• sales
  • 064-931-9191
  • admin@sync-innovation.com
  • support
  • 095-778-1204
  • support@sync-innovation.com
  • mon-sat 8:00-18:00

ทำความรู้จัก Desktop Metal เครื่อง Metal 3D Printer โลหะ ในราคาเริ่มต้น

Desktop Metal เป็นเครื่องพิมพ์โลหะ 3 มิติที่ได้รับการออกแบบและพัฒนามาจากพื้นฐานของระบบ FFF หรือ FDM โดยการติดตั้งและใช้งานที่ง่าย กระบวนการนี้ปลอดภัยต่อผู้ใช้งานมากกว่าระบบผงที่ต้องมีเลเซอร์เข้ามาเกี่ยวข้อง โดยระบบการป้อนวัสดุจะใช้โลหะอัดแท่ง มีลักษณะคล้ายแท่งดินสอผสมผสานกับตัว Binder ทำให้สามารถหลอมเหลว หรือไหลได้ในอุณหภูมิช่วง 200 องศาเซลเซียส จึงทำให้ราคาเครื่องถูกกว่าแบบใช้ระบบเลเซอร์มาก และเหมาะกับภาคอุตสาหกรรมที่ต้องการชิ้นส่วนโลหะที่มีความซับซ้อนไม่มาก หรือต้องการลดต้นทุนจากกระบวนการที่ใช้ในปัจจุบัน เช่น ผลิตจากเครื่อง CNC หรือ Outsource ภายนอกโรงงาน

Metal rods
metal rods 3d printer
Studio System™
Studio System metal 3d printer

การทำงาน 4 ขั้นตอนหลักของ Desktop Metal รุ่น Studio

debinder
Studio System 3d printing

1. Printing

เครื่องพิมพ์โลหะ 3 มิติจากผู้ผลิตชื่อดัง Desktop Metal ได้ออกรุ่น Studio System™ โดยพัฒนาให้เครื่อง Metal 3D Printer มีหลักการทำงานคล้ายกับกระบวนการพิมพ์ FDM และ FFF เครื่องพิมพ์โลหะนี้ได้รับการออกแบบมาตั้งแต่ต้นเพื่อการติดตั้งและใช้งานที่ง่าย และเป็นระบบปิดจึงมีความปลอดภัยเมื่อตั้งไว้ในห้องปฏิบัติงาน (office-friendly) เครื่องพิมพ์โลหะ 3 มิติขึ้นรูปด้วยการหลอม Filament โดยการสลายตัวด้วยความร้อน สิ่งที่แตกต่างคือ วัสดุโลหะนี้จะผ่านการอัดออกมาเป็นลักษณะแท่งโลหะ เรียกว่า Bound Metal Deposition ™ ที่มีส่วนผสมของผงโลหะ (metal powder), ขี้ผึ้ง (wax)  และสารยึดเกาะพอลิเมอร์ (polymer binders)
metal 3d printer
metal 3d Printer

2. Debinding

ในขั้นตอนของ Debinding เป็นการไล่หรือกำจัดวัสดุตัวประสาน สามารถทำได้ 2 วิธีด้วยกัน คือ 

  • Debind fluid โดยการแช่ชิ้นงานลงในสารละลาย ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวทำละลาย (dissolving) ให้เหลือเพียงโลหะเท่านั้น
  • Binder burnout จะใช้ความร้อนในการไล่สารช่วยยึดเกาะต่างๆ หากใช้วิธีนี้สามารถไล่วัสดุประสาน  และการเผาผนึก (Sintering) ไปพร้อมกันได้ เนื่องจากเป็นกระบวนการต่อเนื่อง โดยทั่วไปอุณหภูมิที่ใช้ในการไล่วัสดุประสานประมาณ 500-650 องศาเซลเซียส เป็นเวลาประมาณ 3 ชั่วโมง

