ในแวดวงการพิมพ์ 3 มิติ แบรนด์ต่าง ๆ มีจุดแข็งและจุดอ่อนที่แตกต่างกัน บางบริษัทเน้นการผลิตที่มีความละเอียดสูง เช่น X-Jet บางบริษัทเน้นเฉพาะวัสดุที่เป็นโลหะหรือเรซินเป็นหลัก บริษัทเหล่านี้ใช้เวลาในการพัฒนาเทคโนโลยีของตนขึ้นมา และมีการรักษาข้อได้เปรียบ ย่อมหมายถึง การปกป้องทรัพย์สินทางปัญญาอย่างเหมาะสม ผ่านการจดสิทธิบัตร ไม่เช่นนั้นคู่แข่งก็จะสามารถลอกเลียนแบบไปได้อย่างง่ายดาย และข้อได้เปรียบนั้นก็จะหายไป
อย่างไรก็ตาม สิทธิบัตรมีช่วงระยะเวลาให้ความคุ้มครองที่จำกัด อีกทั้งยังจำกัดประเทศที่ให้ความคุ้มครอง ตลอดจนมีต้นทุนค่าบำรุงรักษาสิทธิบัตรในระหว่างทางอีกด้วย
วิดีโอ อธิบาย สิทธิบัตรคืออะไร? (ที่มา: กรมทรัพย์สินทางปัญญา)
บทความนี้จะเล่าถึงความสำคัญของการปกป้องทรัพย์สินทางปัญญาที่เป็นจุดแข็งของบริษัท แม้จะมีระยะเวลาคุ้มครองที่จำกัดและมีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาสิทธิบัตรในระหว่างทาง โดย Aim 3D ได้ผ่านการรับรองการจดสิทธิบัตรในสหรัฐอเมริกาและยุโรป บริษัทการพิมพ์ 3 มิติแห่งนี้ชูจุดแข็งเรื่องเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่สามารถใช้วัสดุเม็ดพลาสติกทั่วไป (ที่เหมือนกับกระบวนการผลิตดั้งเดิม อย่างการฉีดขึ้นรูป) แทนการใช้วัสดุเฉพาะสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ เช่น แบบเส้น (Filament) ที่มีราคาแพง ความสามารถในการใช้วัสดุเม็ดพลาสติกทั่วไป ทำให้ประหยัดค่าวัสดุได้เป็นอย่างมาก
กระบวนการ Voxel Fill คือ การเติมเนื้อวัสดุข้ามชั้นกัน เพื่อกระจายความแข็งแกร่งที่สม่ำเสมอและประหยัดเนื้อวัสดุ (ที่มา: Aim 3D)
จุดเด่นหนึ่งอีกอย่างหนึ่งของ Aim 3D คือ การใช้เทคโนโลยี Voxel Fill ที่เป็นการเติมวัสดุแบบสลับสับหว่างกันแทนการเติมวัสดุเต็มปริมาตร จะช่วยลดน้ำหนักของชิ้นงาน ประหยัดวัสดุ และชิ้นงานมีความแข็งแกร่งที่สม่ำเสมอ แก้ไขปัญหาชิ้นงานเดิมซึ่งแข็งแรงน้อยกว่าในด้านของเลเยอร์ (แข็งแรงบนเลเยอร์เดียวกัน แต่เปราะแตกออกจากกันง่ายในแนวที่เป็นคนละเลเยอร์) นอกจากนี้ Aim 3D ยังมีเครื่องพิมพ์เป็นของตนเองที่สามารถรองรับได้หลายวัสดุ ไม่ว่าจะเป็นพลาสติกทั้งแบบเสริมและไม่เสริมไฟเบอร์ โลหะ และเซรามิก เป็นต้น
วิดีโอการทำงานของเครื่อง Aim3D Exam 255 ที่สามารถพิมพ์ได้หลากหลายวัสดุ
บริษัทการพิมพ์ 3 มิติ Aim 3D ได้รับสิทธิบัตรในสหรัฐอเมริกาและยุโรป สิทธิบัตรเหล่านี้คุ้มครองงานพิมพ์และยังครอบคลุมไปถึงเทคโนโลยีสำหรับเครื่องอัดรีดเม็ดทรงกลมขนาดเล็กแบบกระจายศูนย์ที่มีขนาดกะทัดรัด และเครื่องพิมพ์อัดรีดวัสดุที่อุณหภูมิสูง นอกจากนี้ สิทธิบัตรสหรัฐฯ ยังครอบคลุมไปถึงเครื่องอัดรีดแบบเส้นและหัวฉีดที่มีการไหลสูง (High-Flow Hot Ends อัตราการไหลสูง ปลายร้อน)
หัวฉีดอัดรีด CEM (Composite Extrusion Modelling) ของ Aim 3D มีขนาดตั้งแต่ 0.3 – 0.6 มม. สำหรับเครื่องพิมพ์ Exam 255 และ Exam 510
(ที่มา: Aim 3D)
