หมายเหตุสำหรับมืออาชีพที่สำคัญ: นี่เป็นข้อความของผู้เขียนเอกสารสำคัญโดยอ้างอิงจากแหล่งที่มาและตัวอย่างที่มีอยู่ในเวลาที่ตีพิมพ์ ไม่ใช่ข้อกำหนดทางเทคนิค คำแนะนำด้านความปลอดภัย คำแนะนำในการลงทุน หรือการยืนยันความสามารถ ความเร็ว ต้นทุน หรือสถานะของบริษัทและผลิตภัณฑ์ดังกล่าวในปัจจุบัน การใช้งานการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุในปัจจุบันทุกครั้งต้องมีการตรวจสอบเอกสารปัจจุบันของผู้ผลิต คุณสมบัติของวัสดุ ความปลอดภัยในการทำงาน สิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญา และกฎระเบียบที่บังคับใช้
บริการการผลิตและการพิมพ์เพิ่มเติมไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของข้อเสนอสาธารณะในปัจจุบันของ Savo Kusić จุดมุ่งหมายในการผลิตในปัจจุบันประกอบด้วย หน้าต่างไม้, หน้าต่างไม้-อลูมิเนียม และ ประตูสั่งทำพิเศษ.
ความต้องการ เทคโนโลยี และการผลิต
เทคโนโลยีใหม่ในการผลิตสิ่งของโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3D ยังจำเป็นต้องมีการตรวจสอบเทคโนโลยีนี้ ผลกระทบต่อการผลิต และแนวโน้มใหม่ ๆ และวิธีการจัดระเบียบการผลิต
ข้อความส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับขอบเขตของอุตสาหกรรม (รวมถึงสาขาอื่นๆ) จริงๆ แล้วเริ่มต้นด้วยข้อสรุปว่า “เทคโนโลยีในปัจจุบัน (การแพทย์ เคมี ฯลฯ) ก้าวหน้ามากจน…”
บทกลอนนี้ดังเช่นที่เคยเกิดขึ้นในอดีต แน่นอนว่าจะคงอยู่ต่อไปอีกหลายปีและอาจจะอยู่ยืนยาวกว่าเรา เพราะอย่างที่เป็นอยู่ ในวันที่เรากำลังอ่านข้อความนี้ สังคมมนุษย์ไม่เคยได้รับการพัฒนาไปมากกว่านี้ แต่มันจะไม่มีวันพัฒนาไปเหมือนที่มันจะเป็นวันพรุ่งนี้
และแท้จริงแล้ว ความต้องการที่มนุษย์สร้างขึ้นนั้นแตกต่างกันไปในแต่ละวัน และความต้องการแต่ละอย่างจำเป็นต้องมีเงื่อนไขใหม่ ซึ่งจะต้องสมบูรณ์แบบและดีกว่าครั้งก่อน หากคุณจะวางความต้องการเหล่านั้นไว้ในบริบทของเช่น ของอุตสาหกรรมการผลิตคอมพิวเตอร์ เราจะเห็นว่าคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานทั้งหมดของเราเมื่อห้าปีก่อนและมากกว่านั้นนั้นไม่เพียงพอสำหรับเราอีกต่อไป (ความต้องการใหม่ต้องใช้ซอฟต์แวร์ที่สมบูรณ์มากขึ้น ซึ่งต้องใช้ฮาร์ดแวร์เพิ่มเติม เป็นต้น) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปรากฏการณ์นี้อธิบายไว้โดย Gordon Moore หนึ่งในผู้ก่อตั้ง Intel ซึ่งกล่าวว่าพลังของคอมพิวเตอร์เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆ 18 ถึง 20 m วินาที ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมกฎนี้จึงได้ชื่อว่ากฎของมัวร์ ดังนั้นทุกวันนี้โทรศัพท์มือถือของเราจึงมีพลังการประมวลผลมากกว่าองค์กร NASA ทั้งหมดซึ่งก็คือ 1969 ส่งชายสองคนไปดวงจันทร์หรือเช่น วิดีโอเกมที่ใช้ทรัพยากรการประมวลผลเพื่อจำลองสถานการณ์สามมิติมากกว่าคอมพิวเตอร์เมนเฟรมเครื่องเดียวในทศวรรษที่ผ่านมา (Kaku, 2011)
