Metal 3D Printer มีผลอย่างไรต่อการผลิต
3D Printer เป็นการพิมพ์โลหะ (Metal print) โดยตรงกับชิ้นส่วน ถูกสร้างขึ้นทีละชั้น เทคนิคนี้สามารถสร้างชิ้นส่วนที่ซับซ้อนมากได้ อนุภาคผงโลหะที่อยู่กันแบบหลวม ๆ จะค่อย ๆ หลอมรวมเข้าจนเป็นเนื้อเดียวกันด้วยเลเซอร์ที่มีความแม่นยำสูง เลเซอร์จะยิงไปยังอนุภาคผงเพื่อเลือกเลเยอร์แนวนอนบาง ๆ ตามลำดับ การเชื่อมต่อเลเยอร์ใหม่แต่ละชั้นเข้ากับชั้นก่อนหน้า ถือเป็นทางเลือกที่มีคุณภาพสูงสำหรับกระบวนการผลิตด้วย 3D Printer ซึ่งดีกว่าแบบดั้งเดิม เนื่องจากไม่มีการใช้เครื่องมือ จึงไม่มีเศษส่วนของโลหะสำหรับการขึ้นรูป ไม่ต้องกำจัดเศษของโลหะ ชิ้นส่วนไม่ได้ถูกสร้างขึ้นโดยการลบวัสดุในขั้นตอนต่าง ๆ แต่สร้างโดยการเพิ่มวัสดุแทน มีข้อดีที่สำคัญ คือ กำหนดเวลาได้รวดเร็ว และสามารถดำเนินการผลิตชุดประกอบที่ซับซ้อนมากให้เป็นชิ้นส่วนเดียวกันได้
- Metal powder bed fusion 3D printing (SLS, SLM, DMP)
- Directed Energy Deposition (DED)
- Metal filament extrusion (FFF, FDM)
- Material Jetting and Binder Jetting
- DLP (Resin)
การพิมพ์ชิ้นส่วนโลหะจากอลูมิเนียมและไทเทเนียมด้วยเครื่องพิมพ์ 3D Direct Metal Laser Sintering (DMLS) เทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังเหล็กกล้าที่พิมพ์ 3 มิติ เป็นที่รู้จักกันในนาม Indirect Metal 3D Printing เทคนิคนี้มีการสร้างแบบจำลองขึ้นจากผงเหล็กละเอียดที่ติดกาวเข้าด้วยกัน จากล่างขึ้นบน เช่นเดียวกับกระบวนการพิมพ์ 3 มิติเชิงอุตสาหกรรม ส่วนใหญ่การพิมพ์โลหะทางอ้อมไม่รวมเส้นใยใด ๆ แต่ขึ้นอยู่กับผงเหล็กที่ละเอียดมาก กล่าวได้ว่า การพิมพ์โลหะทางอ้อมยังคงคล้ายกับเครื่องพิมพ์ DMLS ที่ใช้ผงอลูมิเนียมหรือไทเทเนียมอยู่มาก
ด้วยการพิมพ์โลหะแบบอ้อมในโลหะ มักผลิตขึ้นโดยการติดกาวเลเยอร์ของผงโลหะ เครื่องพิมพ์ 3 มิติจะกระจายผงหนึ่งชั้นไปเรื่อย ๆ และหัวเครื่องพิมพ์จะมีจุดกาวที่ถูกต้องของแต่ละชั้นเข้าด้วยกันอย่างเป็นระบบ
ขั้นตอนการทำงาน
- ผงเหล็กบางมาก จะมีชั้นบาง ๆ กระจายออกไปด้วยลูกกลิ้ง
- หัวเครื่องพิมพ์จะวางกาวหยดเล็ก ๆ ลงบนพื้นที่ของเลเยอร์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบ ชั้นจะแห้งโดยใช้เครื่องทำความร้อนเมื่อเสร็จสิ้น
การสร้างความแข็งแกร่งให้วัสดุ
ชิ้นส่วนไม่ได้มีอะไรมากไปกว่าผงเหล็กที่ติดกาว ยังไม่ถือเป็นวัตถุโลหะที่แข็งแกร่ง จึงต้องนำเข้าเตาเผา กระบวนการนี้เรียกว่า การพิมพ์โลหะทางอ้อม ระหว่างการเผาวัสดุพอลิเมอร์จะละลายออกจนหมด เหลือแต่ชิ้นงานที่เป็นโลหะจากผงเหล็กที่หลอมรวมเข้าด้วยกัน ทำให้โลหะมีความแข็งแกร่ง
ในส่วนของ การพิมพ์โลหะตรง จะใช้สำหรับวัสดุ เช่น ไทเทเนียม และอลูมิเนียม โดยทำการเผาผงในระหว่างกระบวนการพิมพ์ด้วยลำแสงเลเซอร์ หรือการพิมพ์โดยใช้ เทคนิค Binder Jetting เพื่อฉีดสาร Binder ลงบนผงโลหะในการขึ้นรูปชิ้นงานแทนการใช้ความร้อนละลายและฉีดวัสดุ จะได้ชิ้นงานที่มีความละเอียดสูง
