ข้อมูลเทคโนโลยี Copper 3D Printing การใช้งาน และแนวโน้มในอนาคต

วัสดุทองแดงหรือ Copper คืออะไร

ทองแดงเป็นโลหะชนิดหนึ่งที่มีการนำมาใช้งานมากและนานที่สุด มีสมบัติเด่นหลายอย่าง อาทิเช่น

  • มีค่าการนำไฟฟ้าสูง ราคา การผลิตไม่สูงมาก เมื่อเปรียบเทียบกับทอง
  • ขึ้นรูปทรงต่างๆตามต้องการได้ง่าย
  • สามารถผสมโลหะชนิดอื่น เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและสมบัติอื่นๆได้ไม่ยาก
  • ทนต่อการกัดกร่อนสูง 
  • สามารถฆ่าเชื้อโรค หรือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กๆได้
ข้อมูลเทคโนโลยี Copper 3D Printing การใช้งาน และแนวโน้มในอนาคต
ที่มา: Shanghai Changjin Metal Product Co., Ltd.

การขึ้นรูปทองแดง

ทองแดงเป็นโละชนิดหนึ่งที่ขึ้นรูปได้หลากหลายวิธี ได้แก่

1. Stamping หรือการปั้มขึ้นรูป สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างไม่ซับซ้อนมากนัก มีลักษณะเป็นแผ่นมีความหนาใกล้เคียงกันทั้งหน้าตัด โดยใช้เครื่องกดผ่านหัวขึ้นรูป (Die) ซึ่งมีทั้งแบบทีละชิ้น และแบบต่อเนื่อง (Continuous) ตามอัตราการผลิตที่ต้องการ

2. Forging  หรือการตีขึ้นรูป มีลักษณะคล้ายกระบวนการ Stamping แต่ชิ้นงานมักมีรูปร่างที่ซับซ้อน ความหนาที่มากกว่า ใช้อุณหภูมิขึ้นรูปสูง ดังนั้นชิ้นจึงสามารถเข้ารูปร่างตามหัวขึ้นรูป (Die ) ได้ดีกว่า

 

3. Extrusion หรืออัดรีดขึ้นรูป สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความยาว และพื้นที่หน้าตัดเหมือนกันตลอดแนว หลักการคือใช้แรงดันให้โลหะหลอมเหลวไหลผ่านหัวขึ้นรูป ตัวอย่างผลิตภัณฑ์เช่น อลูมิเนียมโปรไฟล์ เมทัลชีท หรือท่อทองแดงต่างๆในระบบระบายความร้อน

ข้อมูลเทคโนโลยี Copper 3D Printing การใช้งาน และแนวโน้มในอนาคต
ข้อมูลเทคโนโลยี Copper 3D Printing การใช้งาน และแนวโน้มในอนาคต

4. Casting หรือการหล่อขึ้นรูป

เป็นกระบวนการทั่วไปที่สามารถผลิตชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อนได้ดีที่สุด มีการแยกย่อยลงไปอีกว่าใช้อะไรเป็นแม่พิมพ์ เช่น แม่พิมพ์ทราย (Sand Casting) Shell Mold หรือเทคนิค Centrifugal
ข้อมูลเทคโนโลยี Copper 3D Printing การใช้งาน และแนวโน้มในอนาคต
กระบวนการหล่อทราย ที่มา: Copper Development Association

Copper กับข้อดีจากเทคโนโลยี 3D Printing

ในปัจจุบันเทรนด์การออกแบบผลิตภัณฑ์ในอุตสาหกรรมมีแนวโน้มที่ซับซ้อนมากยิ่งขึ้น ซึ่งการผลิตทั่วไปที่กล่าวมาข้างต้นไม่สามารถทำได้  อาทิเช่นระบบ Comfort Cooling ในอุตสาหกรรม หรือครีบระบายอากาศขนาดเล็ก ซับซ้อน ที่มีประสิทธิภาพดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด (แต่ก็ต้องแลกกับต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้นจากปกติ) 

  • ลดเวลาการ Cooling ชิ้นงานในการผลิต
  • Cycle Time สั้นลง อัตราการผลิตสูงขึ้น
  • ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนดีขึ้น ทำให้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทำงานมีประสิทธิภาพมากขึ้น
  • อุปกรณ์การแพทย์ที่ป้องกันเชื้อโรคขนาดจิ๋ว
ข้อมูลเทคโนโลยี Copper 3D Printing การใช้งาน และแนวโน้มในอนาคต
ที่มา: 3D Print.com
ข้อมูลเทคโนโลยี Copper 3D Printing การใช้งาน และแนวโน้มในอนาคต
ที่มา: 3D Print.com

