การพิมพ์ 3 มิติทำงานอย่างไร

เมื่อไม่นานมานี้แนวคิดเรื่องการพิมพ์ 3 มิติ - การสร้างวัตถุสามมิติโดยใช้เครื่องจักรที่เพิ่มชั้นของวัสดุไว้ด้านบนซึ่งกันและกันดูเหมือนจะแปลกใหม่ หากคุณบอกว่าคุณกำลังจะพิมพ์อะไรบางอย่างจากคอมพิวเตอร์ของคุณคนส่วนใหญ่ยังคงนึกถึงการพิมพ์สองมิติโดยใส่ผงหมึกหรือหมึกลงบนกระดาษ ตอนนี้แม้ว่าหลายคนอาจไม่เคยสัมผัสประสบการณ์การพิมพ์ 3 มิติด้วยตัวเอง แต่พวกเขาก็อาจรู้ดีว่าคุณกำลังพูดถึงอะไร และเครื่องพิมพ์ 3 มิติก็มีราคาไม่แพงพอที่จะเริ่มแสดงในบ้านพื้นที่ผู้ผลิตและห้องเรียน

การพิมพ์ 3 มิติใช้เทคโนโลยีการผลิตในตระกูลที่เรียกว่าการผลิตแบบเติมแต่ง (AM) AM เป็นวิธีการสร้างวัตถุโดยการเพิ่มวัสดุลงในวัตถุทีละชั้น AM เป็นคำศัพท์ปัจจุบันที่กำหนดโดย ASTM International (เดิมชื่อ American Society for Testing and Materials) [ที่มา: Gibson, et, al. ]. ตลอดประวัติศาสตร์ผลิตสารเติมแต่งในทั่วไปได้หายไปโดยชื่อต่างๆ: ปั้น , 3-D ชั้นและพิมพ์ 3-Dบทความนี้ใช้คำว่าการพิมพ์ 3 มิติเนื่องจากเป็นที่รู้จักมากขึ้น

คุณสามารถดูหลักการพื้นฐานบางประการที่อยู่เบื้องหลัง AM ในถ้ำ พันกว่าปีที่ผ่านมาน้ำหยดสร้างชั้นและชั้นของแร่ซึ่งสะสมในรูปแบบหินงอกหินย้อย ซึ่งแตกต่างจากการก่อตัวตามธรรมชาติเหล่านี้แม้ว่าการพิมพ์ 3 มิติจะเร็วกว่ามากและเป็นไปตามแผนที่กำหนดไว้ล่วงหน้าโดยซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์สั่งให้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเพิ่มเลเยอร์ใหม่แต่ละชั้นเป็นภาพตัดขวางที่แม่นยำของวัตถุสุดท้าย

การผลิตแบบเสริมและการพิมพ์ 3 มิติโดยเฉพาะยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีที่เริ่มต้นเพื่อสร้างต้นแบบที่รวดเร็วปัจจุบันเป็นเครื่องมือในการสร้างผลิตภัณฑ์สำหรับอุตสาหกรรมการแพทย์ทันตกรรมการบินและอวกาศและยานยนต์ การพิมพ์ 3 มิติยังข้ามไปสู่การผลิตของเล่นและเฟอร์นิเจอร์ศิลปะและแฟชั่น

บทความนี้กล่าวถึงขอบเขตกว้าง ๆ ของการพิมพ์ 3 มิติตั้งแต่ประวัติและเทคโนโลยีไปจนถึงการใช้งานที่หลากหลายรวมถึงการพิมพ์โมเดล 3 มิติของคุณเองที่บ้าน ก่อนอื่นมาดูกันว่าการพิมพ์ 3 มิติมีจุดเริ่มต้นอย่างไรและมีการพัฒนาอย่างไรในปัจจุบัน

1. ประวัติการพิมพ์ 3 มิติ
2. การพิมพ์ 3 มิติโดยตรงและเข้าเล่ม
3. โฟโตพอลิเมอไรเซชันและการเผา
4. กระบวนการพิมพ์ 3 มิติ
5. การปฏิวัติการพิมพ์ 3 มิติ
6. ข้อเสียของการพิมพ์ 3 มิติ
7. การพิมพ์ 3 มิติที่บ้าน

