การเปรียบเทียบ: ข้อดีและข้อเสียของการพิมพ์ 3 มิติเมื่อเทียบกับกระบวนการผลิตอื่น ๆ คืออะไร?

Aug 24, 2017

เมื่อเทียบกับกระบวนการผลิตวัสดุที่เทียบเท่าและกระบวนการผลิตแบบลบการพิมพ์ 3 มิติมีข้อดีหลายประการและบทความจํานวนมากได้ดําเนินการวิเคราะห์และอธิบายรายละเอียด ผู้เขียนเชื่อว่าเมื่อเทียบกับกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมการพิมพ์ 3 มิติมีข้อดีหลักสามประการดังต่อไปนี้:


1. พื้นที่การออกแบบไม่ จํากัด สําหรับสินค้าที่มีโครงสร้างทางเรขาคณิตที่ซับซ้อน (เช่นรายการที่มีโครงสร้างโทโพโลยีที่ซับซ้อนมากหรือโครงสร้างโพรงภายใน) กระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมไม่สามารถประมวลผลได้และรายการจะต้องย่อยสลายและประมวลผลแยกต่างหากแล้วประกอบ การพิมพ์ 3 มิติจะย่อยสลายวัตถุออกเป็นพื้นที่ 2 มิติทีละชั้นดังนั้นจึงไม่มีปัญหาในการประมวลผลวัตถุที่ซับซ้อนโดยพลการและความแม่นยําในการประมวลผลขึ้นอยู่กับอนุภาควัสดุที่เล็กที่สุดที่เครื่องพิมพ์สามารถส่งออกได้ นี่เป็นข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดที่การพิมพ์ 3 มิตินํามาให้เราช่วยให้นักออกแบบสามารถออกแบบรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนโดยพลการพร้อมพื้นที่การออกแบบที่ ไม่จํากัด มันเป็นข้อได้เปรียบนี้ที่ทําให้เรามีปัญหาจํานวนมากที่จะแก้ไขในการออกแบบทางเรขาคณิตและการเพิ่มประสิทธิภาพซึ่งจะมีรายละเอียดในภายหลัง


2.ศูนย์การผลิตทักษะของ อุปกรณ์กระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมมีขนาดใหญ่และมีราคาแพงและต้องใช้ทักษะสูงในการทํางาน เครื่องพิมพ์ 3 มิติ (เช่นเครื่องพิมพ์ 3 มิติ FDM) มีขนาดเล็กและราคาถูกและบางเครื่องได้เข้าสู่บ้านแล้วซึ่งใช้งานง่ายและสะดวก เมื่อเทียบกับแม่พิมพ์ที่มีราคาแพงการพิมพ์ 3 มิติต้องใช้ไฟล์ดิจิทัลเท่านั้น ดังนั้นด้วยการพิมพ์ 3 มิติการออกแบบและการปรับแต่งผลิตภัณฑ์ส่วนบุคคลสามารถรับรู้ได้ง่ายซึ่งช่วยลดเวลาในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ได้อย่างมาก ข้อได้เปรียบนี้ทําให้เราได้ให้นักวิจัยที่ไม่ใช่เครื่องจักรกลที่สามารถทําการวิจัยที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับรูปทรงเรขาคณิตโครงสร้างวัสดุ ฯลฯ ซึ่งลึกซึ้งและขยายประเด็นการวิจัยที่เกี่ยวข้องในการผลิต


3.ไม่จํากัดการรวมกันของวัสดุของ เครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบมัลติเจ็ทสามารถพิมพ์วัสดุหลายชนิดรวมกันได้ ผ่านการซ้อนและการรวมกันของวัสดุรายการที่พิมพ์มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลที่แตกต่างจากวัสดุเดียว ดังนั้นผ่านการรวมกันของวัสดุที่แตกต่างกัน "วัสดุใหม่" ที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันสามารถผลิตได้ ข้อได้เปรียบนี้ช่วยให้เราใช้การควบคุมการกระจายของวัสดุเพื่อควบคุมลักษณะทางกายภาพเครื่องกลและโครงสร้างของบทความเพื่อผลิตบทความที่หลากหลายและเพิ่มความยืดหยุ่นของผลิตภัณฑ์


