กรอบแนวทางในการใชงาน

ทุกวันนี้ แมพ�มพหัวฉีดที่ถูกข�้นรูปแบบสามมิติดวย

เทคโนโลยี PolyJet ถือเปนทางเลือกที่ดีกวาในการ

วัดผลการออกแบบชิ�นงานและการทำงานของมัน

ผสมผสานการใชรายละเอียดจากไฟลขอมูลที ่ใช

คอมพ�วเตอรชวยในการออกแบบ หร�อ ไฟล 3D CAD

รวมกับกระบวนการพ�มพข�น้รูปท่ีคลายกับการทำงาน

ของเคร�อ่งอิงคเจ็ท การข�น้รูปสามมิติโดยใชเทคโนโลยี

PolyJet จึงใหผลลัพธที่มีความคมชัดสูงแบบ High-

Resolution และสามารถขัดผิวใหเร�ยบเนียน ซ่ึงเหมาะสม

ที่สุดในการข�้นรูปแมพ�มพหัวฉีดที่มีความสามารถใน

การผลิตชิ �นงานแมแบบในพลาสติกทนความรอน

(Thermoplastics) ที ่อยู ในขั ้นตอนทายสุดของ

กระบวนการผลิต แมพ�มพดังกลาวของ PolyJet

สามารถถูกผลิตข�้นไดในเวลาเพ�ยงหนึ่งหร�อสองวัน

ตางกับเคร�่องผลิตแมพ�มพโลหะซึ่งตองใชเวลารวม

หลายวันจนถึงหลายสัปดาห

วัตถุประสงคหลักของการใชแมพ�มพดวยเทคโนโลยี

PolyJet ไมไดถูกมาใชเพ�อ่ทดแทนเคร�อ่งมือใดๆ แตมัน

คือคำตอบท่ีสามารถตอบโจทยในเร�อ่งการผสมผสาน

ท่ีลงตัวของแมพ�มพท่ีหลอดวยเคร�อ่งจักรและแมพ�มพ

ยางซิลิโคนราคาถูก ที่มีถูกนำมาใชเลียนแบบชิ�นงาน

หลอข�้นรูประบบหัวฉีด ดวยราคาที่ถูกกวาเคร�่อง

อลูมิเนียม 50-70% แมพ�มพเทคโนโลยี PolyJet มี

ขอไดเปร�ยบที่เหนือกวาคือ สามารถผลิตชิ�นงานที่มี

ความละเอียดซับซอนไดอยางรวดเร็ว สามารถปรับ

แกไขแมแบบไดหลายคร้ัง โดยไมตองกังวลกับเร�อ่งเวลา

และยังสามารถทำงานไดอยางลงตัวกับชิ�นงานพลาสติก

ทนความรอนท่ีเปนเกรดพ�เศษสำหรับสายการผลิตน้ี

โดยเฉพาะ

ยางเรซิ�นทนความรอนหลายชนิดสามารถนำมาใชฉีด

ลงไปในแมพ�มพเทคโนโลยี PolyJet ได ยางเรซิ�นท่ีมีใช

อยูทั่วไป เชน ประเภทที่ทำมาจาก Polypropylene,

Polyethylene, Acrylonitrile Butadiene Styrene

(ABS), Polyamide, Thermoplastic Elastomers

และ Polyamide & Polypropylene ผสมใยแกว ถือเปน

ตัวเลือกที่ดีที่จะนำมาใชทำแมพ�มพ สามารถนำไปคิด

ตอยอดเพ�่อทำใหเกิดลักษณะพ�เศษใหมๆ ตอไปได

ใบพัดทำจากวัสดุอะซีตัล (Acetal)

ที่ถูกข�้นรูปดวย Injection Mold

โดยแมพ�มพที่ผลิตจากเทคโนโลยี

เคร�่องพ�มพสามมิติ

แมพ�มพแบบสามชิ�นที่ถูกผลิตดวย

วัสดุ ABS แบบดิจิตอลจากเคร�่อง

พ�มพสามมิติเทคโนโลยี PolyJet

ขอมูลโดยสังเขปการข�น้รูปและงานหลอแบบระบบหัวฉีด (Injection Molding)

