Article by: Thaisakol Group Co., Ltd. & MEGA Tech

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ , 3D Printer มีการพัฒนาแบบก้าวกระโดด MEGA Tech ขอนำเสนอหนึ่งในเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพและน่าสนใจ คือ  ระบบ Binder Jetting ซึ่งเป็นกระบวนการที่ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อย ๆ ในอุตสาหกรรมต่างๆ เหตุผลของความนิยมนี้ก็คือ เทคโนโลยี Binder Jetting สามารถให้ข้อดีมากมายแก่ผู้ผลิต ทั้งในส่วนของกระบวนการผลิตและการพัฒนานวัตกรรมผลิตภัณฑ์

นวัตกรรมกระบวนการผลิต – ลดระยะเวลาและต้นทุน ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ 3D Printer

  การผลิตด้วยการพิมพ์ 3 มิติ , 3D Printer ไม่จำเป็นต้องใช้แม่พิมพ์ในการพิมพ์ซึ่งหมายความว่า สามารถที่จะผลิตชิ้นงานได้รวดเร็วขึ้นและใช้ต้นทุนน้อยลงเมื่อเทียบกับวิธีการผลิตแบบดั้งเดิม สิ่งที่ทำให้เทคโนโลยีการ Binder Jetting แตกต่างจากการพิมพ์ 3 มิติ, 3D Printing ทั่วไป เช่น DMLS, SLS, SLM และ EBM ก็คือ เทคโนโลยีนี้ช่วยให้สามารถผลิตชิ้นงานได้เป็นจำนวนมาก โดยสามารถเริ่มการพิมพ์ได้ทันทีหลังจากสรุปการออกแบบชิ้นงานแล้ว รวมทั้งยังสามารถพิมพ์ชิ้นงานได้หลายร้อยชิ้นเพียงข้ามคืน แทนที่จะต้องใช้รอแม่พิมพ์เป็นเวลาหลายสัปดาห์เหมือนกับการผลิตด้วยวิธีการแบบดั้งเดิม เช่น การฉีดขึ้นรูปโลหะ (MIM) การหล่อ การฟอร์จ การอัดรีด หรือการตัดเฉือนชิ้นงานจำนวนมาก นอกจากนั้นแล้ว การผลิตด้วย Binder Jetting ยังไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือเฉพาะทางใดๆ ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนหากต้องแก้ไขการออกแบบชิ้นงาน โดยเพียงแค่อัพเดทไฟล์ CAD ใหม่ แล้วส่งไฟล์ชิ้นงานที่ออกแบบใหม่ไปยังเครื่องพิมพ์เท่านั้น ความสามารถนี้ทำให้สามารถออกแบบชิ้นงานได้โดยอิสระอย่างที่ไม่เคยทำได้มาก่อน อีกทั้งยังช่วยให้สามารถพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น และยังสามารถออกแบบผลิตภัณฑ์พิเศษเพื่อตอบโจทย์ความต้องการของลูกค้าแต่ละรายได้โดยเฉพาะ

การพิมพ์แบบ 3 มิติ , 3D Printing ไม่จำเป็นต้องใช้ระบบทูลลิ่ง ซึ่งหมายความว่า ผู้ผลิตไม่จำเป็นต้องนำต้นทุนของระบบทูลลิ่งมาคำนวณรวมกับต้นทุนชิ้นงาน โดยปกติแล้ว ต้นทุนรวมของระบบทูลลิ่งมักจะมีมูลค่าสูงถึงหลายหมื่นดอลลาร์ ดังนั้นสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ, 3D Printing แล้ว ยิ่งจำนวนชิ้นงานมากขึ้น ก็จะยิ่งทำให้ประหยัดต้นทุนต่อชิ้นงานได้มากขึ้น ในบางกรณี การผลิตด้วยการตัดเฉือนอาจใช้เงินลงทุนน้อยกว่าระบบทูลลิ่งมาก แต่การผลิตด้วยการพิมพ์ 3 มิติยังคงสามารถที่จะประหยัดต้นทุนได้มากกว่า เนื่องจากช่วยลดการสึกหรอของเครื่องมือตัด นอกจากนั้นแล้ว การพิมพ์ 3 มิติยังช่วยลดภาระของผู้ควบคุมเครื่องในระหว่างกระบวนการผลิต ซึ่งช่วยลดต้นทุนค่าแรงลงได้อีกทางหนึ่ง

