การใช้คอมพิวเตอร์ผลิตชิ้นงานต้นแบบอย่างเร่งด่วน
ในบทความที่แล้ว ผมก็ได้พูดถึงการออกแบบและจำลองการทำงานทางวิศวกรรมไปแล้ว
คราวนี้ผมก็จะพูดถึงวิธีการผลิตชิ้นงานออกมาบ้าง ในการผลิตชิ้นงานจริงออกมานั้น
ต้องใช้กรรมวิธีที่ยุ่งยากซับซ้อนอย่างมาก ตัวอย่างเช่นชิ้นงานพลาสติกที่วางขายกันทั่วไป
ต้องทำการออกแบบและสร้างแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกแล้ว จึงทำการฉีดชิ้นงานพลาสติกออกมา
ซึ่งก็คงต้องใช้เวลาในการดำเนินการหลายเดือนเลยทีเดียว แต่ในปัจจุบันนี้ได้มีเครื่องมือที่ใช้ทำการผลิตชิ้นงานต้นแบบอย่างเร่งด่วน
(Rapid prototyping) ออกมาขายกันแล้ว ทำให้เราสามารถสัมผัสจับต้อง พินิจพิจารณารวมไปถึงทำการทดสอบชิ้นงาน
ที่เราเพิ่งจะทำการเขียนแบบ ในคอมพิวเตอร์ไว้ได้ในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมงเท่านั้น!
ไม่เชื่อก็ต้องเชื่อ วิทยาศาสตร์มีจริงครับ!
เครื่องที่ผมพูดถึงนี้มีหลักการทำงานอยู่หลายแบบแตกต่างกัน
เครื่องที่ออกแบบมารุ่นแรกสุดเลย เรียกว่า เครื่องพิมพ์ชิ้นงานสามมิติ
(Stereolithography, SLA) แต่ตอนนี้ก็มีแบบอื่นๆ ที่มีหลักการทำงานแตกต่างกันออกมามากมายให้เลือกใช้ครับ
แต่ในฉบับนี้ผมคงจะขออธิบายหลักการทำงานของเครื่องพิมพ์ชิ้นงานสามมิติ
(Stereolithography, SLA) ซึ่งเป็นเครื่องรุ่นแรกเสียก่อน ถึงแม้ว่าจะเครื่องนี้จะเป็นแบบแรกก็จริง
แต่ปัจจุบันก็ยังคงเป็นที่นิยมใช้กันอยู่นะครับ การผลิตชิ้นงานด้วยเครื่องนี้
จำเป็นต้องใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์มาทำการสร้างชุดคำสั่ง เพื่อควบคุมการหมุน
ของกระจกสะท้อนแสงเลเซอร์ เพื่อสะท้อนแสงเลเซอร์ให้เคลื่อนที่ไปตามขอบเขตของชิ้นงานที่ถูกแบ่งออกเป็นชั้นๆ
ตามความหนาเราที่ตั้งเอาไว้ จนกระทั่งชั้นต่างๆ สามารถประกอบกันเป็นชิ้นงานที่สมบูรณ์ได้
หลักการของเครื่องนี้อธิบายง่ายๆ ก็คือเราใช้โพลิเมอร์เหลวที่จะแข็งตัวเมื่อมีแสงมากระทบมาเทลงในอ่าง
จากนั้นก็บังคับให้แสงเลเซอร์เคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งที่ต้องการบนผิวด้านบนของโพลิเมอร์เหลว
ซึ่งก็เป็นแนวขอบเขตของชิ้นงานในแต่ละชั้นที่ถูกโปรแกรมเอาไว้ เมื่อผิวด้านบนแข็งตัวดีแล้ว
ชั้นวางชิ้นงานก็จะเลื่อนตัวลงข้างล่างตามความหนาของชั้นที่เราตั้งเอาไว้
โดยความหนาที่บางที่สุด ที่เครื่องนี้ทำได้ก็อยู่ที่ประมาณ 0.1 มม. ครับ
จากนั้นตัวกวาดก็จะทำการกวาดโพลิเมอร์เหลว มาปกคลุมผิวที่เพิ่งจะแข็งตัวไป
แล้วก็ใช้แสงเลเซอร์ยิงไปตามแนวเส้นขอบเขตของชิ้นงานในชั้นต่อไปอีก
ทำแบบเดียวกันนี้ต่อไปเรื่อยๆ ในแต่ละชั้น จนกระทั่งเสร็จสิ้นได้ชิ้นงานสมบรูณ์
ดังที่แสดงอยู่ในภาพด้านล่างครับ
|
|
|
|
เครื่อง Stereolithography
|
ตัวอย่างชิ้นงานอื่นๆ ที่ได้จากเครื่องนี้
|
ท่านที่สนใจสามารถอ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้จากเวบเพจข้างล่างนี้ครับ
http://www.efunda.com/processes/rapid_prototyping/intro.cfm
http://www.rapidsolutions.com/stereolithography.htm
http://www.3dsystems.com/
http://conceptual-reality.com/stereo.htm