Studio System ™ ใช้กระบวนการ debinder แบบแช่ชิ้นงานไว้ในของเหลว ซึ่ง debind นี้เป็นกรรมสิทธิ์ของทาง Desktop Metal การละลายสารยึดเกาะนี้จะสร้างช่องว่างหรือความพรุนให้กับชิ้นงาน ทำให้ต้องมีการเผาผนึกโลหะนั่นเอง

metal 3d Printer

3. Sintering

การเผาผนึก หรือ Sintering จะเป็นการเชื่อมต่อกันระหว่างอนุภาคโลหะ ทำให้ชิ้นงานมีความหนาแน่นสูง, ปรับโครงสร้างทางโลหะและเพิ่มคุณสมบัติทางกลต่างๆ, ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งให้กับชิ้นงาน ทำให้สามารถนำชิ้นงานมาใช้กับงานทางวิศวกรรมได้เหมาะสมทางบริษัท Desktop Metal ได้ออกแบบเตาเผาแบบอัตโนมัติสำหรับการเผาผนึกที่เหมาะสมกับวัสดุโลหะชนิดต่างๆ แต่ยังคงรักษาคุณสมบัติเชิงกลไว้ได้ มีความแข็งแรง ซึ่งเตาเผานี้มีโปรไฟล์อุณหภูมิในตัวที่ปรับให้เข้ากับทุกโครงสร้างและวัสดุโลหะที่รองรับ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุณหภูมิความร้อนที่ได้จะมีความสม่ำเสมอ โดยไม่เกิดความเครียดตกค้าง (stress) เหมือนกับในระบบการพิมพ์โลหะ 3 มิติด้วยเลเซอร์ ดังนั้นการใช้เตาเผาที่ให้ความร้อนสม่ำเสมอ และอุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมเหลวเพื่อขจัดสารยึดเกาะ ทำให้อนุภาคโลหะหลอมรวมเข้าด้วยกันและเป็นเนื้อเดียวกันอย่างทั่วถึง จะช่วยให้ชิ้นงานมีความหนาแน่น 96% ถึง 99.8%

4. Post Processing

ขั้นตอนนี้จะเหมือนกับชิ้นงานโลหะทั่วไป หลังกระบวนการผลิต โดยรวมๆประกอบไปด้วย

  • Heat Treatment กระบวนการนี้ในระบบการพิมพ์โลหะ 3 มิติ จะผ่านมาจากการ sintering แล้ว ดังนั้นจึงไม่จำเป็น
  • Machining คือการเจาะ (drill) ทำเกลียว (taping) ลบขอบ มุม (chamfer) แกะสลัก (engrave) หรือรายละเอียดอื่นๆ ที่ไม่เกี่ยวกับชิ้นงานหลัก
  • Surface Finishing คือการขัดผิวชิ้นงาน ด้วยวิธีการต่างๆ ให้ละเอียดตามที่ต้องการ ในบางกรณีจะมีการกำหนดความละเอียดของผิวตามาตรฐานสากลมาให้ด้วย
https://3dprinting.com/metal/post-processing-the-biggest-hurdle-for-metal-am/

วัสดุโลหะที่รองรับเครื่อง Desktop Metal

17-4 Stainless Steel

17-4 PH Stainless Steel เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่ถูกเลือกใช้ในงานวิศวกรรมและกลุ่มอุตสาหกรรมการผลิตที่หลากหลาย เพราะโดดเด่นในเรื่องความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีในทุกสภาวะ โดยทั่วไปแล้วจะมีองค์ประกอบหลัก คือ 16% Cr, 4% Ni, 4% Cu และ 0.03% Cb หรือ Nb ที่ทำให้เกิดโครงสร้าง “precipitation hardening” เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย  รวมถึงใช้กับเครื่องพิมพ์โลหะ 3 มิติอย่าง Desktop Metal ได้อีกด้วย

17-4 PH stainless steel 3d printer

316L Stainless Steel

Desktop Metal สามารถพิมพ์โลหะ 316L Stainless Steel ได้เช่นกัน ซึ่ง 316L Stainless Steel เป็นโลหะผสมที่อยู่ในโครงสร้างเหล็กออสเทนนิติก (austenitic) ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบหลัก 3 ชนิด ได้แก่ เหล็ก โครเมียม และนิเกิล โดยจะมี 16-25% Cr, และ 7-20% Ni มีจุดเด่นเรื่องคุณสมบัติความต้านทานการกัดกร่อนได้ดี และประสิทธิภาพการใช้งานในที่อุณหภูมิสูงและต่ำ เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมแปรปรวน นิยมนำมาใช้ในแอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ทางการแพทย์, ทางเคมี, สภาพแวดล้อมของน้ำเค็ม, อุปกรณ์ในครัวเรือน และอุตสาหกรรมต่างๆ  

316L stainless steel 3d printer
316L Stainless Steel Characterized
Characterized 316L Stainless Steel

(https://www.desktopmetal.com/materials)

