Ceramic Arts คือ วัสดุเซรามิก เกิดจากการรวมกันของสารอนินทรีย์ (inorganic) จำพวกดิน หินแร่ มาใช้เป็นวัตถุดิบ ประกอบกันจนเกิดปฏิกิริยา และผ่านกระบวนการเผาเพื่อให้ความร้อน ทำให้โครงสร้างผลึกเปลี่ยนไปจากเดิม เกิดเป็นผลิตภัณฑ์เซรามิกที่มีลวดลายต่างๆ โดยกระบวนการผลิตในปัจจุบันได้มี 3D Printing Ceramic มาเป็นเทคโนโลยีทางเลือกในการผลิตให้หลากหลายมากขึ้น
สามารถนำมาประยุกต์ เพื่อผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ประเภทต่าง ๆ ได้มากมาย เช่น หม้อไหถ้วยชาม เครื่องเคลือบดินเผา อิฐ กระเบื้องเคลือบ วัสดุประเภทซีเมนต์ แก้ว และวัสดุทนไฟ เป็นต้น
ตั้งแต่ปี 1950 เป็นต้นมาได้มีความเจริญก้าวหน้าในกระบวนการผลิต ตลอดจนมีความเข้าใจในลักษณะพื้นฐาน และกลไกที่ควบคุมคุณสมบัติของเซรามิค ทำให้มีการพัฒนาเซรามิกประเภทใหม่ ๆ มากมาย คำว่าเซรามิกจึงมีความหมายที่กว้างขึ้นรวมถึงเซรามิกที่มีคุณสมบัติพิเศษเหล่านี้ด้วย
กระบวนการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ Ceramic Arts แบบดั้งเดิมมีหลากหลายวิธี เช่น การเทเเบบ การใช้เเป้นหมุน การใช้เครื่องขึ้นรูป การอัดเนื้อดินผ่านหัวเเบบ เเละการอัดผงเนื้อดินลงในเเบบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิด รูปร่าง คุณภาพ เเละสมบัติของผลิตภัณฑ์
ถ้ากล่าวถึงงาน Ceramic Arts ทุกคนคงนึกถึงเครื่องปั้นดินเผา เพราะเป็นสิ่งที่เราคุ้นชินและใกล้ตัวมากที่สุด นิยมใช้ดินเหนียวเป็นวัตถุดิบ โดยผ่านกรรมวิธีการเผา เพื่อให้เกิดความแข็งแกร่ง ซึ่งเป็นประเภทวัสดุ “เซรามิก” ให้ความหมายที่กว้างและคลอบคลุมถึงโลหะเคลือบ เช่น ซีเมนต์ อิฐ ตลอดจนแก้วทุกชนิด ซึ่งรวมถึงบ้านเรือนที่สร้างจากซีเมนต์ด้วยนั่นเอง
การใช้ 3D Printer สร้างศิลปะเซรามิก
ปัจจุบันได้มีเทคโนโลยีที่ทันสมัยเข้ามาช่วยสร้างงาน Ceramic Arts ให้ง่ายขึ้นแล้ว นั่นก็คือ 3D Printer จะช่วยให้เราสามารถออกแบบวัสดุเซรามิกและวางแผนกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์เซรามิก ได้อย่างเหมาะสมกับการใช้งาน และทำเป็นผลงานทางศิลปะ ได้อย่างความสวยงาม หรือคุณค่าทางศิลปกรรมเป็นหลัก
3D Printing Ceramic มีกระบวนการสร้างวัตถุสามมิติซึ่งมีขั้นตอนในลักษณะเดียวกันกับการพิมพ์โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อใช้ในการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว (rapid prototype) และการผลิตแบบเรียงชั้น (additive manufacturing) วัสดุจะถูกขึ้นรูปหรือวางเชื่อมต่อกันภายใต้การควบคุมของคอมพิวเตอร์ จึงทำให้เราได้วัสดุเซรามิกที่มีลายต่างตามต้องการได้