ควรแยกสองสิ่งออกจากกันทันที ความต้องการในชีวิตประจำวันทุกวันนี้ คอมพิวเตอร์เครื่องนั้นไม่สามารถตอบสนองได้ แต่เมื่อมองอีกด้านหนึ่งของเรื่องแล้ว คอมพิวเตอร์เครื่องนั้นก็เพียงพอที่จะส่งมนุษย์ไปดวงจันทร์ได้ ดังนั้นความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์จึงเป็นอิสระจากการพึ่งพาความเร็วเช่น โปรเซสเซอร์และมีการเน้นไปที่สาขาอื่นๆ เป็นอย่างมาก ซึ่งอาจขัดขวางความก้าวหน้าได้ กล่าวโดยสรุป วิทยาศาสตร์สื่อสารสองทางกับคอมพิวเตอร์และปรับให้เข้ากับตัวมันเอง
อย่างไรก็ตาม ความต้องการไม่ใช่สิ่งเดียวที่ “ผลักดัน” มนุษยชาติไปข้างหน้า ความปรารถนาที่มนุษย์สร้างขึ้น ไม่ว่าเขาจะจำเป็นหรือไม่ก็ตาม เปิดพื้นที่ใหม่สำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ ที่จะแข่งขันกันเพื่อเสนอสิ่งที่เขาต้องการหรือสิ่งที่เขาต้องการโดยที่ยังไม่รู้ตัว เราต้องไม่ลืมการตลาดที่สนับสนุนเรื่องราวทั้งหมดโดยความจริงที่ว่ามันเป็นความต้องการของเราจริงๆ และสิ่งที่เราทำไม่ได้หากไม่มี และไม่ใช่แค่ความปรารถนาที่ไม่จำเป็นสำหรับเราเท่านั้น เมื่อเรารวมมนุษย์ไว้เป็นสิ่งมีชีวิตทางสังคมและวัฒนธรรมที่ต้องการแตกต่างจากผู้อื่นและสร้างอัตลักษณ์ของตนเองซึ่งจะสะท้อนถึงสภาพจิตวิญญาณภายในของเขา (ซึ่งเป็นทั้งความต้องการและความปรารถนาในระดับหนึ่ง) เราจะได้ภาพที่ซับซ้อนมากของลูกค้าในปัจจุบันจากมุมมองของเช่น ของบริษัทที่ต้องการขายรถโดยที่บริษัทนั้นต้องใช้ทรัพยากรจำนวนมากเพื่อค้นคว้าและกำหนดข้อเสนอโดยไม่ต้องแม้แต่จะเข้าสู่การผลิตรถคันนั้น
แล้วจะผลิตสินค้านั้นยังไงให้ได้เป็นสิ่งที่มีคนต้องการ? เป็นการวิจัยประเภทใดและวิธีใดดีที่สุดในการดำเนินการเพื่อให้สะท้อนถึงความปรารถนาที่แท้จริงของลูกค้าและบางสิ่งบางอย่างที่ใครบางคนจะซื้อโดยไม่ได้นั่งอยู่ในสต็อกและสูญเสียมูลค่า? หนึ่งในวิธีที่ดีที่สุดในการผลิตผลิตภัณฑ์คือการให้ลูกค้าพูดในสิ่งที่เขาคาดหวังจากผลิตภัณฑ์ จากนั้นเราจึงมั่นใจได้ว่าเราจะขายให้กับเขา แน่นอนว่าอีกด้านหนึ่งของปัญหาคือทำอย่างไรจึงจะบรรลุผลทั้งหมดนี้โดยใช้ทรัพยากรน้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้ ขณะเดียวกันก็เคารพลูกค้าแต่ละรายเป็นรายบุคคล
การปรับแต่งจำนวนมาก