การใช้การผลิตสารเติมแต่งที่เก่าแก่ที่สุดคือการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว (RP) ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1980 และต้นทศวรรษที่ 1990 ต้นแบบช่วยให้ผู้ผลิตมีโอกาสตรวจสอบการออกแบบของวัตถุอย่างใกล้ชิดมากขึ้นและแม้กระทั่งทดสอบก่อนที่จะผลิตผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป RP ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถสร้างต้นแบบเหล่านั้นได้เร็วกว่าเดิมมากโดยมากภายในไม่กี่วันหรือบางครั้งก็สามารถออกแบบได้ ใน RP นักออกแบบจะสร้างแบบจำลองโดยใช้ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ช่วยออกแบบ (CAD) จากนั้นเครื่องจะทำตามแบบจำลองซอฟต์แวร์นั้นเพื่อกำหนดวิธีการสร้างวัตถุ กระบวนการสร้างวัตถุนั้นโดยการ "พิมพ์" แบบตัดขวางทีละชั้นกลายเป็นที่รู้จักกันในชื่อการพิมพ์ 3 มิติ

การพัฒนาเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่เร็วที่สุดเกิดขึ้นที่ Massachusetts Institute of Technology (MIT) และที่ บริษัท ที่เรียกว่า 3D Systems ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 MIT ได้พัฒนาขั้นตอนที่เป็นเครื่องหมายการค้าโดยใช้ชื่อว่า 3-D Printing ซึ่งย่ออย่างเป็นทางการว่า 3DP ในเดือนกันยายน 2019 MIT ได้ให้ใบอนุญาตแก่ บริษัท 6 แห่งเพื่อใช้และส่งเสริมกระบวนการ 3DP ในผลิตภัณฑ์ของตน [ที่มา: MIT ]

3D Systems ซึ่งตั้งอยู่ในร็อกฮิลล์เซาท์แคโรไลนาได้บุกเบิกและใช้วิธีการพิมพ์ 3 มิติที่หลากหลายนับตั้งแต่ก่อตั้งในปี 2529 ซึ่งยังเป็นเครื่องหมายการค้าของเทคโนโลยีบางอย่างเช่นอุปกรณ์ stereolithography (SLA) และการเผาด้วยเลเซอร์แบบเลือก (SLS) แต่ละรายการจะอธิบายไว้ในบทความนี้ ในขณะที่ MIT และ 3D Systems ยังคงเป็นผู้นำในด้านการพิมพ์ 3 มิติ แต่ บริษัท อื่น ๆ ก็นำผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ ที่เป็นนวัตกรรมออกสู่ตลาดมืออาชีพด้วยเทคโนโลยี AM เหล่านี้

ปัจจุบันเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติแบบเดียวกันบางอย่างที่มีส่วนสนับสนุน RP ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป เทคโนโลยีได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในรูปแบบต่างๆตั้งแต่ความละเอียดของรายละเอียดเครื่องสามารถพิมพ์ไปจนถึงระยะเวลาที่ต้องใช้ในการทำความสะอาดและเสร็จสิ้นวัตถุเมื่อการพิมพ์เสร็จสมบูรณ์ กระบวนการต่างๆเร็วขึ้นวัสดุและอุปกรณ์ราคาถูกลงและสามารถใช้วัสดุได้มากขึ้นรวมถึงโลหะและเซรามิก เครื่องพิมพ์ตอนนี้มีตั้งแต่ขนาดรถเล็กไปจนถึงขนาดเท่าเตาไมโครเวฟ

การผลิตแบบเติมแต่งมักถูกเปรียบเทียบกับหรือแม้กระทั่งเข้าใจผิดว่ากระบวนการผลิตทั่วไปอื่นที่เรียกว่าการตัดเฉือนด้วยคอมพิวเตอร์ (Computer Numerical Control : CNC) อย่างไรก็ตาม CNC มีค่าลบซึ่งตรงกันข้ามกับ AM ในเครื่องจักรกลซีเอ็นซีวัสดุจะถูกนำออกจากบล็อกที่มีอยู่แล้วบางส่วนจนกว่าผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะยังคงอยู่เหมือนกับการแกะสลักรูปปั้นจากหิน

