Metal Cut ฉบับนี้ ทาง MEGA Tech ยินดีนำเสนอเครื่องพิมพ์ 3มิติ จาก บริษัท เซราไทย จำกัด ที่ได้เล็งเห็นถึงความสำคัญของการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในปัจจุบัน ที่ส่งผลต่อการพัฒนาเทคโนโลยีในโรงงานอุตสาหกรรม โดยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ (3D Printer) เป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่มีช่องทางในการเติบโตสูงและมีความสำคัญต่องานอุตสาหกรรมมากยิ่งขึ้น Markforged ซึ่งเป็นผู้นำด้านเครื่องพิมพ์ 3 มิติมาอย่างยาวนาน จึงเป็นเครื่องที่เราเชื่อมั่นว่าจะสามารถตอบสนองต่อความต้องการผลิตงานของลูกค้าได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

เมื่อนึกถึงเครื่องพิมพ์ 3 มิติ (3D Printer) หลายคนยังติดภาพจำเดิม ๆ ว่าเป็นเครื่องมือที่ใช้ผลิตงานต้นแบบหรือของเล่นเท่านั้น ไม่สามารถนำไปใช้งานจริงได้ แม้จะเป็นเทคโนโลยีที่มีใช้มานานหลายสิบปี ด้วยสาเหตุหลากหลาย ตั้งแต่คุณภาพชิ้นงาน ความคงทน ความแม่นยำ วัสดุที่มีให้เลือกจำกัด แต่ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบันที่พัฒนาอย่างรวดเร็ว ความคิดนี้จึงไม่ตรงกับความเป็นจริงอีกต่อไป เทรนด์การใช้งาน 3D Printer สำหรับชิ้นส่วนใช้งานจริง (End-use part) นี้นำโดยบริษัทอย่าง Markforged ผู้นำเทคโนโลยี 3D Printing วัสดุ Carbon Fiber และ Metal จากอเมริกา ที่มุ่งเน้นการพัฒนาโซลูชั่นที่ใช้งานได้จริงในอุตสาหกรรม ในขณะที่บริษัท 3D Printer ส่วนใหญ่โฟกัสกับตลาด Rapid Prototyping จึงถือเป็นผู้ Disrupt วงการและช่วยผลักดันให้อุตสาหกรรม 3D Printing เข้าสู่ยุคใหม่

ตลาด 3D Printer ถือเป็นอุตสาหกรรมที่มีการเติบโตในอัตราสูง ประกอบกับเหตุการณ์ช่วง 2-3 ปีที่ผ่านมา ทั้งเรื่องโรคระบาด เงินเฟ้อ สงคราม ราคาวัตถุดิบ นโยบาย Zero Covid ของจีน ยิ่งเป็นตัวเร่งให้ผู้ผลิตมองหาโซลูชั่นการผลิตชิ้นส่วนรูปแบบใหม่ แน่นอนว่า 3D Printer ยังไม่สามารถผลิตงานแทนได้ทุกอย่าง แต่เป็นวิธีการผลิตที่ตอบโจทย์หากรู้จักนำมาใช้ให้ถูกจุด นี่คือสาเหตุที่เราไม่ได้ขายแค่เครื่อง 3D Printer แต่เราพัฒนาโซลูชั่นครบวงจรที่เรียกว่า Digital Forge หรือโรงงานดิจิทัล มีทั้งเครื่องพิมพ์ วัสดุ ซอฟท์แวร์ และบริการ ให้ลูกค้าสามารถผลิตงานคุณภาพสูงที่ไหนเมื่อไหร่ก็ได้ ทำให้การทำงานยืดหยุ่น มีประสิทธิภาพ จากเดิมต้องไปง้อ Supplier ก็มาพิมพ์งานใช้เอง ลดปัญหา Supply Chain ไปเยอะ ตอนนี้กลายเป็นว่าใครไม่ลงทุนกับเทคโนโลยีใหม่ก็จะเสียเปรียบคู่แข่ง

