นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยนอเตอร์เดมได้พัฒนากระบวนการพิมพ์ 3 มิติแบบใหม่ ซึ่งสามารถลดเวลาที่ต้องใช้ในการค้นพบและประดิษฐ์วัสดุใหม่ที่เรียกว่า High-Throughput Combinatorial Printing (HTCP) ได้สำเร็จ
โดยกระบวนการนี้สามารถทำการควบคุมโครงสร้างและองค์ประกอบของวัสดุพิมพ์ 3 มิติ ด้วยการนำองค์ประกอบของวัสดุต่าง ๆ มารวมกันและทำการพิมพ์ชิ้นงานที่สามารถไล่เฉดสีตามลักษณะของคุณสมบัติและองค์ประกอบของวัสดุในการพิมพ์ได้ โดยมีความละเอียดของวัตถุเชิงพื้นที่ในระดับไมโครเลยทีเดียว (Microscale spatial resolution)
- F3DB หุ่นยนต์สำหรับการพิมพ์ 3 มิติภายในร่างกายสิ่งมีชีวิต
- 5 เหตุผล ทำไม 3D Printing ถึงเป็นทางเลือกใหม่ของการผลิต
- BioHome3D บ้าน 3D Printing จากวัสดุชีวภาพ แก้ปัญหาขาดแคลนที่อยู่
ห้องสมุดที่รวบรวมองค์ประกอบวัสดุเอาไว้ในหัวพิมพ์เดียว
นักวิจัยกล่าวว่าเทคนิคนี้จะทำหน้าที่เป็น “ห้องสมุด” ที่รวบรวมองค์ประกอบของวัสดุที่ไม่ซ้ำกันหลายพันชิ้นเหล่านี้ให้หัวพิมพ์ทำการผสมออกมาขณะผลิตชิ้นงาน ซึ่งจะช่วยลดเวลาที่ต้องใช้ในการค้นพบและพัฒนาวัสดุใหม่ได้มากถึง 10 – 20 ปี
HTCP นั้นจะนำวัสดุหลากหลายประเภทไม่ว่าจะเป็นโลหะ เซมิคอนดักเตอร์ ไดอิเล็กทริก โพลิเมอร์ หรือแม้แต่วัสดุชีวภาพมาผสมเป็นวัสดุหมึกนาโน ที่มีละอองขององค์ประกอบหลายประเภทเหล่านี้อยู่ในหัวพิมพ์เดียว ทำให้เมื่อทำการพิมพ์ชิ้นงานออกมานั้นจะสามารถเปลี่ยนอัตราส่วนขององค์ประกอบในการผสมหมึกได้ทันที
ด้วยกระบวนการเช่นนี้เองที่ทำให้ HTCP สามารถทำการพิมพ์ชิ้นส่วนที่ไล่ระดับสถานะของชิ้นงานจากองค์ประกอบที่แข็งไปอ่อนและทำการไล่เฉดสีได้ ทำให้ชิ้นงานเหล่านี้สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาทางชีวการแพทย์ได้อย่างหลากหลายและยังเพิ่มความเป็นไปได้ที่จะผลิตวัสดุประเภทใหม่ ๆ สำหรับอุตสาหกรรมที่มีความต้องการเฉพาะทางให้มากขึ้น
ในอนาคตเหล่านักวิจัยยังวางแผนที่จะนำระบบ AI และ Machine Learning เข้ามาเสริมในการเร่งการค้นพบวัสดุใหม่ ๆ จากกระบวนการนี้ และอาจทำให้การค้นพบวัสดุใหม่ ๆ หรือการผลิตชิ้นงานสามารถเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติได้อีกด้วย
สิ่งนี้จะทำให้การทดลองในอดีตที่ต้องเสียเวลาลองผิดลองถูกสามารถลดระยะเวลาในการวิจัยลงไปได้อย่างมหาศาลผ่านกระบวนการ HTCP นี่จึงถือเป็นงานวิจัยครั้งใหญ่ที่จะช่วยให้การวิจัยและผลิตสามารถเติบโตขึ้นได้อย่างก้าวกระโดดเลยครับ
