Silicone กับ PU ต่างกันอย่างไร

Silicone and PU มีหนึ่งในความแตกต่างที่สำคัญระหว่างซิลิโคนและโพลียูรีเทน นั่นก็คือองค์ประกอบทางเคมี

ซิลิโคน (Silicone) เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วย ซิลิคอน คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และสารเคมีประเภทอื่น รูปแบบทั่วไปของซิลิโคน ได้แก่ ยางซิลิโคน น้ำมันซิลิโคน และ เรซินซิลิโคนซิลิโคน เป็นสารประกอบที่มีความหลากหลายในรูปร่างและการใช้งาน โดยทั่วไปจะใช้กับงานที่ต้านทานความร้อน และงานที่ใช้เป็นวัสดุยืดหยุ่น ตัวอย่างการใช้งานของซิลิโคน เช่น กาว ยาแนว เครื่องครัว ฉนวน และงานทางการแพทย์

โพลียูรีเทน (Polyurethane) หรือที่นิยมใช้ในตัวย่อว่า PU คือ สารพอลิเมอร์ชนิดหนึ่งซึ่งประกอบไปด้วยหน่วยชีวเคมีระหว่างการเชื่อมต่อของยูรีเทนและพอลิเมอร์ของโพลียูรีเทน โดยมีการประกอบกันขึ้นมาจากมอนอเมอร์เป็นอย่างน้อย 2 ชนิด สำหรับวัสดุที่โพลียูรีเทนเป็นส่วนประกอบนั้นจะขึ้นอยู่กับลักษณะโดดเด่นของคุณสมบัติ อันได้แก่ ความเหนียว ความแข็งและความหนาแน่น

Silicone bond

3D Printing Silicone and PU

(http://www.essentialchemicalindustry.org)

3D Printing Silicone and PU

(https://www.henkel.com)

3D prints Silicone

การพิมพ์ 3 มิติ ที่ใช้ซิลิโคนเป็นวัสดุในการพิมพ์ยังค่อนข้างใหม่สำหรับเทคโนโลยีนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุอื่นๆที่มีอยู่ เนื่องจากซิลิโคนไม่ร้อนเหมือนเทอร์โมพลาสติกและโลหะ จึงเป็นวัสดุที่ยากต่อการพิมพ์ 3 มิติ

การพัฒนาครั้งนี้ทำเกิดทางเลือกที่ยอดเยี่ยมมากในด้านการใช้งานที่สำคัญๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านสุขภาพและการแพทย์ ซึ่งซิลิโคนนั้นสามารถใช้งานได้ทางชีวภาพและทนต่อการฉีกขาด

ตอนนี้ซิลิโคนได้เป็นวัสดุที่สามารถพิมพ์ได้จากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เช่นเดียวเทอร์โมพลาสติก เซรามิก และโลหะ เป็นที่น่ายินดีที่การฉีดขึ้นรูปซิลิโคนสามารถออกแบบชิ้นส่วนต่างได้ตามที่กำหนด ซึ่งราคาจะลดลงจากวิธีการเดิมด้วย

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ สามารถพิมพ์วัสดุ Silicone ได้หลากหลายกระการผลิต เช่น stereolithography (SLA), selective laser sintering (SLS), power bed and inkjet head 3D printing (PIP), fused deposition manufacturing (FDM), and liquid frozen deposition manufacturing (LFDM)

ส่วนประกอบหลักของเครื่องพิมพ์ 3 มิติด้วยวัสดุซิลิโคน คือฐานเครื่องพิมพ์, เครื่องอัดรีดซิลิโคน, ปั๊ม และลูกสูบ ซึ่งการทำงานของอุปกรณ์นั้นคล้ายกับของเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทนั่นเอง

พื้นที่การพิมพ์ซิลิโคน 3 มิติ จะถูกล้อมรอบอยู่ในกล่องแก้ว หัวฉีดจะพ่นออกอย่างรวดเร็วเป็นหยดซิลิโคนขนาดเล็กทีละหนึ่งชั้นลงบนพื้นที่การพิมพ์ และพิกัดในรูปแบบและรูปร่างที่ต้องการจะถูกสั่งโดยคอมพิวเตอร์ จากนั้นพื้นที่พิมพ์จะสัมผัสกับแสง UV ทำให้ซิลิโคนหลอม กระบวนการนี้จะเกิดซ้ำแล้วซ้ำอีกจนกว่าวัตถุจะเสร็จสมบูรณ์

สิ่งที่ควรคำนึงก็คือ เมื่อซิลิโคนแข็งตัวแล้วก็จะไม่สามารถกลับสู่สถานะของเหลวได้อีก นี่คือสิ่งที่ทำให้ซิลิโคนมีคุณสมบัติทนความร้อนเช่นเดียวกับชิ้นส่วนซิลิโคนที่พัฒนาแบบดั้งเดิม