ตอนนี้คุณมีข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับสาขานี้แล้วเรามาดูเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติกันดีกว่า

แนวทางหนึ่งในการพิมพ์ 3 มิติคือการพิมพ์3 มิติโดยตรง การพิมพ์ 3 มิติโดยตรงใช้เทคโนโลยีอิงค์เจ็ทซึ่งมีให้สำหรับการพิมพ์ 2 มิติตั้งแต่ปี 1960 [ที่มา: Gibson, et al. ]. เช่นเดียวกับเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท 2 มิติหัวฉีดในเครื่องพิมพ์ 3 มิติจะเคลื่อนที่ไปมาเพื่อจ่ายของเหลว ซึ่งแตกต่างจากการพิมพ์ 2 มิติตรงที่หัวฉีดหรือพื้นผิวการพิมพ์จะเลื่อนขึ้นและลงเพื่อให้วัสดุหลายชั้นสามารถครอบคลุมพื้นผิวเดียวกันได้ ยิ่งไปกว่านั้นเครื่องพิมพ์เหล่านี้ไม่ใช้หมึก พวกเขาจ่ายแว็กซ์หนาและโพลีเมอร์พลาสติกซึ่งแข็งตัวเพื่อสร้างหน้าตัดใหม่ของวัตถุ 3 มิติที่ทนทาน

การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว(RP) ซึ่งเราได้อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ในบทความเป็นปัจจัยหลักในการเติบโตของการพิมพ์ 3 มิติโดยตรง ในปี 1994 ModelMaker ซึ่งเป็นเครื่องจักรที่ผลิตโดย บริษัท ที่รู้จักกันในชื่อ Solidscape ได้กลายเป็นเทคโนโลยีแรกที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ในการนำแนวทางอิงค์เจ็ทมาใช้กับ RP [ที่มา: Gibson, et al. ]. ผลิตภัณฑ์ RP เชิงพาณิชย์อื่น ๆ ตามมา ตัวอย่างเช่นผลิตภัณฑ์สร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วในปัจจุบันใช้เทคโนโลยีเช่นการสร้างแบบจำลองหลายเจ็ต (MJM) ซึ่งสร้างต้นแบบแว็กซ์ได้อย่างรวดเร็วโดยมีหัวฉีดหลายสิบที่ทำงานพร้อมกัน [ที่มา: GWP ]

การพิมพ์ Binder 3-Dเช่นเดียวกับการพิมพ์ 3 มิติโดยตรงใช้หัวฉีดอิงค์เจ็ทเพื่อใช้ของเหลวและสร้างเลเยอร์ใหม่แต่ละชั้น ซึ่งแตกต่างจากการพิมพ์โดยตรงแม้ว่าเครื่องผูกพิมพ์ใช้วัสดุทั้งสองที่แยกต่างหากที่มารวมตัวกันในรูปแบบแต่ละชั้นพิมพ์: เป็นผงละเอียดแห้งบวกกาวของเหลวหรือสารยึดเกาะ เครื่องพิมพ์ Binder 3-D ทำสองรอบเพื่อสร้างแต่ละเลเยอร์ ใบแรกจะเคลือบผงเคลือบบาง ๆ และรอบที่สองใช้หัวฉีดเพื่อทาสารยึดเกาะ จากนั้นแพลตฟอร์มการสร้างจะลดระดับลงเล็กน้อยเพื่อรองรับชั้นผงใหม่และกระบวนการทั้งหมดจะทำซ้ำจนกว่าแบบจำลองจะเสร็จสิ้น

กระบวนการ 3DP ของ MIT ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ใช้วิธีการประสานนี้ MIT ให้ใบอนุญาต บริษัท ต่างๆในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ใช้ 3DP แต่เพื่อให้มีคุณสมบัติ บริษัท ต้องใช้ส่วนผสมที่เป็นเอกลักษณ์ของผงและวัสดุประสาน

การพิมพ์ Binder 3-D มีข้อดีบางประการเหนือการพิมพ์ 3 มิติโดยตรง ประการแรกมีแนวโน้มที่จะเร็วกว่าการพิมพ์โดยตรงเนื่องจากใช้วัสดุน้อยลงผ่านหัวฉีด ข้อดีอีกประการหนึ่งคือคุณสามารถใช้สีและวัสดุที่หลากหลายในกระบวนการรวมทั้งโลหะและเซรามิกได้