คนแรกที่เสนอคำตอบสำหรับคำถามนี้คือผู้สนับสนุนแนวทางใหม่ในการผลิต แนวทางที่ปรากฏขึ้นเมื่อยี่สิบปีก่อนนำเสนอวิธีคิดและปรัชญาในการจัดการการผลิตเพื่อให้เคารพข้อกำหนดเหล่านี้ทั้งหมด ขณะเดียวกันก็ค้นหาแนวทางแก้ไขเพื่อตอบสนองความต้องการเหล่านั้นเพื่อผลประโยชน์ร่วมกัน ดังนั้นผลิตสิ่งที่ลูกค้าทุกคนต้องการและสามารถจ่ายและทำกำไรได้ วิธีการนี้เรียกว่า การปรับแต่งจำนวนมาก เหรียญถูกสร้างขึ้นจากคำภาษาอังกฤษ มวล (มวล, มาก, จำนวนมาก) และ การปรับแต่ง (การปรับเปลี่ยน) ซึ่งในการแปลจะหมายถึง การปรับแต่งจำนวนมาก ในแง่ของความเป็นไปได้ในการกำหนดผลิตภัณฑ์เฉพาะบุคคลในการผลิตจำนวนมาก (ตาม Suzić, 2014).
ผลิตวันนี้
แนวทางการผลิตมีหลายวิธี แต่แนวทางที่ได้รับแรงผลักดันมากที่สุดและนำไปใช้อย่างกว้างขวางที่สุดในปัจจุบันคือการปรับแต่ง เมื่อพูดถึงการปรับแต่ง มันมักจะเกี่ยวข้องกับเวลาที่เราอาศัยอยู่ และสมมติฐานที่เกี่ยวข้องกับการปรับแต่งส่วนใหญ่จะกำหนดประเภทการผลิตที่ดีที่สุด และวิธีการออกแบบผลิตภัณฑ์และการผลิต การปรับแต่งไม่ได้กำหนดว่าการผลิตแบบใดดีที่สุดและวิธีสร้างผลิตภัณฑ์ การปรับแต่งเป็นแนวทางและ วิธีคิด และวิธีการที่ดีที่สุดและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการผลิตเป็นเพียงผลลัพธ์ของแนวทางนี้และโดยทั่วไปแล้วการตัดสินใจใช้การคิดประเภทนี้ในการผลิต (การสร้างสรรค์)
บริษัทที่ประสบความสำเร็จทุกแห่งปฏิบัติตามแนวทางนี้ และสร้างระบบที่ประสบความสำเร็จซึ่งพวกเขาสามารถจัดการเพื่อจัดระเบียบการผลิตเพื่อให้ตอบสนองต่อตลาดได้ดีที่สุด มีการกล่าวถึงการปรับแต่งเพื่อระบุถึงความจำเป็นในการจัดระเบียบระบบในทิศทางของการลดขนาดอินพุตในการผลิต โดยสัมพันธ์กับขนาดเอาต์พุต และด้วยเหตุนี้จึงมีบทบาทสำคัญมากในแนวทาง
สิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในวิธีสร้างผลิตภัณฑ์ แต่โดยพื้นฐานแล้ววิธีการผลิตยังคงไม่เปลี่ยนแปลง มีเพียงองค์กรที่ดีกว่าเท่านั้นที่นำเสนอ
การบวกและการลบเนื้อหา
การผลิตก่อนหน้านี้เป็นไปตามหลักการลบวัสดุ ในทางปฏิบัติ หมายความว่าจะต้องนำชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่กว่าขนาดของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายและนำวัสดุออกจากชิ้นงาน จนกว่าชิ้นงานจะเข้าสู่ขนาดสุดท้าย การผลิตประเภทนี้ยังคงโดดเด่นในอุตสาหกรรมการผลิตในปัจจุบัน แน่นอนว่า มีข้อยกเว้น เช่น ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการหล่อ การเป่า การนูน และอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน แต่วิธีการเหล่านี้ไม่ได้ให้อิสระ “ภายหลัง” ที่เพียงพอในการสร้างรูปร่างผลิตภัณฑ์ แต่ถูกจำกัดโดยการเตรียมการก่อนหน้านี้ (เทมเพลต โครงสร้างวัสดุ ฯลฯ)
