Formlabs มีความภูมิใจที่จะเปิดตัววัสดุเสริมใยคาร์บอนชนิดแรกของเรา นั้นก็คือ ผงไนลอน 11 CF สำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ รุ่น Fuse 1+ 30W (SLS) ตัวผงไนลอน 11 CF นี้ จะช่วยให้ผู้ผลิต สามารถสร้างชิ้นส่วนที่มีความทนทาน น้ำหนักเบาและสามารถทนความร้อนโดยไม่ต้องอาศัยวิธีการซ้อนทับหรือการตัดเฉือนแบบเดิมอีกต่อไป
ผงไนลอน 11 CF สามารถผลิตชิ้นส่วนที่ต้องทนความร้อนสูง, ความต้านทานต่อแรงดึงและความแข็งที่ค่อนข้างสูง จึงเหมาะสำหรับ:
1. ปลอก, จิ๊กและฟิกซ์เจอร์สำหรับอากาศยาน
2. การสร้างต้นแบบยานยนต์ อุปกรณ์ทดสอบ
3. โครงรถที่ต้องใช้แบตเตอรี่ไฟฟ้า
4. ผลิตชิ้นส่วนอะไหล่
ชิ้นส่วนเสริมคาร์บอนไฟเบอร์มักจะใช้ในอุตสาหกรรมที่ต้องการชิ้นส่วนที่มีประสิทธิภาพสูง เหมาะกับงานที่ต้องการความแข็งแรง ทนความร้อนและความแข็งแรง นอกจากนี้น้ำหนักก็ต้องเบาด้วย แม้ว่าในปัจจุบันชิ้นส่วนที่เสริมคาร์บอนไฟเบอร์จะถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย แต่ในวงการพิมพ์ 3 มิติแล้ว ยากที่จะหาเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ตอบโจทย์ทั้งเรื่อง ราคา คุณภาพ และความสะดวก ได้เท่ากับ Fomrlabs Fuse 1 series
Carbon Fiber คืออะไร?
เส้นใยคาร์บอนถูกสร้างขึ้นผ่านกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่ต้องใช้วัตถุดิบ ซึ่งปกติแล้วจะเป็นโพลีอะคริโลไนไทรล์ หรือผลลัพธ์ที่ได้จากไม้ และนำมาสู่อุณหภูมิที่สูงมาก โดยจะ “เผาผลาญ” ส่วนที่ไม่ใช่คาร์บอนออกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวเส้นใยที่ได้ก็คือโครงสร้างผลึกคาร์บอนเกือบทั้งหมดที่ทดเข้าด้วยกัน เพื่อผลิตสิ่งที่เราเรียกกันว่า คาร์บอนไฟเบอร์ สิ่งเหล่านี้สามารถเพิ่มเข้ากับเรซิ่นได้ เพื่อผลิตแผ่นขึ้นรูป ทอเป็นผ้า หรือเติมลงในผงเพื่อเผาหรือมัดรวมกันได้ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ
วัสดุคอมโพสิต เช่น พลาสติกเสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ สามารถทำงานได้ดีกว่าชิ้นส่วนแบบเดิมที่ทำจากเหล็ก ไม้หรืออลูมิเนียม แม้ว่าเส้นใยคาร์บอนจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงให้กับวัสดุได้ แต่ก็ไม่ได้เพิ่มน้ำหนักขึ้นมากนัก ดังนั้นวัสดุผสมเหล่านี้จึงมีความแข็งแรงกว่าวัสดุที่รวมกันเป็นเนื้อเดียวกันมาก ในขณะที่มีน้ำหนักเบา ก็มักจะใช้ในท่อยานยนต์ ท่อร่วม การไหลของอากาศเครื่องยนต์ ปลอกหุ้มอากาศยาน อุปกรณ์กีฬาที่มีประสิทธิภาพสูงและการใช้งานในการผลิตเรือ ยานยนต์ไฟฟ้า กังหันลมและภาคส่วนใหม่อื่นๆ ที่ต้องการใช้ความแข็งแรงและน้ำหนักเบาจากชิ้นส่วนคาร์บอนไฟเบอร์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
วิธีดั้งเดิมในการผลิตชิ้นส่วนเสริมคาร์บอนไฟเบอร์
วิธีการทั่วไปในการผลิตชิ้นส่วนคาร์บอนไฟเบอร์ ได้แก่ การขึ้นรูปด้วยของเปียก การเคลือบพรีเพกและการขึ้นรูปแบบถ่ายโอนเรซิ่น (RTM) วิธีการทั้งหมดนี้ ต้องใช้แม่พิมพ์และอาจต้องใช้แรงงานมากเป็นพิเศษ
ตัวแม่พิมพ์สามารถทำขึ้นได้ในราคาที่ไม่แพง ผ่านการพิมพ์ 3 มิติและขั้นตอนการทำนี้จะทำให้ผู้ผลิตกลุ่มเล็กและกลุ่มกลาง สามารถผลิตชิ้นส่วนคาร์บอนไฟเบอร์แบบใช้แล้วทิ้งได้ในราคาที่ต่ำกว่าวิธีเดิมค่อนข้างมาก อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะใช้แม่พิมพ์ที่พิมพ์งาน 3 มิติ แต่ก็ยังมีข้อจำกัดในด้ายของปริมาณการผลิตและรูปทรงอยู่ ชิ้นส่วนที่มีช่องภายใน ฟีเจอร์ที่มีเชิงบวกและเชิงลบเล็กน้อย หรือการผลิตเป็นสิบๆ ตัว ก็จะยังสร้างได้ยากและใช้เวลานานอยู่เหมือนกัน