Ceramic Arts สามารถนำไปใช้งานกับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ จากการออกแบบร่วมกับการใช้ซอฟแวร์คอมพิวเตอร์ช่วยการออกแบบ (Computer Aided Design, CAD) นอกจากจะใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบแล้ว ยังสามารถใช้ สแกนเนอร์ 3 มิติ ในการสร้างข้อมูลโดยการอ่านแบบวัตถุจริงที่นำมาทำสำเนา3 มิติได้ ไฟล์ดิจิตอลที่สามารถนำไปใช้งานกับเครื่องพิมพ์ 3 มิติโดยทั่วไป คือ ไฟล์ STL หรือ OBJ
การพิมพ์เซรามิก 3 มิติถือได้ว่าเป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่น่าตื่นเต้นและน่าสนใจ แต่เครื่องพิมพ์ 3 มิติก็ยังมีบางจุดที่ไม่สามารถผลิตรายละเอียดมากๆ และสิ่งต่างๆ ในระดับมนุษย์ทำได้ ปัจจุบันสามารถออกแบบวัตถุขนาดใหญ่และขนาดกลางที่ใช้งานได้ เช่น บ้าน ห้องน้ำสำเร็จรูป ชาม จาน วัตถุตกแต่ง เป็นต้น วัตถุที่ทำด้วยเครื่องพิมพ์ 3D จะมีความต้านทานความร้อนต่ำ ในเชิงอุตสาหกรรมสามารถสร้างวัตถุสำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวันได้ด้วยกระบวนการพิมพ์สามมิติที่สามารถทำให้เซรามิกสามมิติผลิตได้ขนาดกลางจนถึงขนาดใหญ่
1. ปูนซีเมต์
มักถูกใช้เป็นองค์ประกอบหลักในการสร้างที่อยู่อาศัย อาคารต่างๆ หรือสะพาน คงไม่มีใครคาดคิดว่าการก่อสร้างจะมาถึงจุดที่จะสามารถใช้เทคโนโลยี 3d printer ได้นั่นเป็นสิ่งที่น่าประทับใจและเกิดขึ้นจริงแล้ว ปัจจุบันมีความนิยมเกี่ยวกับบ้านทั้งหมดหรืออาคารทั้งหลังสร้างขึ้นด้วย 3d printer เป็นเทคนิคที่ช่วยให้สถาปนิกมีอิสระในการแทรกความคิดสร้างสรรค์มากขึ้นในการออกแบบสำหรับโครงสร้างใหม่ๆ เป็น Ceramic Arts ที่มีความทันสมัย อุตสาหกรรมการก่อสร้างกำลังประสบปัญหาร้ายแรงหลายประการรวมถึงประสิทธิภาพของแรงงานต่ำ และอัตราการเกิดอุบัติเหตุสูงในสถานที่ก่อสร้าง
2. ดินเหนียว (clay)
ศิลปะเซรามิกถือได้ว่าเป็นกระบวนการทางศิลปะเป็นความยุ่งยากและมีขั้นตอนมากมายกว่าจะได้ชิ้นงานออกมาหนึ่งชิ้น ความยุ่งเหยิงนี้จึงนำพาไปสู่การพึ่งพาทางเทคโนโลยี 3d printer โดยออกแบบและสร้างเครื่องที่เหมาะสมกับดิน ทำให้ได้งานศิลปะในเวลาอันสั้น ลวดลาย รูปทรง ที่ซับซ้อนและหลากหลาย ควบคุมขนาดได้ง่าย มีความสวยงามเช่นเดิม
การสร้างเครื่องอัดรีดดินและทดลองกับดินประเภทต่างๆ เป็นการปรับปรุงกระบวนการ การทดสอบ และแก้ไขปัญหาที่สำคัญ เช่น การล้มของวัตถุ วัตถุแข็งตัวไม่พอที่จะรองรับชั้นต่อไปได้ เป็นต้น ความก้าวหน้าเกิดขึ้นจากการผสมดินกับน้ำ ด้วยการออกแบบเครื่องอัดรีดที่สามารถใช้ดินเหนียวแทนได้ แต่ยังคงสร้างวัตถุที่มีขนาดใหญ่ รายละเอียดในระดับที่สูงขึ้นได้อย่างสมบูรณ์