วิธีการผลิตที่นำเสนอโดยการพิมพ์ 3D นั้นตรงกันข้ามกับวิธีการดังกล่าวทุกประการ และเสนอการผลิตโดยการเติมวัสดุ วิธีการผลิตนี้ใช้หลักการเติมวัสดุจนได้มิติสุดท้าย
3D พิมพ์
ไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิธีการนี้ดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์ แต่เป็นวิศวกรรมที่มีส่วนในการเริ่มการผลิตประเภทนี้ ในการพิมพ์สามมิติ วัตถุจะถูกสร้างขึ้นโดยการใช้ชั้นวัสดุอย่างต่อเนื่อง ช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนและส่วนประกอบจากวัสดุที่แตกต่างกันหลายชนิด โดยมีคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพที่แตกต่างกัน (Wikipedia, 2015)
หากเราเจาะลึกถึงแก่นแท้ของการพิมพ์ 3D มันอาจมีมาตั้งแต่สมัยของ “วัสดุของเหลว” แต่ทางวิศวกรรมมีส่วนทำให้ความจริงที่ว่าการผสมผสานระหว่างเครื่องจักร CNC [1] และเครื่องอัดรีดธรรมดา (ซึ่งสามารถดันวัสดุบางชนิดได้) ทำให้มีความเป็นไปได้ในการสร้างวัตถุสามมิติ ซึ่งดังแสดงในภาพ 1.
Image 1 - เครื่องจักร CNC แบบผสมผสานและเครื่องอัดรีดพลาสติก (การตัดกระดาษแข็ง Cnc, 2015) (มีอะไรใหม่ในโลกของ 3D Printing? , 2015) (3D Printing, 2015)
แน่นอนว่า เมื่อเวลาผ่านไป วิธีการที่ซับซ้อนมากขึ้นสำหรับประเภทนี้และเทคนิคในการเชื่อมเลเยอร์ที่ใช้ก็ได้รับการพัฒนา โดยได้ผิวที่ดีขึ้นอย่างต่อเนื่อง มีการนำวัสดุใหม่มาใช้ และปรับปรุงโครงสร้างของเครื่องพิมพ์เอง เราควรพูดถึงเครื่องพิมพ์ Carbon3D ที่นำเสนอในขณะนั้นด้วย ซึ่งตัวสร้างได้รับแรงบันดาลใจจากภาพยนตร์เรื่อง “Terminator 2” ซึ่งมีรูปทรงของวัตถุที่สกัดจากเรซินเหลว (รูปภาพ 2) Joseph DeSimone หนึ่งในผู้สร้างเครื่องพิมพ์นี้กล่าวว่า จริงๆ แล้วเครื่องพิมพ์ 3D คือเครื่องพิมพ์ 2D ที่ทำซ้ำขั้นตอนนี้ซ้ำแล้วซ้ำอีก และกระบวนการนั้นใช้เวลานานในสมัยนั้น เครื่องพิมพ์นี้ “เพียงแค่” ดึงวัตถุทั้งหมดออกจากของเหลว ซึ่งขึ้นรูปล่วงหน้าด้วยความช่วยเหลือของแสง และตามแหล่งที่มาในขณะนั้นจะช่วยให้การพิมพ์ 25 ถึง 100 เร็วขึ้น (Carbon3D, 2015).
รูปภาพ 2 - หลักการทำงาน 3D ของเครื่องพิมพ์ Carbon 3D (คาร์บอน3D, 2015)
3D การพิมพ์และการผลิต
เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าการประยุกต์ใช้เครื่องพิมพ์ 3D แพร่กระจายไปยังทุกพื้นที่ของอุตสาหกรรมอย่างไร จึงมีการพิมพ์ชิ้นส่วนตัวถัง ตัวถังรถ มีด ตู้เสื้อผ้า และแม้แต่บ้านและอาคาร เป็นต้น ตัวอย่างเช่น ปัจจุบัน Boeing พิมพ์ชิ้นส่วนมากกว่า 20 000 สำหรับเครื่องบิน (DICKEY, 2015).