H13

H13 Tool Steel เป็นวัสดุโลหะอีกชนิดหนึ่งในเชิงพาณิชย์ที่สามารถพิมพ์กับเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบ Desktop Metal ได้แล้ว ซึ่งมีองค์ประกอบหลักของธาตุโครเมียม โมลิบดินั่ม และวาเนเดียม  ทำให้มีสมบัติต่างๆ ที่ดี เช่น ความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงทางความร้อนหรืออุณหภูมิได้ดี, ทนต่อการแตกร้าวเนื่องจากความร้อน, คงสภาพความแข็งแรงในอุณหภูมิสูง, บิดตัวน้อย, ความแข็งสม่ำเสมอ, มีความเหนียวสูง, ทนต่อการสึกหรอ เป็นต้น จึงได้รับความนิยมและใช้งานในอุตสาหกรรมกันอย่างแพร่หลาย ได้แก่

  • เครื่องมือวัด
  • เครื่องมือตัดเหล็ก
  • เครื่องมือสำหรับการอัดขึ้นรูป 
  • Extrusion dies
  • Injection molds
  • Hot forging dies
  • Die casting cores, inserts and cavities
3d printing H13 tool steel
Studio System heat treated microstructure

(Studio System heat treated microstructure)

(https://www.desktopmetal.com/materials)

4140 Chromoly Steel

เหล็กกล้าอัลลอยด์บางชนิดจะประกอบด้วยธาตุอัลลอยด์ประมาณ 50% แต่ยังถือว่าเป็นเหล็กกล้าอัลลอยด์ ซึ่งเหล็กกล้า low-alloy มักมีส่วนประกอบของธาตุอัลลอยด์อยู่ประมาณ 1-4% เท่านั้น ทำให้เหล็กกล้าอัลลอยด์ได้รับความนิยมในงานอุตสาหกรรมรถยนต์ ก่อสร้าง และอื่นๆ โดยตามหลักของระบบ AISI-SAE จะมีเลข 4 ตัว ตัวเลข 2 ตัวแรก ใช้แทนธาตุอัลลอยด์หลัก หรือธาตุที่มีปริมาณมากที่สุดในองค์ประกอบ ส่วนเลข 2 ตัวท้าย ใช้แทนปริมาณของคาร์บอนเป็นร้อยละที่มีอยู่ในเหล็กกล้า เช่น 4140 Chromium-molybdenum steel ประกอบด้วย 0.4% คาร์บอน (C), 1.0% โครเมียม (Cr), 0.9% แมงกานีส (Mn) และ 0.2% โมลิบดีนัม (Mo) เป็นต้น

โครโมลี (Chromoly) เป็นโลหะผสมระหว่างเหล็กกับโมลิบดีนัม (Molybdenum) และมีแมงกานีสเพื่อเพิ่มความแข็งแรง จึงทำให้มีน้ำหนักเบากว่าเหล็ก แต่ยังไว้ซึ่งสมบัติเชิงกลที่ดี

ปัจจุบันโครโมลีเป็นวัสดุโลหะชนิดหนึ่งที่ได้รับความนิยมนำมาใช้ในการผลิตของอุตสาหกรรมต่างๆ ใช้ในการทำเฟรมรถจักรยานและโครงรถแข่ง เพราะมีน้ำหนักเบา และทนต่อแรงดึงต่างๆ แต่อาจมีปัญหาบ้างในเรื่องของสนิม เนื่องจากไม่ใช่โลหะผสมแบบอลูมิเนียมที่ไร้สนิม ซึ่งการใช้วัสดุโลหะที่มีคุณสมบัติดีกว่าเหล็กทั่วไปนั้น ย่อมมีราคาค่อนข้างสูง

ตัวอย่าง 4140 Chromoly Steel สำหรับใช้กับเครื่อง Desktop Metal

4140 chromoly steel 3d printing
4140 Chromium-molybdenum steel 3d printer
4140 Chromium-molybdenum steel properties

(https://www.desktopmetal.com/materials)

Alloy 625

Alloy 625 หรือที่รู้จักกันในชื่อ “Superalloy” เป็นวัสดุโลหะที่มีธาตุผสมหลัก คือ นิกเกิล 50-60% และมีธาตุผสมรอง คือ โครเมียม 15-20% และโคบอลต์ 15-20% ซึ่งเป็นโลหะผสมพิเศษพวกนิเกิล (nickel-based superalloys) แบบ wrought ถ้าหากมีการเติมอลูมินั่ม 1-4% และไททาเนียม 2-4% ในปริมาณเล็กน้อย จะช่วยทำให้โลหะผสมชนิดนี้มีความแข็งแรงเพิ่มมากขึ้น จากการเกิด “precipitation strengthening” จะประกอบด้วยเฟสหลักๆ 3 เฟส ทำให้มีความแข็งแรง, ทนต่อสภาวะแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง และมีสารออกซิไดส์จำนวนมาก, ทนต่อการ creep ได้ดี, ทนต่อการสึกหรอ และมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูง จึงมีการนำไปใช้งานกันอย่างกว้างขวาง ดังนี้