การสร้างแบบจำลองการสะสมแบบหลอมรวม (FDM)

Fused Deposition Modeling (FDM) เป็นวิธีการผลิตแบบเติมแต่งที่คล้ายกันแม้ว่าจะไม่เหมือนกันก็ตามเพื่อกำกับการพิมพ์ 3 มิติ กระบวนการ FDM ซึ่งเป็นเครื่องหมายการค้าของ Stratasys, Inc. รวมถึงการฉีดพลาสติกหลอมเหลวในเส้นที่บรรจุอย่างใกล้ชิดโดยใช้หัวฉีดขนาดเล็กมาก FDM สามารถสร้างวัตถุที่มีคุณสมบัติขนาดเล็กเพียงเศษเสี้ยวมิลลิเมตร [ที่มา: Grimm ]

โฟโตพอลิเมอไรเซชันเป็นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติโดยหยดพลาสติกเหลวจะสัมผัสกับลำแสงเลเซอร์ของแสงอัลตราไวโอเลต ในระหว่างการเปิดรับแสงนี้แสงจะแปลงของเหลวให้เป็นของแข็ง คำที่มาจากภาพที่รากความหมายแสงและพอลิเมอซึ่งอธิบายองค์ประกอบทางเคมีของของแข็งพลาสติก

ในช่วงทศวรรษที่ 2000 Piedmont Triad Center for Advanced Manufacturing (PTCAM) เป็นความร่วมมือของโรงเรียนและธุรกิจต่างๆที่ให้การฝึกอบรมด้านทักษะงานโลหะในนอร์ทแคโรไลนา การฝึกอบรมบางส่วนของ PT CAM ประกอบด้วยอุปกรณ์ stereolithography (SLA)โดยระบบ 3D SLA ใช้โฟโตพอลิเมอไรเซชันโดยนำเลเซอร์ไปยังถังพลาสติกเหลวที่เรียกว่าโฟโตพอลิเมอร์ เช่นเดียวกับการพิมพ์ 3 มิติแบบอิงค์เจ็ต SLA จะทำซ้ำขั้นตอนนี้ทีละชั้นจนกว่าการพิมพ์จะเสร็จสิ้น

การเผาเป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมแต่งที่เกี่ยวข้องกับการหลอมและหลอมรวมอนุภาคเข้าด้วยกันเพื่อพิมพ์หน้าตัดแต่ละชิ้นที่ต่อเนื่องกันของวัตถุSelective laser sintering (SLS) เป็นรูปแบบหนึ่งของการเผาที่ใช้ในการพิมพ์ 3 มิติ SLS อาศัยเลเซอร์ในการหลอมผงพลาสติกที่ทนไฟซึ่งจะแข็งตัวเพื่อสร้างชั้นพิมพ์ สิ่งนี้คล้ายกับกลไกของเครื่องพิมพ์ 2 มิติ: พวกเขาละลายผงหมึกเพื่อให้ติดกับกระดาษและสร้างภาพ

การเผาเข้ากันได้กับการสร้างวัตถุโลหะโดยธรรมชาติเนื่องจากการผลิตโลหะมักจะต้องมีการหลอมและการขึ้นรูปใหม่บางประเภท ตัวอย่างหนึ่งของการใช้โลหะเป็นวัสดุในการเผามาจากระบบ 3D [ที่มา: ระบบ 3D ] วัตถุที่สร้างด้วย LaserForm A6 มีข้อดีหลายประการเหนือผลิตภัณฑ์โลหะที่ทำด้วยวิธีอื่นเช่นการหล่อขึ้นรูป ข้อดีที่สุดประการหนึ่งคือความแม่นยำระดับสูงที่ SLS สามารถบรรลุได้

จนถึงขณะนี้เราได้ดูว่าการพิมพ์ 3 มิติได้พัฒนาไปอย่างไรและเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่นำมาใช้อย่างกว้างขวางสี่แบบ ต่อไปเรามาดูกระบวนการทั่วไปในการพิมพ์วัตถุสามมิติซึ่งใช้ได้ไม่ว่าคุณจะใช้วิธีใดก็ตาม