Fuse 1+ 30W เครื่องพิมพ์ 3 มิติและวัสดุเสริมใยคาร์บอนชนิดแรกของ Formlabs
ผงไนลอน 11 CF สามารถผลิตชิ้นส่วนที่ต้องทนความร้อนสูง, ความต้านทานต่อแรงดึงและความแข็งที่ค่อนข้างสูง จึงเหมาะสำหรับ:
1. ปลอก, จิ๊กและฟิกซ์เจอร์สำหรับอากาศยาน
2. การสร้างต้นแบบยานยนต์ อุปกรณ์ทดสอบ
3. โครงรถที่ต้องใช้แบตเตอรี่ไฟฟ้า
4. ผลิตชิ้นส่วนอะไหล่
ชิ้นส่วนเสริมคาร์บอนไฟเบอร์มักจะใช้ในอุตสาหกรรมที่ต้องการชิ้นส่วนที่มีประสิทธิภาพสูง เหมาะกับงานที่ต้องการความแข็งแรง ทนความร้อนและความแข็งแรง นอกจากนี้น้ำหนักก็ต้องเบาด้วย แม้ว่าในปัจจุบันชิ้นส่วนที่เสริมคาร์บอนไฟเบอร์จะถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย แต่ในวงการพิมพ์ 3 มิติแล้ว ยากที่จะหาเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ตอบโจทย์ทั้งเรื่อง ราคา คุณภาพ และความสะดวก ได้เท่ากับ Fomrlabs Fuse 1 series
Carbon Fiber คืออะไร?
เส้นใยคาร์บอนถูกสร้างขึ้นผ่านกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่ต้องใช้วัตถุดิบ ซึ่งปกติแล้วจะเป็นโพลีอะคริโลไนไทรล์ หรือผลลัพธ์ที่ได้จากไม้ และนำมาสู่อุณหภูมิที่สูงมาก โดยจะ “เผาผลาญ” ส่วนที่ไม่ใช่คาร์บอนออกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวเส้นใยที่ได้ก็คือโครงสร้างผลึกคาร์บอนเกือบทั้งหมดที่ทดเข้าด้วยกัน เพื่อผลิตสิ่งที่เราเรียกกันว่า คาร์บอนไฟเบอร์ สิ่งเหล่านี้สามารถเพิ่มเข้ากับเรซิ่นได้ เพื่อผลิตแผ่นขึ้นรูป ทอเป็นผ้า หรือเติมลงในผงเพื่อเผาหรือมัดรวมกันได้ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ
วัสดุคอมโพสิต เช่น พลาสติกเสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ สามารถทำงานได้ดีกว่าชิ้นส่วนแบบเดิมที่ทำจากเหล็ก ไม้หรืออลูมิเนียม แม้ว่าเส้นใยคาร์บอนจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงให้กับวัสดุได้ แต่ก็ไม่ได้เพิ่มน้ำหนักขึ้นมากนัก ดังนั้นวัสดุผสมเหล่านี้จึงมีความแข็งแรงกว่าวัสดุที่รวมกันเป็นเนื้อเดียวกันมาก ในขณะที่มีน้ำหนักเบา ก็มักจะใช้ในท่อยานยนต์ ท่อร่วม การไหลของอากาศเครื่องยนต์ ปลอกหุ้มอากาศยาน อุปกรณ์กีฬาที่มีประสิทธิภาพสูงและการใช้งานในการผลิตเรือ ยานยนต์ไฟฟ้า กังหันลมและภาคส่วนใหม่อื่นๆ ที่ต้องการใช้ความแข็งแรงและน้ำหนักเบาจากชิ้นส่วนคาร์บอนไฟเบอร์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
วิธีการทั่วไปในการผลิตชิ้นส่วนคาร์บอนไฟเบอร์ ได้แก่ การขึ้นรูปด้วยของเปียก การเคลือบพรีเพกและการขึ้นรูปแบบถ่ายโอนเรซิ่น (RTM) วิธีการทั้งหมดนี้ ต้องใช้แม่พิมพ์และอาจต้องใช้แรงงานมากเป็นพิเศษ
ตัวแม่พิมพ์สามารถทำขึ้นได้ในราคาที่ไม่แพง ผ่านการพิมพ์ 3 มิติและขั้นตอนการทำนี้จะทำให้ผู้ผลิตกลุ่มเล็กและกลุ่มกลาง สามารถผลิตชิ้นส่วนคาร์บอนไฟเบอร์แบบใช้แล้วทิ้งได้ในราคาที่ต่ำกว่าวิธีเดิมค่อนข้างมาก อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะใช้แม่พิมพ์ที่พิมพ์งาน 3 มิติ แต่ก็ยังมีข้อจำกัดในด้ายของปริมาณการผลิตและรูปทรงอยู่ ชิ้นส่วนที่มีช่องภายใน ฟีเจอร์ที่มีเชิงบวกและเชิงลบเล็กน้อย หรือการผลิตเป็นสิบๆ ตัว ก็จะยังสร้างได้ยากและใช้เวลานานอยู่เหมือนกัน
เครดิตภาพ : http://formlabs.com