือบจะเป็น เหมาะสำหรับเป็นชิ้นส่วนที่สร้างขึ้นจากการฉีดขึ้นรูป การกัด และกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมอื่นๆ กล่าวอีกนัยหนึ่ง พวกเขาสามารถสร้างสิ่งคุณภาพสูงที่พร้อมใช้งานได้ทันทีจากเครื่องพิมพ์ ต้องการแป้นเหยียบจักรยาน เครื่องเป่าผม หรือ สมาร์ทโฟน กรณี? เพียงพิมพ์หนึ่งรายการและช่วยตัวเองเดินทางไปที่ร้าน
นั่นคือถนนที่เรากำลังมุ่งหน้าไป แต่ยังไปไม่ถึงจุดนั้น เทคโนโลยีการพิมพ์แบบนี้ยังไม่มีราคาถูก แม้ว่า Fuse 1 จะมีราคาถูกกว่าเครื่องพิมพ์ SLS อุตสาหกรรมส่วนใหญ่ถึง 20 เท่า แต่ก็ยังมีราคาอยู่ที่ 10,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ ซึ่งทำให้พวกเราส่วนใหญ่เข้าถึงไม่ได้ แต่สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่านี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น
การแนะนำฟิวส์ 1
หากเครื่องพิมพ์ SLS สามารถลดลงจาก 200,000 ดอลลาร์เหลือเพียง 10,000 ดอลลาร์ ก็เป็นเหตุผลว่าทำไมในอีก 5 หรือ 10 ปีข้างหน้า เทคโนโลยีอาจจะลดระดับลงไปสู่ระดับที่สามารถทำได้สำหรับผู้ใช้ที่ไม่ใช่เชิงพาณิชย์
การทำให้เป็นประชาธิปไตยแบบนี้คือสิ่งที่การพิมพ์ 3 มิติต้องการเพื่อให้แพร่หลาย หากเราจะตระหนักถึงอนาคตที่เครื่องพิมพ์ 3 มิติเป็นอุปกรณ์หลักในครัวเรือน เช่น เครื่องล้างจานและไมโครเวฟ ซึ่งเราสามารถพิมพ์ได้ ผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงตามความต้องการแทนที่จะซื้อที่ร้านค้า จากนั้นลดต้นทุนของเทคโนโลยีการพิมพ์ใหม่เป็นอันดับแรก ขั้นตอน
คำแนะนำของบรรณาธิการ
- ต่อสู้กับอาการบาดเจ็บจากฟุตบอลด้วยแผ่นรองพิมพ์ 3 มิติที่ออกแบบเฉพาะตัว
- อนาคตของการสร้างสิ่งต่างๆ: วิวัฒนาการของการพิมพ์ 3 มิติด้วย Formlabs
- Czinger ในลอสแอนเจลีสกำลังพิมพ์ไฮเปอร์คาร์ไฮบริดขนาด 1,232 แรงม้าด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ
- การพิมพ์ 3 มิติช่วยให้โรงพยาบาลสามารถทดแทนเครื่องช่วยหายใจด้วยอุปกรณ์ทั่วไปได้
- วาล์วช่วยหายใจที่พิมพ์ 3 มิติช่วยโรงพยาบาลในอิตาลีที่ได้รับผลกระทบจากไวรัสโคโรนา