ไม่ว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติจะใช้วิธีใดกระบวนการพิมพ์โดยรวมก็เหมือนกัน ในหนังสือของพวกเขา " Additive Manufacturing Technologies: Rapid Prototyping to Direct Digital Manufacturing " Ian Gibson, David W. Rosen และ Brent Stucker ระบุแปดขั้นตอนต่อไปนี้ในกระบวนการ AM ทั่วไป:

การเพิ่มความพร้อมใช้งานและความสามารถในการจ่ายเงินของโซลูชันการพิมพ์ 3 มิติทำให้เทคโนโลยีนี้เป็นที่สนใจของผู้คนในหลายอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่นอุตสาหกรรมยานยนต์ได้ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเป็นเวลาหลายปีเพื่อการสร้างต้นแบบชิ้นส่วนรถยนต์ใหม่ ๆ อย่างรวดเร็ว ภาพด้านบนแสดงต้นแบบมากมายที่สร้างโดย Piedmont Triad Center for Advanced Manufacturing (PTCAM)

วิชาชีพแพทย์กระหายนำมาใช้การพิมพ์ 3 มิติสำหรับจำนวนของการใช้งานเช่นการพิมพ์ขาเทียม ขาเทียมที่ผลิตโดยมืออาชีพแบบดั้งเดิมอาจมีราคาแพง แต่เครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถทำมือเทียมได้ในราคาเพียง 50 เหรียญสหรัฐ [ที่มา: Amputee Coalition ] ในทำนองเดียวกันศูนย์การแพทย์ Walter Reed Army ได้ใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อผลิตแบบจำลองที่ศัลยแพทย์สามารถใช้เป็นแนวทางในการผ่าตัดสร้างใบหน้าได้ [ที่มา: King ] ผู้ผลิตเครื่องพิมพ์ 3 มิติระดับมืออาชีพหลายรายจำหน่ายเครื่องจักรที่ออกแบบมาสำหรับงานทันตกรรมโดยเฉพาะ

วิศวกรในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศรวมเอาการพิมพ์ 3 มิติเพื่อช่วยในการทดสอบและปรับปรุงการออกแบบตลอดจนแสดงให้เห็นว่ามันทำงานได้ดีเพียงใด [ที่มา: Gordon ] วิจัย EADS บริษัท มีความทะเยอทะยานมากยิ่งโดดเด่นยิ่งขึ้นสำหรับ 3-D พิมพ์: การผลิตชิ้นส่วนเครื่องบินตัวเองรวมทั้งปีกทั้งที่มีขนาดใหญ่เครื่องบินนักวิจัยของ EADS มองว่านี่เป็นเทคโนโลยีสีเขียวโดยเชื่อว่าปีกพิมพ์ 3 มิติจะช่วยลดน้ำหนักเครื่องบินและลดการใช้เชื้อเพลิง สิ่งนี้สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และสายการบินประมาณ 3,000 ดอลลาร์ในช่วงเวลาหนึ่งปี [ที่มา: The Economist ]

การพิมพ์ 3 มิติยังมีการใช้งานด้านความงามที่น่าสนใจอีกด้วย นักออกแบบและศิลปินใช้มันในรูปแบบสร้างสรรค์เพื่อผลิตงานศิลปะแฟชั่นและเฟอร์นิเจอร์ ศิลปินกราฟฟิค Torolf Sauermann ได้สร้างประติมากรรมรูปทรงเรขาคณิตสีสันสดใสโดยใช้การพิมพ์ 3 มิติ [ที่มา: Jotero GbR ] Freedom of Creation (FOC) บริษัท ในเนเธอร์แลนด์จำหน่ายผลิตภัณฑ์สิ่งพิมพ์ 3 มิติที่ทำจากโพลีเอไมด์เผาด้วยเลเซอร์รวมถึงแสงที่มีการออกแบบทางเรขาคณิตที่ซับซ้อนและการออกแบบเสื้อผ้าที่ประกอบด้วยห่วงพลาสติกที่เชื่อมต่อกันซึ่งมีลักษณะคล้ายกับจดหมายลูกโซ่ FOC ยังมีลูกค้าองค์กรจำนวนมากที่ใช้บริการด้านการออกแบบและการพิมพ์เช่น Philips, Nokia, Nike, Asics และ Hyundai [ที่มา: FOC ]