ซ่ึงในท่ีน้ีก็คือข้ันตอนการฉีดพลาสติกเขาไปในชองวางซ่ึงเปน

แมพ�มพสำหรับข�น้รูป และเม่ือวัสดุน้ันเย็นตัวลง มันจะแข็งตัว

ไปตามรูปทรงของแมพ�มพนั้น – ซึ่งขั้นตอนนี้ถือเปนขั้นตอน

การผลิตขั้นตอนหนึ่งที่มีผูนิยมใชมากที่สุด กระบวนการนี้

ไดถูกนำไปใชอยางกวางขวางในการผลิตคราวละมากๆ กับ

ชิ�นงานที่ตองการความละเอียดสูงและมีความสลับซับซอน

เทคนิคการปมข�น้รูประบบสามมิติ (3D Printing) ไดถูกนำมาใช

ในการสรางชิ�นงานแมแบบ เพ�อ่ใชตรวจสอบปญหาท่ีเก่ียวของ

กับการข�น้รูป การทดสอบความฟ�ต-ความพอดีและหนาท่ีการ

ทำงานของแบบพ�มพ แตแมแบบที่ถูกปมในระบบสามมิตินี้ไม

สามารถจะรับประกันประสิทธิภาพการทำงานของชิ�นสวนท่ี

ถูกข�น้รูปในระบบหัวฉีดได เน่ืองจากคุณสมบัติของวัสดุท่ีเปน

สามมิติน้ีมีความแตกตางจากคุณสมบัติท่ีมีการใชอยูจร�งใน

การข�้นรูประบบหัวฉีด จนกระทั่งเมื่อไมนานมานี้ ทางเลือก

เดียวสำหรับผูผลิตในการทดสอบดานการออกแบบและการ

ใชงานจร�งของชิ�นงานที่ถูกข�้นรูปในระบบหัวฉีดคือการใช

เคร�อ่งทดสอบเคร�อ่งมือ (แบบออน) ท่ีทำจากอลูมิเนียม ในขณะ

ท่ีแมพ�มพเหลาน้ีมีราคาถูกกวาแมพ�มพเหล็กกลา (แบบแข็ง)

เปนอยางมาก ตนทุนและระยะเวลาการผลิตรวม (Lead Time)

ก็ยังคงเปนสิ�งที่ทุกฝายตองนำมาใชพ�จารณารวมอยูเสมอ

“กระบวนการผลิต แมพ�มพของ PolyJetสามารถถูกผลิตข�้นไดในเวลาเพ�ยง 1-2 วัน”

PolyJet สำหรับงานข�้นรูปและงานหลอแบบระบบหัวฉีด (Injection Molding)

กรอบแนวทางในการใชงาน(ตอ)

แบบแมพ�มพเทคโนโลยี PolyJet ตองอาศัยการปรับแตงเล็กนอยในดานการออกแบบจากไฟล 3D CAD

ระหวางเคร�่องปมข�้นรูปและกระบวนการข�้นรูประบบหัวฉีด เพ�่อเปนการชดเชยคุณสมบัติดานกลฟ�สิกส

และคุณสมบัติดานความรอน ตัวอยางเชน:

- แบบแมพ�มพเทคโนโลยี PolyJet ตองการมุมรองรับการฉีดเขาและชองเขา-ออกที่ใหญกวา เมื่อเทียบกับ

เคร�่องปมข�้นรูปแบบโลหะ

- อุณหภูมิและความดันในการข�้นรูปแบบหัวฉีดจะถูกทำใหลดต่ำลงเพ�่อลดความเสี่ยงในเร�่องความเสียหาย

ที่อาจเกิดกับแมพ�มพ PolyJet และเพ�่อยืดอายุการใชงาน

- รอบเวลาการทำงานของการปมจะถูกยืดใหยาวข�้นเพ�่อรอใหพลาสติกแข็งตัวและเปนการรักษาอุณหภูมิ

ใหเหมาะสม เพ�่อแมพ�มพ PolyJet ที่ไดมาจะมีคุณภาพที่ดีที่สุด

เทคโนโลยี PolyJet สามารถสรางสรรคลักษณะการทำงาน Injection Molding ที่มีความละเอียดสูงได

แมพ�มพแบบสามชิ�นที่ถูกผลิตดวยวัสดุ ABS แบบดิจิตอลจากเคร�่องพ�มพสามมิติเทคโนโลยี PolyJet

เร�่องจร�งจาก บร�ษัท Robert Seuffer

บร�ษัท Robert Seuffer GmbH & Co., ซึ่งตั้งอยูในประเทศเยอรมนี เปนผูผลิตเซ็นเซอรตรวจจับ อุปกรณ

อีเล็คทรอนิคส และแผงควบคุมสำหรับติดตั้งกับอุปกรณสำเร็จรูปในอุตสาหกรรมตางๆ หลายประเภท

