เปรียบเทียบ Micro 3D Printing กับ Injection Molding ในการผลิตชิ้นส่วนขนาดจิ๋ว

เทคโนโลยี Micro 3D Printing

ปัจจุบันมักจะเห็นข่าวด้านเทคโนโลยี 3D Printing ที่มีเครื่องพิมพ์ที่ใหญ่มากขึ้น รองรับวัสดุหลากหลายมากยิ่งขึ้น ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ของกลุ่มผู้บริโภคส่วนใหญ่กลับมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ ซึ่งทำให้ผู้ผลิตชิ้นส่วนต้องการหาเทคโนโลยีการผลิตที่จะผลิตเพื่อตอบความต้องการนี้ได้ นอกเหนือจากการผลิตแบบทั่วๆไปเช่น Micro Injection Molding หรือ Powder Injection Molding ซึ่งมีต้นทุนการผลิตที่สูง ต้องการจำนวนชิ้นงานจำนวนมากเพื่อให้คุ้มค่าต่อการผลิต 1 ชิ้น

  • จากการวิเคราะห์ด้านการตลาดพบว่าในปี 2025 จะมีการเติบโตมากถึง 14-16% ต่อปี ทั่วโลก (ที่มา)
เปรียบเทียบ Micro 3D Printing กับ Injection Molding ในการผลิตชิ้นส่วนขนาดจิ๋ว

เทคโนโลยีในการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็ก

  • Subtractive manufacturing คือการผลิตที่ตัดเฉือนชิ้นงานเริ่มต้นออกให้มีรูปร่างตามที่ต้องการ เช่น การ CNC กัด กลึง เฉือน Micro-EDM Laser Cutting หรือการกัดทางเคมีเป็นต้น
  • Additive manufacturing เช่น เทคโนโลยี 3D Printing การเคลือบผิวทางเคมี (Chemical Vapor Deposition, CVD) Inkjetm, lithography หรือ electroplating เป็นต้น สำหรับชิ้นส่วนที่เป็นพลาสติก มักใช้เทคโนโลยี 3D Printing ขึ้นรูปเพราะสะดวก และรวดเร็วที่สุด
  • Mass containing สำหรับการผลิตจำนวนมาก ต้งมีแม่พิมพ์ หรือตัวหัวขึ้นรูป (Die) การผลิตในกลุ่มนี้ เช่น micro casting, micro injection molding (Micro-IM), extrusion, forging เป็นต้น
เปรียบเทียบ Micro 3D Printing กับ Injection Molding ในการผลิตชิ้นส่วนขนาดจิ๋ว
Source: Arburg
เปรียบเทียบ Micro 3D Printing กับ Injection Molding ในการผลิตชิ้นส่วนขนาดจิ๋ว
Micro Plastic Part Source: BMF Technology

เปรียบเทียบต้นทุนในการผลิต

  • ต้นทุนในการผลิตชิ้นงานที่มีขนาดปกติมีหลายงานวิจัย วิเคราะห์ว่าสูงกว่า 3D Printing ในจำนวนเท่ากันพอสมควร (บางงานวิจัยระบุว่าประมาณ 5 เท่า) และเริ่มใกล้เคียงกันเมื่อปริมาณชิ้นงานมากขึ้นเรื่อยในหลัก 6,000 ชิ้น เนื่องจาก 3D Printing มีอัตราการผลิตน้อยและช้ากว่ามาก
  • อย่างไรก็ตามในกรณีที่ชิ้นงานมีความซับซ้อนมากนั้น หลายกรณี Micro-IM ไม่สามารถทำได้ และในส่วนที่สามารถผลิตได้ก็มีต้นทุนที่สูงมากๆ ในขณะที่ Micro Printing นั้น แทบจะไม่เพิ่มขึ้นเลย และต่ำกว่าการผลิตของชิ้นงานในขนาดปกติอีกด้วย
  • จากข้อมูลวิเคราะห์ หลายบริษัทที่ผลิตชิ้นส่วนพลาสติกขนาดเล็ก จึงต้องมองหาเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่ตอบโจทย์ความต้องการด้านการผลิต และลดต้นทุนมากที่สุด ซึ่งยิ่งนำมาใช้แทนระบบเดิมได้เร็วเท่าไหร่ ก้สามารถสร้างกำไรได้มากขึ้นเป็นเท่าตัว
เปรียบเทียบ Micro 3D Printing กับ Injection Molding ในการผลิตชิ้นส่วนขนาดจิ๋ว
เปรียบเทียบ Micro 3D Printing กับ Injection Molding ในการผลิตชิ้นส่วนขนาดจิ๋ว