แม้ว่าการพิมพ์ 3 มิติจากซิลิโคนยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่เทคนิคและเทคโนโลยีนี้ได้สร้างความก้าวหน้าและมีรูปแบบการใช้งานที่ชัดเจน วัสดุซิลิโคนถูกเลือกใช้และได้รับโอกาสในการสร้างสรรค์ และการพิมพ์ที่มากจากจุดเด่นของซิลิโคนเอง สำหรับผู้ที่อยู่ในความสนใจ หรือเป็นวิศวกร นักออกแบบ หรือผู้ทำงานอดิเรก ตลาดของการพิมพ์มีแนวโน้มกำลังเติบโต โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุแนวใหม่ๆ ที่สร้างการผลิตชิ้นส่วนที่กำหนดเองและเป็นประโยชน์อย่างมากมาย

3D Printing Silicone and PU

(https://all3dp.com)

3D Printing Silicone and PU

(https://www.fluidform3d.com)

3D Prints PU

โพลียูรีเทน หรือที่เราคุ้นชินกันในชื่อ PU มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วจากพอลิเมอร์ดั้งเดิมไปเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติทางกายภาพที่มีประสิทธิภาพสูงในปีที่ผ่านมา ซึ่งโดยทั่วไปถ้าพูดถึง PU มักจะนึกถึงเกี่ยวกับซิลิโคน เป็นเพราะทั้งคู่เป็นวัสดุอีลาสโตเมอร์ และสามารถนำไปใช้ในงานที่คล้ายกัน อย่างเช่น เป็นวัสดุยาแนว เป็นต้น อย่างไรก็ตามในขณะที่โพลียูรีเทนจัดเป็นวัสดุอินทรีย์ แต่ซิลิโคนเป็นอนินทรีย์ ซึ่งวัสดุ PU มักพบในลักษณะที่เป็นโฟมและใช้เป็นฉนวนหรือในที่ฟูกนอน ใช้ในกระบวนการผลิตสีและกาวกันอย่างแพร่หลาย

คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพที่เป็นเอกลักษณ์ของ PU ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงการพิมพ์ 3 มิติ สำหรับการใช้งานด้านชีวการแพทย์ และแม้กระทั่งในแฟชั่น

การพิมพ์ 3 มิติทำให้เกิดการสร้างต้นแบบที่ยอดเยี่ยม โดยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ (additive manufacturing) เป็นกระบวนการที่วัตถุจะถูกสร้างขึ้นเป็นชั้น ๆ โดยชั้นบนแพลตฟอร์มจะมีการทำงานผ่านการออกแบบและการผลิตโดยใช้การควบคุมผ่านคอมพิวเตอร์

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ สามารถพิมพ์วัสดุ PU ได้หลากหลายกระการผลิตเช่นเดียวกับ Silicone ได้เลย โดยทาง RepRap ของประเทศเยอรมันได้แสดงให้เห็นว่าวัสดุสามารถพิมพ์ 3 มิติบนระบบการผลิต liquid additive manufacturing (LAM) ได้จริงๆ

โพลียูรีเทนเรซิน จะใช้กับกระบวนของ SLA หรือ SLS จึงจะเหมาะสม เนื่องจากเรซิ่นสามารถสัมผัสกับบรรยากาศได้เหมือนกับซิลิโคน อย่างไรก็ตามการผสมเรซิ่น จะทำให้เนื้อเรซิ่นเกิดการแข็ง ทำให้คุณสมบัติทางกลของผลิตภัณฑ์เปลี่ยนไปได้เช่นกัน

3D Printing Silicone and PU

(K.C. Hung et, al)

ด้วยความก้าวหน้าในการสังเคราะห์ PU และความเข้าใจในกระบวนการแยกและการสลายตัว ทำให้ PU กลายเป็นพอลิเมอร์ที่มีข้อดีหลายประการ PU ยังสามารถออกแบบให้มีอัตราการย่อยสลายทางชีวภาพที่หลากหลาย

PU สามารถพิมพ์แบบ 3 มิติที่อุณหภูมิสูงจากการหลอมเหลวของพอลิเมอร์หรือจากสารละลายหรือการกระจายตัวของพอลิเมอร์ที่อุณหภูมิต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการกระจาย PU ที่ใช้น้ำสามารถพิมพ์ 3 มิติ ให้เป็นโครงร่างที่มีความยืดหยุ่นสูงได้ดี เนื่องจากน้ำที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพของ PU มีศักยภาพสูงในการพัฒนาเป็นหมึกพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งถือว่าเป็นวัสดุแนวใหม่สำหรับการพิมพ์เนื้อเยื่อหรืออวัยวะ

3D Printing Silicone and PU

(https://www.sculpteo.com)

3D Printing Silicone and PU

(https://www.sculpteo.com)

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