ในระหวางขั้นตอนการตรวจสอบคุณภาพ Seuffer ทำการตรวจสอบเพ�่อตองการมั่นใจวาชิ�นงานใหม

ทุกชิ�นที่ผลิตข�้นมาจากการข�้นรูปแมแบบดวยแมพ�มพโลหะจะมีประสิทธิภาพที่ไดมาตรฐาน อยางไรก็ตาม

คณะผูบร�หารของ Seuffer ยังคงใหความสนใจในการสำรวจหาทางเลือกใหมๆ ที่จะชวยเรงการทำงานใน

ขั้นตอนการข�้นรูปใหเร็วข�้น และลดจำนวนดีไซนที่ตองผลิตซ้ำหลายๆชิ�น ใหมีจำนวนลดนอยลง กอนที่จะ

ถึงขั้นตอนที่จะตัดสินใจเลือกใชวัตถุดิบที่มีราคาแพง

ว�ธีการแกปญหาของ Seuffer คือการเลือกใชเคร�่องพ�มพข�้นรูปสามมิติ เทคโนโลยี PolyJet

เพ�่อเปนการทดสอบแนวคิด Seuffer ไดเลือกชิ�นงานรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซอน เปนดีไซนที่มีพ�้นผิวแบบปด

มีขอบผนังที่บาง และมีแกนกลางที่ยื่นยาว ซึ่งโดยทั่วไปงานลักษณะนี้จำเปนตองมีการสอดอุปกรณเขา

ดานในหลายครั้ง พรอมกับใชแรงงานและเวลาทำงานคอนขางมาก ในการที่จะทำใหทุกองคประกอบรองรับ

และเขากันไดพอดีกับฐานแมพ�มพโลหะ

โดยการใชเคร�่องพ�มพข�้นรูปสามมิติ PolyJet แมพ�มพตนแบบไดถูกทำเสร็จในเวลาเพ�ยงหนึ่งวัน และใช

เวลาเพ�ยงแคสามชั่วโมงในการวัดองคประกอบตางๆ ใหไดขนาดพอดี เพ�่อที่จะประกอบชิ�นสวนตางๆ

เขาดวยกัน และนอกจากนั้นแมพ�มพ PolyJet ยังมีตนทุนการผลิตที่นอยกวา $1,400 และขณะนี้ ดวย

คุณประโยชนของแมพ�มพสามมิติเทคโนโลยี PolyJet ทางบร�ษัท Seuffer สามารถ:

- ผลิตแมพ�มพใหมๆตอเนื่องจากแตละรอบที่มีการดัดแปลงดีไซนไดอยางรวดเร็ว และมีประสิทธิภาพใน

การควบคุมตนทุน

- ลด และ/หร�อ ขจัด งานซ้ำซอนที่เกิดจากกระบวนการผลิตแมพ�มพในขั้นตอนสุดทาย

- สรางแมแบบจากวัสดุในขบวนการผลิตขั้นตอนทายสุดที่มีรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซอน ผนังบาง และมี

รายละเอียดแบบถี่ยิบได

- รวบรวมขอมูลการปฏิบัติงานที่ “เหมือนจร�งและแมนยำ” ไดอยางรวดเร็วตั้งแตเนิ�นๆ โดยไมเคยมีใคร

วัดผลเชนนี้ไดในระยะเร�่มตนแบบเนิ�นๆ เชนนี้มากอน

Cavity side of 3D printed injection mold.

Seuffer’s polyethylene housing created with aPoly jet tool.

ประหยัดเวลาโดยเฉลี่ยตั้งแตขั้นตอนแรกจนถึงขั้นตอนสุดทาย: 50% - 90%

ลดตนทุนโดยเฉลี่ย: 50% - 70%

ใชวัสดุจร�ง: ใชวัสดุเรซิ�นของจร�งตามสเปคเพ�่อใหเกิดการประเมินผลที่ถูกตองและแมนยำ

ประสิทธิภาพที่เหนือกวา: ขั้นตอนการผลิตที่ถูกควบคุมการทำงานโดยคอมพ�วเตอร

คำนวณผลลัพธ ไดอยางรวดเร็ว:- การประเมินคาประสิทธิภาพของชิ�นงาน และดีไซนของเคร�่องมือที่แจงผลลัพธใหรู ตั้งแตเนิ�นๆ- สามารถยืนยันการเลือกเธอรโมพลาสติก ไดตั้งแตเนิ�นๆ

