เครื่องพิมพ์ 3 มิติ (3D Printers) หรือเรียกอีกอย่างว่าเครื่องพิมพ์สามมิติ (3DP) คือเทคโนโลยีที่ใช้สร้างวัตถุสามมิติโดยการเพิ่มวัสดุทีละชั้นตามไฟล์แบบจำลองดิจิทัล หลักการพื้นฐานคือการใส่ข้อมูลและวัตถุดิบลงในเครื่องพิมพ์ 3 มิติ จากนั้นเครื่องจะผลิตผลิตภัณฑ์ทีละชั้นตามโปรแกรม
หลักการของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ
หลักการของการพิมพ์ 3 มิติสามารถสรุปได้ว่าเป็น "การผลิตแบบหลายชั้น ทีละชั้น" กระบวนการเฉพาะประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:
การสร้างแบบจำลอง: ใช้ซอฟต์แวร์ออกแบบด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์ (CAD) หรือสแกนเนอร์สามมิติ เพื่อสร้างหรือรับแบบจำลองสามมิติของวัตถุที่จะพิมพ์
การแบ่งส่วน: แปลงโมเดลสามมิติให้เป็นชิ้นส่วนสองมิติ โดยแต่ละชิ้นส่วนจะแสดงถึงหน้าตัดของวัตถุ กระบวนการนี้มักจะเสร็จสิ้นโดยใช้ซอฟต์แวร์การแบ่งส่วนเฉพาะทาง
การแปลงทางกายภาพ (การพิมพ์): เครื่องพิมพ์จะอ่านข้อมูลของชิ้นและพิมพ์แต่ละชิ้นเป็นชั้นๆ โดยใช้เทคโนโลยีและวัสดุต่างๆ เทคโนโลยีการพิมพ์ทั่วไป ได้แก่ การสร้างแบบจำลองการสะสมแบบหลอมรวม (FDM), สเตอริโอลิโทกราฟี (SLA), การหลอมรวมด้วยเลเซอร์ (SLS) เป็นต้น
ขั้นตอนหลังการพิมพ์: หลังจากการพิมพ์ อาจต้องมีการดำเนินการหลังการพิมพ์บางอย่าง เช่น การถอดโครงสร้างรองรับ การเจียร การขัด การลงสี ฯลฯ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
ฟังก์ชั่นและการใช้งานของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ
ฟังก์ชันหลักของเครื่องพิมพ์ 3 มิติมีดังนี้:
การผลิตแบบเฉพาะบุคคล: ผ่านการออกแบบดิจิทัลและอุปกรณ์การพิมพ์ ผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างและฟังก์ชันต่างๆ สามารถผลิตได้โดยตรงเพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของผู้บริโภค
การผลิตโครงสร้างที่ซับซ้อน: สามารถพิมพ์ชิ้นส่วนที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อน ลดต้นทุนการผลิตและเวลาในการประมวลผล และเหมาะเป็นพิเศษสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่ซับซ้อน
การใช้ทรัพยากรอย่างสมเหตุสมผล: ป้อนวัตถุดิบให้ตรงกับความต้องการที่แท้จริงของผลิตภัณฑ์ ลดของเสียที่ไม่จำเป็น และมีความสำคัญเชิงบวกต่อการปกป้องสิ่งแวดล้อมและการพัฒนาที่ยั่งยืน
พื้นที่การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ
เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา:
การออกแบบเครื่องประดับ: ใช้ในการทำโมเดลเครื่องประดับและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
การออกแบบและการผลิตรองเท้า: ใช้ในการสร้างต้นแบบรองเท้าและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
การออกแบบอุตสาหกรรม: ใช้ในการสร้างต้นแบบผลิตภัณฑ์และแบบจำลองการทดสอบฟังก์ชัน
การออกแบบสถาปัตยกรรม : ใช้ในการสร้างแบบจำลองและส่วนประกอบทางสถาปัตยกรรม
การออกแบบทางวิศวกรรมและการก่อสร้าง: ใช้ในการสร้างแบบจำลองและส่วนประกอบทางวิศวกรรม
การออกแบบและการผลิตยานยนต์: ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์และต้นแบบ
การบินและอวกาศ: ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนและส่วนประกอบของเครื่องบิน
สาขาการแพทย์ : ใช้ทำแบบจำลองทางการแพทย์ อวัยวะเทียมและรากฟันเทียม ฯลฯ