เทคโนโลยี 3D Printing ที่ใช้ผลิต Copper ในปัจจุบัน

  1. เทคโนโลยีแรกคือ เทคโนโลยีที่คนทั่วไปมีโอกาสสามารถเข้าถึงได้มากที่สุด คือ Metal Filament/Rod โดยเทคนิคเหมือนเครื่องฉีดเส้นปกติ (Fused Deposition Modelling) ทั้งนี้ตัววัสดุจะประกอบไปด้วยทองแดง และตัวประสาน (Binder)  ซึ่งหลังจากพิมพ์เสร็จต้องเข้ากระบวนการ Debinding และ Sintering อีกทีหนึ่ง ข้อด
  • ข้อดีคือมีต้นทุนต่ำที่สุด ใช้งานไม่ยาก มีผู้ผลิตวัสดุ 3rd Party ให้เลือกใช้ และมีแนวโน้มถูกลง
  • ข้อเสียคือ หลายขั้นตอน มีการหดตัวของชิ้นงานสูง คุณภาพของพื้นผิว โครงสร้างภายใน ที่อาจจำเป็นต้องมี Process หลังจากอบแล้วพอสมควร
debinder
ที่มา: Desktop Metal

2. เทคโนโลยีที่สอง เป็นที่นิยมมากที่สุดในการพิมพ์วัสดุโลหะอยู่แล้วคือ Selective Laser Melting (SLM) โดยใช้ผงทองแดง หรือทองแดงผสม (Alloy) เป็นวัตถุดิบในการขึ้นรูป และฉายแสงเลซอร์ ซึ่งอาจจะเป็น CO2 หรือ Fiber Laser หลังงานสูงเพื่อหลอมเหลวผงดังกล่าวให้หลอมติดกัน

ข้อมูลเทคโนโลยี Copper 3D Printing การใช้งาน และแนวโน้มในอนาคต
ที่มา: Mechanical Properties of SLM-Printed Aluminium Alloys: A Review

3. เทคโนโลยีที่ 3 คือ Direct Energy Deposition (DED) ที่ให้อัตราการผลิตสูงที่สุด เหมาะกับงานขนาดใหญ่ หลักการของเทคโนโลยีใช้พลังงานในการทำให้วัสดุที่ป้อนมาหลอมละลาย และยึดติดกับวัสดุก่อนหน้า ทั้งนี้อาจจะเป็นลักษณะผงขนาดเล็กที่พ่นออกมา หรือแบบเป็นเส้นลวดเชื่อม ทั้งนี้วัสดุทองแดงไม่นิยมใช้กระบวนการนี้

ข้อมูลเทคโนโลยี Copper 3D Printing การใช้งาน และแนวโน้มในอนาคต
ที่มา: https://make.3dexperience.3ds.com/processes/directed-energy-deposition

แนวโน้มการใช้งานในอนาคต

  • เทคโนโลยียานยนต์และอากาศยานที่ต้องการประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนสูง ต้องการระบบระบายความร้อนที่ดีกว่าปัจจุบัน มีรูปร่างซับซ้อน ต้องขึ้นรูปด้วยเครื่อง 3D Printer เท่านั้น
  • กระบวนการผลิตจำนวนมาก เช่น การฉีด การหล่อ ที่ต้องมีระบบหล่อเย็น เพื่อลดรอบการผลิตให้มากที่สุด
  • การพัฒนาวัสดุอัลลอยด์ หรือทองแดงผสม สำหรับเครื่อง 3D Printer ที่มีความแข็งแรงสูง และยังมีประสิทธิภาพการถ่ายเทมวลสารที่ดี
  • อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่มีส่วนผสมของทองแดง เพื่อฆ่าเชื้อโรคอัตโนมัติ

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on pinterest
Pinterest

สนใจเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

เรามีเครื่องที่ตอบโจทย์การใช้งานทุกประเภท ตั้งแต่บุคคลเริ่มต้นจนไปถึงอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ พร้อมให้คำแนะนำการใช้งาน และวัสดุที่เหมาะสม เพื่อให้คุ้มค่าการลงทุนมากที่สุด

ติดตามข่าวสารและบทความ

บทความน่าสนใจอื่นๆ

3D Printing Materials

Natural Material ในเทคโนโลยี Selective Laster Sintering (SLS)

นิยามของวัสดุธรรมชาติในเทคโนโลยี SLS 3D Printing สำหรับบทความนี้อ้างอิงเฉพาะวัสดุในกลุ่มพอลิเมอร์ (Polymer) ที่มีวัสดุสำหรับธรรมชาติจำนวนมากในปัจจุบัน ปัจจุบันมีหลายคำศัพท์ที่ทำให้ผู้อ่านสับสนได้

อ่านต่อ
3D Printing Materials

ข้อมูลเทคโนโลยี Copper 3D Printing การใช้งาน และแนวโน้มในอนาคต

วัสดุทองแดงหรือ Copper คืออะไร ทองแดงเป็นโลหะชนิดหนึ่งที่มีการนำมาใช้งานมากและนานที่สุด มีสมบัติเด่นหลายอย่าง อาทิเช่น มีค่าการนำไฟฟ้าสูง ราคา

อ่านต่อ