  • Jet engines
  • Navy marine applications
  • Submarines
  • Aerospace
  • Extreme environment applications
  • Nuclear reactors
  • Substitute for tool steel
  • Heat treat applications

ปัจจุบัน Alloy 625 กำลังถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้กับเครื่องพิมพ์โลหะ 3 มิติ Desktop Metal

Alloy 625 Material-in-development
Studio System metal 3d printer

(https://www.desktopmetal.com/products/studio)

Copper

Copper หรือทองแดง เป็นโลหะที่สำคัญที่ถูกใช้อย่างกว้างขวางในงานวิศวกรรม ทั้งในรูปทองแดงที่ไม่รวมกับธาตุอื่นหรือโลหะชนิดอื่น และโลหะผสม ซึ่งทองแดงที่ไม่รวมกับธาตุอื่นจะมีสมบัติที่สำคัญหลายประการและเป็นประโยชน์ต่ออุตสาหกรรมต่างๆ  ด้วยคุณสมบัติการนำไฟฟ้าและความร้อนได้ดี มีความเหนียว ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ขึ้นรูปง่าย มีความแข็งแรงปานกลาง ทำให้ทองแดงมีความเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า, อิเล็กทรอนิกส์,  ประปา และเกี่ยวกับการถ่ายเทความร้อน จึงตอบโจทย์ในงานวิศวกรรมต่างๆ มากมาย
 
ตัวอย่างการใช้งาน
  • Consumer and industrial electronics
  • Heat exchangers
  • Antennas
  • Inductors

โลหะผสมทองแดงจะถูกแบ่งแยกตามระบบ โดยมีการกำหนดรหัส C10100 ถึง C79900 ใช้เป็นรหัสแทนโลหะผสมแบบ wrought จะมีปริมาณทองแดงตามที่กำหนดไว้ คือ น้อยกว่า 99.3% แต่มากกว่า 96% โดย High-copper alloys จะมีปริมาณทองน้อยสุดที่ 99.3% ส่วนรหัสตั้งแต่ C80000 ถึง C99900 จะใช้แทนโลหะผสมแบบ casting ซึ่งมีปริมาณทองแดงเกิน 94% และอาจมีการเติมเงิน (silver ; Ag), สังกะสี (zinc ; Zn), ดีบุก (Tin ; Sn), เบริลเลียม (Beryllium ; Be) หรือโคบอลต์ (Cobalt ; Co) เพื่อเพิ่มคุณสมบัติพิเศษ

ปัจจุบัน Copper กำลังถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้กับเครื่องพิมพ์โลหะ 3 มิติ ในอนาคตอันใกล้นี้ Desktop Metal น่าจะมีวัสดุโลหะออกมาสู่เชิงพาณิชย์ได้อย่างแน่นอน

copper alloy
copper wrought alloy

ต้องการบริการปริ้นโลหะด้วยเครื่อง Desktop Metal

ติดต่อบริษัท ไทยสากล กรุ๊ป จำกัด ตัวแทนจำหน่าย Desktop Metal

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

3D Filament สำหรับงานบรรจุภัณฑ์ Packaging

อุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ หรือ Packaging มีเพื่อสำหรับบรรจุชิ้นส่วนต่างๆ เครื่องใช้ไฟฟ้า และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหลาย เพื่อให้สิ่งของเหล่าสามารถขนส่งได้ง่าย และถึงมือผู้ใช้ในสภาพที่สมบูรณ์

อ่านต่อ
Fiber 3d printer desktop metal
3D Printing Technology

Desktop Metal Fiber เครื่องพิมพ์ 3 มิติสำหรับอุตสาหกรรม

Desktop Metal Fiber เป็นเครื่องในกลุ่มของวัสดุคอมโพสิตพอลิเมอร์จาก Desktop Metal โดยเน้นไปที่อุตสาหกรรมที่ต้องการชิ้นส่วนที่มีขนาดเบา และมีความแข็งแรงสูง

อ่านต่อ