การประกอบด้วยรูปแบบที่ชวนให้นึกถึงยุคของช่างฝีมือ โดยการพิมพ์เซรามิก 3 มิติมีศักยภาพที่จะนำวัตถุที่เป็นเอกลักษณ์ และเป็นรายบุคคลกลับคืนมา เป็นเครื่องจักรที่ผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย แจกันที่ไม่ซ้ำกัน แต่ละจะแสดงให้เราเห็นถึงศักยภาพของเทคโนโลยีล้ำสมัยในขณะที่ยังทำให้เราระลึกถึงสมัยก่อน
การขึ้นรูปด้วย 3D Printer
ข้อดี
♣ ราคาถูก
♣ ใช้เวลาน้อย
♣ ขั้นตอนไม่ยุ่งยาก
♣ มีความแข็งมาก
♣ ควบคุมขนาดได้
♣ ขึ้นรูปได้ทุกรูปร่าง และซับซ้อนได้
♣ ต้านทานความสึกหรอ
♣ ทนไฟ และอุณหภูมิสูง
♣ เป็นฉนวนความร้อน
♣ ฉนวนไฟฟ้า
♣ ไม่มีคุณสมบัติแม่เหล็ก
♣ ทนต่อปฏิกิริยาออกซิเดชัน
♣ มีความคงตัวทางเคมี
♣ ทนต่อสารเคมี เช่น กรด
ข้อเสีย
♦ เปราะง่าย
♦ น้ำหนักมาก
♦ มีความยืดหยุ่นตัวต่ำ
♦ ไม่ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว
การพัฒนาการพิมพ์ด้วยวัสดุเซรามิก เหมือนจะก้าวไปอีกขั้นแล้ว ดูได้จากหัวฉีดที่มีขนาดเล็กลงจากเดิมมาก สามารถทำแจกันเซรามิกตั้งไว้ดูเองที่บ้านได้ง่ายๆ การออกแบบเครื่องพิมพ์และเทคโนโลยีการพิมพ์เซรามิกแบบ 3 มิติ เครื่องพิมพ์สามมิตินี้สามารถพิมพ์ได้ทั้งเซรามิคและวัสดุชนิดอื่นๆ ที่มีลักษณะเป็นแป้งเปียก เช่น ดินเหนียว พลาสติก เรซิ่น คอนกรีต เป็นด้น
เครื่อง 3D Printer ที่รองรับ
หัวพิมพ์ของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ จะถูกทำขึ้นมาเป็นพิเศษและสามารถใช้กับวัสดุที่มีการกัดกร่อน ทนต่อการเสียดสีได้
เครื่อง 3d printer ที่รองรับงานดินเหนียวและซีเมนต์ คือ
- 3D Potter
- AIO 3D printers,
- Tethon3D,
- Vorm Vrij’s LUTUM 3D Clay Printer,
- WASP’s Clay Extruder Kit 2.0,
- Total Kustom, XtreeE
- และอื่นๆ
แหล่งที่มา
– แม้น อมรสิทธิ์ และสมชัย อัครทิวา. วัสดุวิศวกรรม
– M. Bengisu. 2013. Engineering ceramics
– Gibson et al., 2014. Additive manufacturing technologies: 3D printer, rapid prototyping,
and direct digital manufacturing
– Zhangwei Chen et al., 2018. 3D printer of ceramics: A review
– Ridhish Kumar et al., 2018. 3D Printer in Biomedical Applications
– Qian Yan et al., 2018. A Review of 3D Printer Technology for Medical Applications
– https://www.3dnatives.com/en/ceramic-3d-printer-market-growth
– https://3dfabprint.com/3d-printer-ceramics-how-does-this-technology-work
– https://www.sculpteo.com
– http://3dceram.com/en/materiaux-ceramique-impression-3d/
1 thought on “3D Printing Ceramic Arts”
I’m looking for a 3D printer for clay
I need a quote