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่อร่อยขึ้นมาจากอุตสาหกรรมช็อกโกแลตซึ่งได้พัฒนาเครื่องจักรที่สามารถสร้างขนมที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวได้ แม้ว่าจะไม่เหมาะสมสำหรับการผลิตมวลเครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถทำให้วัตถุคอมพิวเตอร์ออกแบบเป็นต้นแบบหรือเพียงแค่เป็นเอกลักษณ์ถือว่าปรับแต่ง [แหล่งที่มา: Ooi ] กำลังมองหาอะไรที่เผ็ดกว่านี้อยู่หรือเปล่า? คุณสามารถใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างอาหารได้หลายประเภทโดยต้องเป็นสิ่งที่คุณสามารถบดเพื่อให้เข้าเครื่องได้ แต่คุณสามารถทำเบอร์เกอร์ด้วยการพิมพ์ 3 มิติได้ สิ่งหนึ่งที่ควรทราบ: อาหารที่พิมพ์มีพื้นผิวที่แตกต่างจากอาหารแบบดั้งเดิม [ที่มา: Houser ]

ในอดีตการพิมพ์ 3 มิติเป็นเทคโนโลยีที่มีราคาแพง SLA ของ PTCAM ซึ่งอธิบายไว้ก่อนหน้านี้ในบทความนี้มีราคามากกว่า $ 250,000 พลาสติกเหลวมีราคาประมาณ 800 เหรียญต่อแกลลอน องค์กรที่เป็นเจ้าของอุปกรณ์ประเภทนี้อาจขายบริการstereolithographyให้กับผู้อื่นหรืออนุญาตให้ บริษัท ต่างๆซื้อช่วงเวลาในการใช้อุปกรณ์

ทุกวันนี้เครื่องจักร AM อุตสาหกรรมขนาดใหญ่จำนวนมากยังคงมีราคาแพงแม้ว่าจะน้อยกว่าเมื่อก่อนก็ตาม ตัวอย่างเช่นในเดือนกันยายน 2019 ProJet CPX 3000MJP 3600 ของระบบ 3 มิติขายได้ในราคาต่ำกว่า 100,000 ดอลลาร์และสามารถผลิตโมเดลที่มีความคมชัดสูงได้ถึง 11.75 นิ้วคูณ 7.3 นิ้วคูณ 8 นิ้ว (298 มิลลิเมตรคูณ 185 มิลลิเมตรคูณ 203 มิลลิเมตร) [ที่มา: BasTech ]

นอกเหนือจากราคาแล้วยังมีข้อเสียอื่น ๆ สำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ พวกเขาใช้พลังงานจำนวนมากประมาณ 100 เท่าของพลังงานไฟฟ้าเมื่อเทียบกับการผลิตปกติ นักวิจัยยังพบว่าสามารถปล่อยอนุภาคของสารก่อมะเร็งและสารประกอบอินทรีย์ที่ระเหยได้จำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ในพื้นที่ขนาดเล็กเช่นบ้าน พลาสติกที่ใช้สำหรับโครงการ 3 มิติส่วนใหญ่ก็มีปัญหาเช่นกัน เศษพลาสติกจากโครงการ 3 มิติมีแนวโน้มที่จะลงเอยด้วยการฝังกลบและนำไปสู่วิกฤตโลกด้วยพลาสติกที่ใช้แล้วทิ้ง ความแข็งแรงของพลาสติกเพิ่มเติมจะแตกต่างกันไปและอาจไม่ดีที่สุดสำหรับชิ้นส่วนทั้งหมดของโครงการ เครื่องพิมพ์ 3 มิติยังทำงานช้าและโครงการอาจใช้เวลาหลายวันหรือหลายชั่วโมงในการพิมพ์ [ที่มา: 3-D Insider ]