Aim 3D เป็นบริษัทลูกของมหาวิทยาลัย Rostock ที่ก่อตั้งขึ้นในปี 2017 โดยมุ่งเน้นเครื่องพิมพ์เม็ดทรงกลมขนาดเล็ก 3 มิติ ซึ่ง Aim 3D ยืนยันว่าประหยัดต้นทุนได้อย่างมาก เนื่องจากต้นทุนในการจัดซื้อวัสดุที่ต่ำลงและความสามารถในการรีไซเคิลวัสดุในสายการผลิต สิทธิบัตรสำคัญ 4 ฉบับพัฒนาขึ้นในระหว่างปี 2016 – 2018 และได้รับอนุมัติในปี 2023 โดยครอบคลุมการออกแบบและโซลูชันทางเทคนิคของเครื่องอัดรีดสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งสิทธิบัตรที่ได้รับ ได้แก่
- ระบบการผลิตแบบเติมวัสดุของชิ้นส่วนโลหะ
- เครื่องอัดรีดขนาดกะทัดรัด และอัดรีดเม็ดวัสดุทรงกลมขนาดเล็กที่เปลี่ยนรูปได้ด้วยอุณหภูมิและแรงกล (Thermomechanically Deformable)
- เครื่องอัดรีดสำหรับระบบการผลิตแบบเติมวัสดุของชิ้นส่วนโลหะโดยใช้วิธี Composite Extrusion Modeling (CEM)
- อุปกรณ์และวิธีสำหรับการอัดรีดวัสดุที่เปลี่ยนรูปได้ด้วยอุณหภูมิและแรงกลที่มีขนาดใหญ่ (Thermomechanically Deformable) และเครื่องอัดรีดสกรูขนาดกะทัดรัด
เทคโนโลยี CEM (Composite Extrusion Modelling) ของ Aim 3D ที่ได้รับการจดสิทธิบัตร มีลักษณะเด่น คือ การแยกกันเชิงอุณหภูมิของตัวเครื่อง และการแบ่งพื้นที่ของบริเวณที่ร้อนและเย็น ทำให้พิมพ์ได้อย่างรวดเร็วและอัดรีดได้สม่ำเสมอ เทคโนโลยีนี้มีประสิทธิภาพเป็นพิเศษในการแปรรูป ULTEM 9085 วัสดุที่มีความสำคัญอย่างมากสำหรับอุตสาหกรรมการบินอวกาศ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงอัตราการพิมพ์ที่เร็วและคุณภาพพื้นผิวสูงโดยไม่ทำให้วัสดุเสื่อมสภาพ
บทความ AIM 3D ใช้วัสดุ ‘เรซิน ULTEM 9085’ ในการพิมพ์ 3 มิติ ลดต้นทุนได้ถึง 7 เท่า !! (ที่มา: toolmakers.co)
Exam 255 และ Exam 510 เครื่องพิมพ์ 3 มิติอุตสาหกรรมของ Aim 3D สะท้อนถึงความเป็นนวัตกรรม ออกแบบมาเพื่อใช้งานได้กับวัสดุหลากหลายชนิด ไม่ว่าจะเป็นพอลิเมอร์ โลหะ และเซรามิก ตัวอย่างเช่น เครื่อง Exam 510 สามารถพิมพ์ได้ 150 ลบ.ซม. ต่อ ชม. และตั้งเป้าที่จะเพิ่มขึ้นเป็น 300 – 600 ลบ.ซม. ต่อ ชม. และอาจพิมพ์ได้ถึง 1,000 – 4,000 กก. ต่อปี
นอกจากนี้ เครื่องพิมพ์ CEM ของ Aim 3D ช่วยให้ประหยัดต้นทุนได้มากกว่าเครื่องพิมพ์ FDM (Fused Deposition Modelling) แบบเดิม เนื่องจากสามารถใช้เม็ดทรงกลมขนาดเล็กมาตรฐานทั้งที่มีและไม่มีสารเติมได้ นอกจากนี้ Aim 3D ยังได้พัฒนากลยุทธ์ Voxel Fill เพื่อแก้ปัญหาความแข็งแกร่งที่ไม่สม่ำเสมอในการพิมพ์ 3 มิติ สามารถกำหนดคุณสมบัติของวัสดุได้เอง ตลอดจนช่วยลดปริมาณวัสดุและน้ำหนักของชิ้นงาน
Clemens Lieberwirth, CTO ของ Aim 3D เน้นย้ำถึงความอเนกประสงค์ของกระบวนการ Voxel Fill สำหรับการพิมพ์ 3 มิติด้วยวัสดุที่หลากหลาย รวมถึงพลาสติก พลาสติกเติมเส้นใย โลหะ และเซรามิก อีกทั้งยังช่วยยกระดับคุณสมบัติเชิงกลอีกด้วย
Dr.-Ing. Vincent Morrison, CEO ของ Aim 3D กล่าวเน้นย้ำถึงความสำคัญของความสามารถในการผลิตซ้ำในอุตสาหกรรมการผลิต ซึ่งเทคโนโลยีเครื่องอัดเม็ดแบบจดสิทธิบัตรของ Aim 3D สามารถทำได้ “สิทธิบัตรที่ได้รับนั้นสะท้อนให้เห็นถึงความสำเร็จในการวิจัยและพัฒนา สิทธิบัตรทำให้เรามีความรู้ความชำนาญในด้านการพิมพ์เม็ดทรงกลมขนาดเล็ก 3 มิติ ในขณะเดียวกัน เราก็เปิดรับพันธมิตรเพื่อมาขยายการใช้งานนวัตกรรมจดสิทธิบัตรนี้ในอุตสาหกรรมด้วย”
บทความอ้างอิง: https://www.etmm-online.com/