ในระยะสั้นข้อได้เปรียบที่มีค่าที่สุดสามประการของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติคือการเร่งกระบวนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้ผลิตภัณฑ์ส่วนบุคคลและปรับแต่งและเพิ่มความยืดหยุ่นในการผลิต จากมุมมองของกระบวนการปั้นการพิมพ์ 3 มิติได้แตกสลายผ่านวิธีการปั้นแบบดั้งเดิม ไม่จําเป็นต้องทําแม่พิมพ์และการประมวลผลเชิงกลล่วงหน้า ด้วยการรวมกันของระบบฮาร์ดแวร์การสร้างต้นแบบอัตโนมัติอย่างรวดเร็วและรุ่นซอฟต์แวร์ CAD ผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ที่มีรูปร่างที่ซับซ้อนสามารถผลิตได้ซึ่งทําให้การออกแบบผลิตภัณฑ์และวงจรการผลิต มันสั้นลงอย่างมากและต้นทุนการผลิตจะลดลงอย่างมาก


แน่นอนว่าเป็นกระบวนการปั้นที่อายุน้อยการพิมพ์ 3 มิติยังคงมีข้อบกพร่องมากมายเช่นเวลาปั้นช้าความแม่นยําต่ําวัสดุไม่กี่ประเภทและไม่สามารถผลิตจํานวนมากได้ ในขั้นตอนนี้การใช้งานจริงของการพิมพ์ 3 มิติยังคงอยู่ในหมวดหมู่ของการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วซึ่งก็คือการให้องค์กรมีการผลิตต้นแบบผลิตภัณฑ์ก่อนผลิตผลิตภัณฑ์อย่างเป็นทางการซึ่งเรียกว่าต้นแบบในอุตสาหกรรม ดังนั้นกระบวนการขึ้นรูปการพิมพ์ 3 มิติในปัจจุบันจึงมีอยู่เพื่อเป็นส่วนเสริมในกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมและจะใช้เวลาในการเป็นเทคโนโลยีการผลิตหลัก อย่างไรก็ตามเราต้องเชื่อว่าการแสวงหาเทคโนโลยีของมนุษย์นั้นไม่ จํากัด ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์การพิมพ์ 3 มิติและวัสดุการพิมพ์เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติจะถูกนํามาใช้อย่างกว้างขวางมากขึ้นเรื่อย ๆ


จากอีกมุมมองหนึ่งเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติได้อนุญาตให้ผลิตจากโรงงานไปยังครอบครัววางไข่นักออกแบบแต่ละคนจํานวนมาก (เช่นผู้สร้าง) และสร้างแรงบันดาลใจให้กับความเป็นไปได้ในการออกแบบที่สร้างสรรค์ไม่ จํากัด


เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติปรากฏในปลายทศวรรษที่ 1980 และต้นทศวรรษที่ 1990 (หรือที่เรียกว่าเทคโนโลยีการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว) และเป็นเวลาน้อยกว่า 30 ปี หลักการนี้ง่ายมาก: ใช้ไฟล์โมเดลดิจิตอล 3 มิติเป็นอินพุตใช้โลหะผงหรือพลาสติกและวัสดุที่ยึดเหนี่ยวอื่น ๆ เพื่อสร้างวัตถุโดยการพิมพ์ทีละชั้น


เครื่องพิมพ์ธรรมดาที่พูดด้วยสายตาจะแสดงผลภาพ 2 มิติหรือไฟล์ดิจิตอลกราฟิกบนกระดาษผ่านหมึก เครื่องพิมพ์ 3 มิติเอาต์พุตวัตถุดิบจริง (เช่นโลหะเซรามิกพลาสติกทราย ฯลฯ ) เป็นชั้นบาง ๆ (ทางกายภาพส่วนบนมีความหนาที่แน่นอน) จากนั้นจะถูกทําซ้ําทีละชั้นและในที่สุดก็กลายเป็นวัตถุทางกายภาพในอวกาศ ดังนั้นเมื่อการพิมพ์ 3 มิติส่งออกชั้นหนึ่งกระบวนการจะคล้ายกับการพิมพ์อิงค์เจ็ท มันเหมือนกับการสร้างบ้านซึ่งสะสมด้วยอิฐในขณะที่วัตถุพิมพ์ 3 มิติจะถูกสะสมโดยวัตถุดิบทีละชิ้น


เนื่องจากการพิมพ์ 3 มิติทําโดยการซ้อนวัสดุทีละชั้นจึงเรียกว่ากระบวนการผลิตสารเติมแต่ง การพิมพ์ 3 มิติไม่ใช่เรื่องลึกลับ เมื่อเทียบกับกระบวนการผลิตวัสดุเทียบเท่าพันปีและกระบวนการผลิตแบบลบอายุศตวรรษการพิมพ์ 3 มิติเป็นเพียงกระบวนการผลิตใหม่ที่มีประวัติน้อยกว่า 30 ปี


ส่งคำถาม