ตามที่อธิบายข้างต้น ปัญหาที่ผู้ใช้งาน 3D Printer หลายที่เจอคือชิ้นงานไม่แข็งแรง หลายบริษัทลงทุนซื้อเครื่องพิมพ์ไปหลักล้าน พิมพ์งานออกมาใช้แล้วเปราะ หัก สุดท้ายต้องไปกัดเหล็กด้วย CNC อยู่ดี เพราะฉะนั้น Markforged จึงคิดค้นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3D แบบใหม่ที่เรียกว่า Composite Fiber Reinforcement (CFR) หรือการพิมพ์วัสดุโพลิเมอร์เสริมวัสดุคอมโพสิตเช่น Carbon Fiber, Kevlar, Fiberglass หลักการเหมือนการหล่อคอนกรีตที่ต้องมีการเสริมเหล็กเส้นให้โครงสร้างแข็งแรง ผลลัพธ์ที่ได้คือชิ้นงานที่แข็งแกร่งเหนือ 3D Printer ทั่วไปที่พิมพ์แค่วัสดุพลาสติก ABS, PLA หลายสิบเท่า สามารถใช้งานแทนชิ้นส่วนอลูมิเนียมได้ ซึ่งตอบโจทย์การผลิตงานหลายรูปแบบ ทั้งงานต้นแบบ Jigs & Fixtures กริปเปอร์ ชิ้นส่วนอะไหล่ ชิ้นส่วนเครื่องจักรต่างๆ
Carbon Fiber เป็นวัสดุวิศวกรรมสมรรถภาพสูง มีความแข็งแกร่งเหนือโลหะ แต่น้ำหนักเบาเหมือนพลาสติก มีการใช้งานแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์และอวกาศ เช่น บอดี้รถยนต์ไฟฟ้าของ BMW บางรุ่น รวมถึงโครงสร้างเครื่องบิน Boeing รุ่นใหม่ ที่มีส่วนประกอบเป็น Carbon Fiber มากเกือบ 50% ด้วยเหตุนี้ Markforged จึงพัฒนาเทคโนโลยีการพิมพ์ 3D โดยใช้วัสดุ Carbon Fiber ปัจจุบันมีลูกค้าผู้ใช้งานกว่า 15,000 บริษัททั่วโลก ชิ้นส่วนที่ผลิตจากเครื่องพิมพ์ของ Markforged มีการนำไปใช้งานจริงในโรงงานผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ ในสนามรบ หรือแม้กระทั่งใช้เป็นชิ้นส่วนที่ขึ้นไปในอวกาศบน International Space Station

นอกจากนี้ Markforged ยังเป็นผู้นำตลาด Metal 3D Printer ชนิดการฉีดวัสดุ (Metal FFF) ซึ่งใช้วัสดุรูปแบบเส้นลวดและนำชิ้นงานไปเข้าเตาเผา (Sintering Furnace) หลังพิมพ์เสร็จ เป็นวิธีการพิมพ์โลหะที่แตกต่างจากเครื่องพิมพ์ชนิดวัสดุผง (Powder Bed Fusion) ที่ใช้เลเซอร์หรือ Electron Beam ในการขึ้นรูปผงโลหะ ที่มีความซับซ้อนและราคาสูงมาก เมื่อเทียบกันแล้วเครื่องพิมพ์โลหะของ Markforged ออกแบบให้ใช้งานได้ง่ายที่สุด ปลอดภัยต่อผู้ใช้งาน มีความเสถียรสูง และมีราคาที่ถูกกว่ากัน 5-10 เท่า รองรับวัสดุเหล็กกล้าไร้สนิม ทองแดง อินโคเนล และเหล็กกล้าเครื่องมือหลายเกรด
ถึงแม้จะเป็นบริษัทขายเครื่อง 3D Printer แต่จริงๆ Markforged เป็นเหมือนบริษัทซอฟท์แวร์ด้วย เพราะเราเป็นเจ้าแรกที่พัฒนาระบบ Cloud Software มาใช้สั่งงาน 3D Printer ลูกค้าจะอยู่ที่โรงงานหรืออยู่บ้านก็สั่งพิมพ์งานได้ และเป็นบริษัท ผู้ผลิต 3D Printer รายแรกที่ได้รับรองมาตรฐาน ISO 27001 ให้ลูกค้ามั่นใจถึงความปลอดภัยของระบบจัดเก็บข้อมูล นอกจากนี้ยังนำระบบ Artificial Intelligence (AI) มาใช้ร่วมกับระบบ Inspection ชิ้นงานอัตโนมัติในเครื่องพิมพ์บางรุ่น ยิ่งลูกค้าพิมพ์งานมากเท่าไหร่เครื่องก็จะยิ่งเรียนรู้ ยิ่งฉลาดและพิมพ์งานได้แม่นยำมากขึ้นเรื่อย ๆ และล่าสุดมีซอฟท์แวร์ Simulation ที่ช่วยจำลองความแข็งแรงของชิ้นงาน 3D Print จากเดิมต้องมานั่งเดาและลองผิดลองถูกเอง ก็สามารถใช้ Simulation ทดสอบให้ชัวร์ก่อนพิมพ์งาน ลดค่าวัสดุและเวลาในการลองผิดลองถูกได้มหาศาล

Article by: MEGA Tech & Cerathai Co., Ltd. << Click

Article by: Cerathai Co., Ltd. & MEGA Tech

In this Metal Cut column, MEGA Tech is honored to present 3D Printer from Cerathai Company Limited, who has recognized the importance of rapid changes in the present, which resulted in the development of technology in the industrial factories. The 3D Printer is another technology that presents channels for growth and potentials and is highly crucial to the industry. Markforged, the leader of 3D Printer for a long period of time, is the machine we believe that will meet the manufacture demands of customers with the highest efficiency.