เมื่อเทคโนโลยีนี้มีราคาถูกลงและเข้าถึงได้มากขึ้น ผู้เชี่ยวชาญในสาขานี้คาดการณ์ว่าการผลิตประเภทนี้จะเปลี่ยนจากอุตสาหกรรมไปสู่ลูกค้า ด้วยเครื่องพิมพ์ 3D ผู้คนจะสามารถสร้างโมเดลของตนเอง ปรับเปลี่ยนโมเดลที่มีอยู่ และปรับผลิตภัณฑ์ให้ตรงกับความต้องการของตนได้ คุณสามารถค้นหาโมเดลฟรีมากมายบนอินเทอร์เน็ตซึ่งสามารถดาวน์โหลดและพิมพ์ได้โดยตรง
อย่างไรก็ตาม หากเราดูตัวอย่างธรรมดาๆ หลายๆ คนในปัจจุบันมีเครื่องพิมพ์ 2D “ธรรมดา” อยู่ในบ้าน แต่ยังมีเครื่องถ่ายเอกสารอยู่ และแม้แต่ผู้ที่มีเครื่องพิมพ์ก็พิมพ์ด้วยเครื่องถ่ายเอกสารด้วย มันจะคล้ายกับเครื่องพิมพ์ 3D มีสาเหตุหลายประการสำหรับเรื่องนี้ บางส่วนได้แก่:
- เหตุผลทางเศรษฐกิจ เนื่องจากการผลิตจำนวนมากยังมีราคาถูกกว่ารายบุคคล
- การจบสกอร์ที่ดีกว่า ซึ่งคนส่วนใหญ่ไม่มีเงื่อนไขสำหรับการเป็นมืออาชีพ
- ความรู้เกี่ยวกับคุณลักษณะของวัสดุ ซอฟต์แวร์การก่อสร้างและการประมวลผล
- ความสามารถเชิงสร้างสรรค์ของแต่ละบุคคล
- ข้อจำกัดทางกายภาพของเครื่องพิมพ์
ในแง่ของการตอบสนองความต้องการของลูกค้า การพิมพ์ 3D มอบความเป็นไปได้ที่มากขึ้นอย่างไม่มีขีดจำกัดในการปรับผลิตภัณฑ์ให้ตรงกับความต้องการของลูกค้า มากกว่าที่จะนำเสนอการผลิตแบบดั้งเดิมโดยอิงจากการลบวัสดุ แต่จากมุมมองของผู้ผลิต ช่วยให้สามารถผลิตได้โดยไม่มีวัสดุ (ของเสีย) มากเกินไป ลดจำนวนเครื่องจักร ลดต้นทุนการจัดเก็บ ฯลฯ นอกจากนี้ ยังมีพื้นที่สำหรับการปรับแต่งที่กล่าวมาข้างต้น โดยที่แพลตฟอร์มผลิตภัณฑ์สามารถผลิตได้ล่วงหน้า ซึ่งสามารถพิมพ์รูปร่างที่ต้องการได้และตอบสนองลูกค้าเพิ่มเติมด้วยความเร็วในการจัดส่งและสิ่งที่คล้ายกัน นอกจากนี้ ความเป็นไปได้ในการทิ้งผลิตภัณฑ์ที่ยังสร้างไม่เสร็จจะถูกเปิดขึ้น โดยจะจัดส่งให้กับลูกค้าเช่นนี้ และลูกค้าจะสามารถพิมพ์ผลิตภัณฑ์ด้วยเครื่องพิมพ์ของเขาได้เช่นกัน
ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างบางส่วนที่ได้รับจากการพิมพ์ 3D
เอกสารแนบ 1 - บริษัทจีน WinSun ซึ่งเชี่ยวชาญด้านการสร้างบ้านโดยใช้เทคโนโลยี 3D ได้ “พิมพ์” อาคารสูงแห่งแรกของบริษัท
รูปภาพ 3 – อาคารพิมพ์ลาย - http://svetzanimljivosti.com/zgrada-iz-stampaca-prva-visespratnica-po-3d-tehnologiji/
รูปภาพ 4 - ภายในอาคารที่พิมพ์ - http://kiko-unico.com.hr/hocemo-li-u-skoroj-buducnosti-printati-stambene-objekte-luksuzne-vile/