มีแนวโน้มว่าปัญหาเหล่านี้จะได้รับการแก้ไขเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากเทคโนโลยีได้รับการปรับปรุง แต่ปัญหาอื่น ๆ อาจยังคงมีอยู่ ยกตัวอย่างเช่นคนที่ได้ทำแล้วปืนใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติรวมทั้งชายคนหนึ่งที่ถูกปฏิเสธใบอนุญาตปืนก่อนหน้านี้ สามารถทำตามขั้นตอนเพื่อป้องกันไม่ให้ผู้คนใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อทำปืนมีดและอาวุธอื่น ๆ ได้หรือไม่? นอกจากนี้ยังมีความกังวลเกี่ยวกับการละเมิดลิขสิทธิ์ ผู้คนสามารถถือพิมพ์เขียวและพิมพ์วัตถุได้แทนที่จะซื้อจากสิทธิบัตรหรือผู้ถือลิขสิทธิ์ อาจเป็นเรื่องยากสำหรับผู้ถือสิทธิบัตรในการติดตามบุคคล (หรือหลายร้อยคน) ที่พิมพ์สิ่งที่จดสิทธิบัตรและอ้างว่ามีการละเมิดลิขสิทธิ์

แม้ว่าจะยังไม่ใช่เครื่องพิมพ์ 3 มิติทั่วไปที่ปรากฏในบ้านห้องสมุดโรงเรียนและพื้นที่ผู้ผลิต

ราคาของเครื่องเหล่านี้ก็ลดลงเช่นกันเมื่อเทคโนโลยีครบกำหนด ตัวอย่างเช่นในปี 2019 MakerBot Replicator Mini + เริ่มต้นที่ $ 1,299 [ที่มา: MakerBot ] บริษัท ขายหลอดขนาดเล็กของวัสดุ PLA ใน 12 สีมาตรฐานเริ่มต้นที่ 18 เหรียญสหรัฐและสีลิมิเต็ดอิดิชั่น (เรืองแสงในที่มืดใครก็ได้?) โดยมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม

หากคุณไม่ต้องการใช้เครื่องจักรเพื่อใช้ในบ้านคุณสามารถสร้างเครื่องด้วยตัวเองได้ตลอดเวลา ตัวอย่างเช่นนักฟิสิกส์และบล็อกเกอร์Windell Oskay ได้สร้างเครื่องพิมพ์ 3 มิติของตัวเองในปี 2550 ซึ่งประดิษฐ์สิ่งของจากน้ำตาลโดยใช้วิธีการเผา โครงการที่เรียกว่า CandyFab มีเว็บไซต์เฉพาะที่CandyFab.orgแม้ว่าโปรเจ็กต์จะปิดตัวลง แต่คุณยังสามารถอ่านเกี่ยวกับโปรเจ็กต์นี้และวิธีการทำงานของโปรเจ็กต์ได้

หากต้องการแนวทางที่เป็นมืออาชีพมากขึ้นคุณสามารถซื้อบริการการพิมพ์ 3 มิติแทนได้ บริการเหล่านี้ช่วยให้คุณสามารถส่งไฟล์CADของคุณเองและรับคืนการผลิตวัตถุหรือวัตถุคุณภาพสูงที่สร้างโดยเครื่องพิมพ์ 3 มิติอุตสาหกรรม บริษัท ออนไลน์ที่ให้บริการการพิมพ์ 3 มิติ ได้แก่ Shapeways และ Ponoko ไซต์เหล่านี้ยังให้คุณมีตัวเลือกในการตั้งค่าร้านค้าออนไลน์ซึ่งช่วยให้คุณสามารถสร้างรายได้เมื่อผู้อื่นซื้อภาพพิมพ์ 3 มิติของงานออกแบบของคุณ [ที่มา: Shapeways , Ponoko ]

การพิมพ์ 3 มิติยังคงปรับปรุงอย่างต่อเนื่องเมื่อต้นทุนลดลง บางทีในอนาคตเครื่องเหล่านี้อาจเป็นเครื่องมือธรรมดาที่ใช้ในการแก้ไขปัญหาในชีวิตประจำวันเช่นการพิมพ์โครงการของโรงเรียนหรือพิมพ์กุญแจบ้านใหม่แทนที่จะขับรถไปที่ร้านฮาร์ดแวร์เพื่อเปลี่ยนเครื่อง

บทความที่เกี่ยวข้อง

ลิงค์ที่ยอดเยี่ยมเพิ่มเติม