When thinking of 3D Printer, several people would have the same image of it, which is printing only the prototype, where its application to the reality is unavailable, and is a technology that has been used for several decades. This is due to a wide spectrum of reasons, including the quality of workpieces, durability, accuracy, and the limited options of materials. However, as a result of rapid development of technology, this idea is thus not the presentation of the reality. The trend of 3D Printer usage for end-use parts is led by companies such as Markforged, importing carbon fiber and metals from the United States of America, and is focused on development of solutions for industrial applications. On the other hand, the majority of 3D Printer companies focus on Rapid Prototyping market, which is considered disruptor of the industry and brings the 3D Printing industry into a new era. 

3D Printer market is considered an industry with high growth rate, which is accompanied by the occurred events in the past 2-3 years into account, such as the pandemic, inflation, war, price of the materials, and the Zero Covid policy in China. This especially was the accelerator for the manufacturers to find new solutions to manufacturing workpieces. Certainly, 3D Printer is unable to manufacture everything yet; despite that, its manufacture methodology highly meets the demands if it is used in a correct manner. This explains why we not only sell the 3D Printers, but also develop the complete solutions called Digital Forge or digital factory consisting of the printer, materials, software, and service to enable customers to maximize the quality in manufacturing anywhere at any time. This increases flexibility and efficiency, as interaction with suppliers is no longer necessary, significantly decreasing the problems of supply chain. In the present, whoever did not make technological investments would be at a disadvantage compared to the competitors.

As explained previously, the problem that most users experience while using 3D Printer is the low durability of workpieces. Several companies invested millions on printers, which resulted in the production of fragile and brittle workpieces. In the end, the metal still requires grinding by CNC. Therefore, Markforged developed a new 3D printing technology called Composite Fiber Reinforcement (CFR), printing polymers such as carbon fiber, Keviar, and fiberglass. The logic is equivalent to concrete casting, where it requires rebar reinforcement to increase structural durability. This results in a higher strength of workpieces done by ordinary 3D Printers, which print only plastic materials, such as ABS and PLA. These can be a replacement of aluminum workpieces, which meets the demand of manufacturing in several aspects, for instance, prototype of Jigs & Fixtures, grippers, spare parts, and other machinery parts. 

Carbon Fiber is a high-quality engineering material with a durability higher than metals and a weight lighter than plastic. Its utilization has been implemented across automotive and aerospace industry, such as the electric car body of BMW in some models and the structure of the new model of Boeing aircraft, consisting of up to 50% of carbon fibers. As a result, Markforged developed 3D printing technology using carbon fibers. In the present, there are more than 15,000 users worldwide. Workpieces manufactured from printers by Markforged have been used in factories manufacturing automotive and electronic workpieces; additionally, it can also be used in outer space at International Space Station. 

In addition, Markforged is also the leader of the market of Metal 3D Printer, metal FFF type (metal fused filament fabrication). This uses materials in a form of wire and place the workpieces into sintering furnace at the completion of printing. This process of printing metals is different from Powder Bed Fusion printing machine, which uses electron beam to form metal powder. The process is complicated and costly compared to metal printing machines from Markforged, which have been designed for easy accessibility, safe for users, high stability, and at a more affordable price by 5 – 10 times. It also supports stainless steel materials, such as bronze, Inconel, and other grades of tool steel.

Markforged, while offering 3D Printers, also functions as a software company. We are the first to develop Cloud Software system to give commands to 3D Printers, making it possible for customers to print at any location, whether at home or in the factory. We are also the first company to manufacture 3D Printer that has been certified by ISO 27001, building confidence in customers regarding safety of the information storage system. In addition to this, artificial intelligence (AI) can be brought to be used with the inspection system of automatic workpieces in some models of printing machines. The more the customer manufactures, the more the machine will learn, and eventually it will become smarter and can perform printing in an accurate manner progressively. Recently, with a software called ‘Simulation’, prediction and trial and error would no longer be necessary, as it helps simulate the durability of workpieces. This software can be used for confirmation prior to printing, reducing the cost of materials and time in trial and error. 