นอกจากนั้นแล้ว การผลิตโดยไม่ต้องใช้ระบบทูลลิ่งยังช่วยให้สภาพแวดล้อมการผลิตมีความคล่องตัวสูง ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการจัดการคลังสินค้าและวัสดุคงคลัง ผู้ผลิตสามารถที่จะพิมพ์ชิ้นงาน โดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ , 3D Printer ได้อย่างรวดเร็วทันทีที่ต้องการ รวมทั้งยังไม่จำเป็นต้องเก็บเครื่องมือเก่าเอาไว้เผื่อในกรณีที่อาจต้องนำกลับมาใช้ในอนาคต แต่สามารถที่จะสร้าง “คลังสินค้าแบบดิจิตอล” ขึ้นมาแทน สำหรับเก็บไฟล์ออกแบบชิ้นงานและ Download ออกมาใช้พิมพ์ออกมาเป็นชิ้นงานได้ทันทีเมื่อต้องการ

นวัตกรรมผลิตภัณฑ์ – สร้างแบรนด์ของคุณเอง ด้วย การพิมพ์แบบ 3 มิติ , 3D Printing

การผลิตด้วยวิธีดั้งเดิมมักจะมีข้อจำกัดในการออกแบบ เพื่อช่วยให้ขั้นตอนการผลิตง่ายขึ้น และเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถผลิตชิ้นงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและคุ้มค่าต่อต้นทุน ข้อจำกัดเหล่านี้เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่า ชิ้นงานจะออกมามีคุณภาพดี คุ้มค่าต่อตุ้นทุน และมีกำลังการผลิตตรงตามที่ต้องการสำหรับวิธีการผลิตแบบลดเนื้อวัสดุ เช่น การตัดเฉือนและการผลิตด้วยระบบทูลลิ่ง เช่น การฉีดขึ้นรูปและการหล่อ

ตัวอย่างที่ชัดเจนของข้อจำกัดของการผลิตด้วยวิธีดั้งเดิมสามารถเห็นได้อย่างชัดเจนจากการผลิตชิ้นงานด้วยการตัดเฉือน ซึ่งถ้าหากผู้ออกแบบต้องการเพิ่มรูปทรงใหม่ให้กับชิ้นงาน จะทำให้ต้องใช้ระยะเวลาตัดเฉือนมากขึ้น และมักจะส่งผลให้ต้นทุนสูงขึ้นมาก วิธีการผลิตแบบดั้งเดิมวิธีอื่นๆ เช่น การฉีดขึ้นรูป การหล่อ หรือการฟอร์จ ก็เผชิญกับปัญหาเดียวกัน นั่นคือ การแก้ไขรูปทรงชิ้นงานจะส่งผลให้ความซับซ้อนและต้นทุนของระบบทูลลิ่งเพิ่มสูงขึ้นอย่างมาก หรืออาจจะถึงขั้นทำให้ไม่สามารถผลิตชิ้นงานนั้นๆ ออกมาได้ การผลิตชิ้นงานภายใต้ข้อจำกัดการออกแบบนี้ ส่งผลให้ผู้ผลิตต้องพึ่งพาแนวทางการออกแบบที่ช่วยให้ผลิตได้ง่าย แต่มักจะต้องแลกมาด้วยประสิทธิภาพของชิ้นงานนั้นๆ