“แตกอนนี้ กวาเราจะทดสอบการปฏิบัติงานได ก็ตองรอเคร�่องข�้นแบบที่เปนเหล็กกลาหร�ออลูมิเนียม สรางเสร็จกอน แลวถึงจะคอยผลิตแมพ�มพระบบหัวฉีดโดยใชเคร�อ่งจักรที่ใชสำหรับผลิตชิ�นงานจร�ง” คำใหสัมภาษณของ Wilfried Zachmann ผูจัดการฝายว�จัยและการพัฒนา แหงบร�ษัท Seuffer “ตอนนี้เรามีความสามารถในการทดสอบหนาที่การทำงานของเคร�่องจักรและแมพ�มพ และปรับแตงดีไซนไดรวดเร็วข�้น ในตนทุนที่ถูกลงกวาเดิม

ความสามารถในการรองรับการใชงานรวมกัน: (0 – คานี้ไมไดถูกกำหนดไว, 1 – ต่ำ, 5 – สูง)โพลีเจ็ท: รูปแบบดีไซน (4) • FDM®: แนวคิด (1), ดีไซน (1), การผลิต (2)

เอกสารประกอบและเอกสารอางอิง: คูมือการใชงานดานเทคนิค ขอมูลการใชงานอยางยอ ว�ดีโอ - เอกสาร - เอกสาร - เร�่องเลาเกี่ยวกับความสำเร็จ - ว�ธีการใชงาน

เร�่องจร�งจาก บร�ษัท Robert Seuffer(ตอ) คุณประโยชนและจ�ดเดนของเทคโนโลยี PolyJet

ว�ธีการ

แมพ�มพโลหะ* 56 วัน $52,725

แมพ�มพโพลีเจ็ท 2 วัน $1,318

คาการประหยัด 54 วัน (96%) $51,407 (98%)

ระยะเวลาการผลิต ตนทุน

ขอแตกตางระหวางเคร�่องพ�มพเทคโนโลยี PolyJet และว�ธีการผลิตแมพ�มพแบบดั้งเดิม ขอมูลของบร�ษัท Seuffer

*แมพ�มพที่ใชในขบวนการผลิต

ผูรับจางผลิตชิ�นสวน (OEM) ผูผลิตแมพ�มพตามออเดอร และผูใหบร�การทั้งหลายที่ผลิตชิ�นงานข�้นรูปแบบหัวฉีด ผูซึ่งมีว�สัยทัศนที่กวางไกล

คุณลักษณะเฉพาะ: - มองหาตัวเลือกที่ตอบสนองไดไวและมีประสิทธิภาพในการควบคุมตนทุน- เปดรับแนวทางใหมๆ และเปดรับการปรับเปลี่ยนเล็กๆนอยๆ ในกระบวนการผลิต- มีความชำนาญดานการออกแบบแมพ�มพ- มีความตองการใชงานอุปกรณข�้นรูปแมพ�มพระบบหัวฉีด

ปญหาที่พบในเทคโนโลยีแบบเกาลาสมัย:- การทำแมพ�มพหัวฉีดมีราคาแพงและใชเวลามาก- มักจะหันไปเลือกใชแมพ�มพที่ทำจากซิลิโคน- การแกไขแบบ มักจะนำไปสูเนื้องานที่เพ�่มข�้นและตนทุนที่สูงข�้นดวย

เคร�่องพ�มพสามมิตินี้เหมาะกับลูกคาประเภทใดบาง

วัตถุประสงค:- ยืนยันเร�่องรูปแบบดีไซนและประโยชนดาน การใชงาน- ทำการทดสอบวาผลิตภัณฑตางๆ มีความ ลงตัวเขากันไดมาก-นอยเพ�ยงใด (เชน UL หร�อ CE)

วัสดุจำพวกพลาสติกทนความรอน:- อุณหภูมิในการหลอแบบ <300oC (570oF)- มีคุณสมบัติการไหลที่ดี- วัสดุทางเลือกอื่นๆ: PE, PP, PS, ABS, TPE, PA, POM, PC-ABS และเรซิ�นใยแกว

ปร�มาณ:- รองรับการผลิตจำนวนนอย (5-100 ชิ�นงาน)

ขนาด:- เล็กกวา 165 ลบ.ซม. (10 ลบ.นิ�ว)- เหมาะที่สุดสำหรับเคร�่องหลอแบบระบบ หัวฉีดที่มีขนาด 50-80 ตัน

คำนวณผลลัพธ ไดอยางรวดเร็ว:รูปแบบ:- เหมาะสมกับแมพ�มพแบบที่ตอง ดึงข�้นมาตรง ๆ

PolyJet คือความลงตัวที่ใชที่สุด