เอกสารแนบ 2 - บริษัท Local Motors ผลิตรถยนต์โดยพิมพ์องค์ประกอบโครงสร้างและส่วนต่างๆ ของร่างกายด้วยเครื่องพิมพ์ 3D จากนั้นจึงติดตั้งส่วนประกอบเพิ่มเติม
Image 5 - รถที่มีการพิมพ์ชิ้นส่วน - http://www.b92.net/automobili/razno.php?yyyy=2015&mm=01&nav\_id=946245
เอกสารแนบ 3 - 3D ปืนไรเฟิลและปืนพก
รูปภาพ 6 - 3d ปืนไรเฟิล - http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2295283/3D-printing-gunsmiths-make-blueprints-available-free-download-granted-firearms-licence.html
รูปภาพ 7 - http://www.bbc.com/news/science-environment-22421185
เอกสารแนบ 4 - 3D มือสำหรับคนพิการ
รูปภาพ 8 - 3D มือ - http://edition.cnn.com/2014/04/14/tech/innovation/carpenter-fingers-robohand-3-d/
หมายเหตุการใช้งาน: ตัวอย่างในอดีต การคาดการณ์ การเปรียบเทียบความเร็ว และคำแถลงของบริษัท ไม่สามารถใช้แทนการเปรียบเทียบทางเทคนิคและเชิงพาณิชย์ที่เกิดขึ้นจริงได้ ความปลอดภัยของกระบวนการขึ้นอยู่กับเครื่องจักร วัสดุ การระบายอากาศ อุณหภูมิ การประมวลผล วัตถุประสงค์ของชิ้นส่วน และการประเมินโดยผู้เชี่ยวชาญเฉพาะกรณี
แหล่งที่มา
3D การพิมพ์. (2015, 4 14). สืบค้นจากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี: http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing
คาร์บอน3D. (2015, 04 5). ดึงมาจาก Carbon3D | เทคโนโลยี CLIP - เทคโนโลยีล้ำหน้าที่มีศูนย์กลางอยู่ที่กระบวนการโฟโตเคมีแบบปรับได้สำหรับการพิมพ์ 3D แบบไร้เลเยอร์:: http://carbon3d.com/
DICKEY, M.R. (2015, 4 15). หวังว่าคุณจะไว้วางใจเครื่องพิมพ์ 3D — Boeing ใช้เพื่อ ‘พิมพ์’ ชิ้นส่วนสำหรับเครื่องบิน. ดึงข้อมูลจาก Business Insider: http://www.businessinsider.com/
คาคุ, ดี. เอ็ม. (2011). ฟิสิกส์แห่งอนาคต.
การตัดกระดาษแข็งบน CNC (2015, 4 14). ดึงมาจาก Elitesecurity.org - เว็บฟอรั่ม: http://www.elitesecurity.org/t415702-0
Suzić, N. (. (n.d.). โนวี ซาด.
มีอะไรใหม่ในโลกของ 3D Printing? (2015, 4 14). ดึงข้อมูลจาก Brit + co: http://www.brit.co/3d-june/
วิกิพีเดีย (2015, 04 12). 3D แสตมป์. สืบค้นจากวิกิพีเดีย: http://sr.wikipedia.org/sr-el/3%D0%94_%D1%88%D1%82%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0
[1] CNC (eng. computer numerical control) เป็นเครื่องจักรที่ใช้พิกัดที่ป้อนไว้ล่วงหน้าสำหรับการเคลื่อนที่ ซึ่งจะถูกป้อนขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ต้องการในระบบพิกัดที่สังเกตได้