Article by: Cerathai Co., Ltd. & MEGA Tech

本メタルカットの記事においてMEGA Techは、現在の急速な変化の重要性を認識し産業工場での技術の発展をもたらした Cerathai Company Limited の 3D プリンターを紹介できる事を光栄に思う。3D プリンターは成長と可能性のチャネルを提供するテクノロジーの一つあり業界にとって非常に重要だ。 長年3DプリンターをリードしてきたMarkforgedは顧客の製造要求をその最高の効率で満たすマシンであると我々は信じている。

3Dプリンターといえば試作品だけを印刷するイメージで現実への応用がでないと認識されがちな、それでももう数十年にわたって使われている技術だ。これにはワークの品質、耐久性、精度、材料の選択肢が限られている事などの様々な理由によるものだ。しかしながら技術の急速な発展の結果この考えは現実離れして来た。最終用途部品に 3D プリンターを使用するトレンドは米国から炭素繊維と金属を輸入している Markforged などの企業が主導しており産業用途向けのソリューションの開発に重点を置いている。 一方3Dプリンター企業の多くは業界の破壊者と見なされており3D印刷業界を新しい時代に導くラピッドプロトタイピング市場に焦点を当てている。

3Dプリンター市場はコロナパンデミック、インフレ、戦争、材料の価格、中国のゼロコロナ政策などの過去2〜3年間に発生した色々なハプニングで成長率の高い業界と見なされている。これがまさに製造業者がワークピースを製造するための新しいソリューションを見つけるための促進剤であった。確かに、3D プリンターはまだ全てのモノを製造することはできないが、にもかかわらずそれらの製造方法を正しい方法で使用すれば要求は充分に満たす事が可能だ。これが理由で当社は3D プリンターのみを販売するだけでなくプリンター、材料、ソフトウェア、およびにサービスで構成されるデジタル フォージまたはデジタル ファクトリーと呼ばれる完全なソリューションを開発して顧客がいつでもどこでも製造の品質を最大化できるようにしているのだ。これによりサプライヤーとのやり取りが不要になり柔軟性と効率が向上しサプライチェーンの問題が大幅に減少する。現在技術投資を行わなかった企業はそれを行ってきた競合他社に比べて不利な立場に置かれている。

前述した様に3D プリンターを使用する際に多くのユーザーが経験する問題はワークの耐久性の低さだ。企業によってはプリンターに何百万ドルも投資したのだが、その結果は壊れやすく脆いワークピースが生産されてしまっている。結局のところ金属は未だにCNCによる研磨が必要なのだ。そのためにMarkforged は複合繊維強化 (CFR) と呼ばれる新しい 3D 印刷技術を開発し、これにより炭素繊維、Keviar、グラスファイバーなどのポリマーなどの印刷が可能になった。このロジックは構造耐久性を高めるために鉄筋補強が必要なコンクリート打設と同じものだ。これにより、ABS や PLA などのプラスチック材料のみを印刷する通常の 3D プリンターで作成されたワークピースの強度が向上する。 治具・治具、グリッパー、スペアパーツ、その他の機械部品の試作など様々な面で製造の需要を満たすアルミ製ワークピースの代替品と成り得る。

炭素繊維は金属よりも耐久性が高くプラスチックよりも軽い高品質のエンジニアリング材料だ。これらはBMWの一部のモデルの電気自動車ボディや最大 50% の炭素繊維で構成されるボーイング航空機の新しいモデルの構造などの自動車業界や航空宇宙産業業界で利用されている。その結果Markforgedは炭素繊維を使用した 3D 印刷技術を開発した。現在世界中に15,000社を超えるユーザーがいる。Markforgedのプリンターで製造されたワークピースは自動車および電子ワークピースを製造する工場で使用されており更には国際宇宙ステーションの宇宙空間でも使用も可能だ。

　　　Markforgedはまた金属 3D プリンター、金属 FFF タイプ (金属溶融フィラメント製造) の市場のリーダーでもある。ワイヤー状の素材を使用し印刷完了時に焼成炉に投入する。金属を印刷するこのプロセスは電子ビームを使用して金属粉末を形成するパウダー ベッド フュージョン印刷機とは異なる。簡単にアクセス可能でユーザーにとって安全で高安定性であり5 ～ 10 倍手頃な価格で設計されている Markforged の金属印刷機と比較ではこのプロセスは複雑でコスト高である。また、ブロンズ、インコネル、およびにその他のグレードの工具鋼などのステンレス鋼材料も使用可能だ。

　　　Markforgedは3Dプリンターを販売一方でソフトウェア会社としても事業を行っている。 当社は3Dプリンターにコマンドを与えるクラウドソフトウェアシステムを業界で初めて開発しお客様が自宅や工場などのあらゆる場所で印刷できる事を可能にした。またISO 27001の認証を受けた 3D プリンターを製造した最初の企業でもあり情報ストレージ システムの安全性に関する顧客の信頼を築いている。これに加えて印刷機の一部のモデルでは自動ワークピースの検査システムで人工知能 (AI)の使用が可能。お客様が製造すればする程機械は学習し最終的には賢くなり段階的に正確に印刷できるようになる。最近では「シミュレーション」というソフトウェアを使えばワークの耐久性をシミュレートできるため結果の予測や試行錯誤が不要になる。このソフトウェアは印刷前の確認として使用できるため材料費や試行錯誤の時間が削減できる。