Application ของ Micro 3D Printing

1. อุปกรณ์การแพทย์

  • ไม่เฉพาะงานขนาดเล็ก แต่เทคโนโลยี 3D Printing ได้มีการนำมาใช้ทางการแพทย์จำนวนมกา เพื่อให้เหมาะสมกับวิธีการรักษาผู้ป่วย พัฒนาอุปกรณ์ใหม่ ร่วมกับการพัฒนาด้านวัสดุ
  • งานขนาดเล็กเช่น Microneedle สำหรับการรักษาสมัยใหม่ ที่สะดวก ง่าย ลดความเจ็บปวดให้ผู้เข้ารับการรักษา
  • ชิ้นส่วนต่างๆของเครื่องมือแพทย์ที่อยู่ทั้งใน และนอกร่างกายมนุษย์ (BMF Technology)
เปรียบเทียบ Micro 3D Printing กับ Injection Molding ในการผลิตชิ้นส่วนขนาดจิ๋ว
[ซ้าย] Blood Heat Exchanger [กลาง] Spiral Syringe [ขวา] Cardiovascular Stent

2. ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

  • เป็นอีกอุตสาหกรรมที่มีการเปลี่ยนแปลงเร็วมาก ชิ้นส่วนปัจจุบันเล็กลง และมีความซับซ้อนมากขึ้น

3. Microfluidics

  • ชิ้นส่วนที่มีการไหลขนาดจิ๋ว ทั้งใช้ในร่างกายคน หรือไม่เกี่ยวข้องมีมากขึ้น ส่วนใหญ่มีขนาดเล็กกว่า 100 ไมครอน (0.1 mm) ซึ่งยากต่อการผลิตแบบปกติ
เปรียบเทียบ Micro 3D Printing กับ Injection Molding ในการผลิตชิ้นส่วนขนาดจิ๋ว

4. Micro Mechanical Devices (MEMS)

  • เป็นอุปกรณ์ ชิ้นส่วนทางกล ของเครื่องจักร หรืออุปกรณ์ต่างๆ ที่นับวันจะมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ และมีความต้องการเพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณ
  • จุดยากของการใช้งานประเภทนี้คือ วัสดุและกระบวนการผลิตที่ใช้ต้องแม่นยำ มีความแข็งแรงต่อการใช้งานระยะยาว เพราะเกี่ยวข้องกับกับรับแรงทั้งสิ้น
  • ความแม่นยำของชิ้นส่วนในกลุ่มนี้อยู่ที่ราวๆ 25 ไมครอน (0.025 mm)
เปรียบเทียบ Micro 3D Printing กับ Injection Molding ในการผลิตชิ้นส่วนขนาดจิ๋ว

5.การศึกษาและวิจัย

  • หลายๆผลิตภัณฑ์ ที่ออกสู่ท้องตลาด ล้วนมีจุดเริ่มต้นจากการศึกษาและวิจัยในห้องแลป ซึ่งเทคโนโลยี 3D Printing ช่วยให้การใช้งานส่วนนี้ ไม่ต้องรับภาระต้นทุนการผลิตงานต้นแบบจำนวนมากที่ต้องจัดสร้างขึ้น ก่อนจะเข้าสู่สายการผลิตจริง
  • นอกจากต้นทุนแล้วการทำงานกับเทคโนโลยี 3D Printing ก็สะดวกและรวดเร็ว ใช้งานง่าย นักวิจัยสามารถที่จะออกแบบและผลิตชิ้นส่วนได้เองภายในห้องแลป

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

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