• 

• 

• 

ในทางตรงกันข้าม การผลิตด้วยวิธีการใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ, 3D Printer เป็นการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ โดยสร้างชิ้นงานขึ้นมาทีละชั้น ทำให้สามารถสร้างรูปทรงที่มีความซับซ้อนได้ เช่น รูปทรงที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ร่องบ่า รูที่ไม่ใช่ทรงกลม ชิ้นส่วนที่เกิดจากการประกอบชิ้นส่วนย่อยหลายๆ ชิ้น หรือแม้แต่รูปทรงช่วยลดน้ำหนัก เช่น โครงตาข่าย (Lattice) ซึ่งเป็นรูปทรงชิ้นงานที่ไม่สามารถผลิตได้หรือไม่คุ้มค่าที่จะผลิตด้วยวิธีการผลิตแบบดั้งเดิมเนื่องจากปัญหาด้านความยากและต้นทุนการผลิต แต่เป็นรูปทรงที่สามารถผลิตด้วยกระบวนการ Binder Jetting ได้อย่างสะดวก รวมทั้งมักจะมีต้นทุนต่ำกว่า ตัวอย่างเช่น การผลิตรูปทรงช่วยลดน้ำหนักด้วยวิธีการพิมพ์ 3 มิติ , 3D Printing จะทำให้ใช้วัสดุน้อยลง ส่งผลให้ต้นทุนต่ำลง แต่ถ้าหากผลิตด้วยวิธีการแบบดั้งเดิม กลับจะทำให้ต้นทุนการผลิตสูงขึ้นเนื่องจากต้องตัดเฉือนหลายรอบในกรณีของการผลิตด้วยการตัดเฉือน หรือเนื่องจากต้องใช้ระบบทูลลิ่งที่มีความซับซ้อนสูงในกรณีของการฉีดขึ้นรูปและการหล่อ การพิมพ์ 3 มิติ , 3D Printing เป็นกระบวนการผลิตชิ้นงานรูปแบบใหม่ที่จะช่วยสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับทั้งผู้ใช้และอุตสาหกรรมโดยรวม นอกจากนี้ ยังช่วยให้คุณสามารถสร้างแบรนด์ของตัวเองขึ้นมาและก้าวสู่การเป็นผู้นำตลาดได้แบบง่ายๆ แค่มีไอเดียดีๆ และเครื่องพิมพ์ 3 มิติ, 3D Printer อีกเครื่องเท่านั้น

สามารถดูข้อมูลเกี่ยวกับ เครื่องพิมพ์ 3 มิติ, 3D Printer ได้ที่ : http://www.thaisakolgroup.com/

Article by: Thaisakol Group Co., Ltd. & MEGA Tech

In the recent years, there is a leap of development of metal 3D printing technology. MEGA Tech proud to present one of the rising and promising technology is the binder jetting where it has been used increasingly across industries. Why is that? This is because the binder jetting technology offers a heart of advantages for manufacturers, spanning both process and product innovations.

PROCESS INNOVATION – REDUCE TIME & COST

                3D printing requires no tooling, meaning parts can often be produced faster and more affordably than traditional manufacturing processes. But unlike legacy metal 3D printing technologies like DMLS, SLS, SLM, and EBM, Binder Jetting allows for these parts to be produced in high volumes. As soon as designs are finalized, printing can begin, and hundreds of parts can be printed overnight, as opposed to waiting weeks for the fabrication of hard tooling common with traditional manufacturing methods like MIM, casting, forging, extrusion, and high volume machining. Since fabrication is not tied to a particular tool, binder jetting significantly simplifies the process of changing a design – simply update the CAD file and send the new designs to the printer. That ability to update designs as needed enables unprecedented design freedom and allows for the development of products with improved performance and specialized designs that can be customized to meet end-users’ exact needs.

                The tooling-free nature of metal 3D printing means manufacturers do not need to factor tool amortization into part costs. For many quantities of parts, this leads to significant per-part savings, since tooling costs often add up to tens of thousands of dollars. While machining can sometimes be done with a significantly smaller investment in tooling, 3D printing still produces cost saving by reducing wear on cutting tools, and the minimal operator burden associated with printing parts saves on labor costs. Printing also dramatically reduces the number of steps involved in manufacturing, building parts layer by layer, as opposed to machining, where different features may require multiple machines and orientations. Similarly, entire builds can be set up in just one to two hours, regardless of the number of parts and complexity. Fixturing for each machined part, meanwhile, must be carefully considered and implemented, a process that requires hours for each unique geometry.

                Besides, this tooling-free manufacturing process leads to a very agile manufacturing environment, often resulting in reduced warehousing and inventory needs. Manufacturers simply print the parts quickly when they need them, and no longer need to store old tools indefinitely on the off chance they may be needed, but can instead create “digital warehouses” to store part files and call them up for printing when needed.

PRODUCT INNOVATION – BUILD YOUR OWN BRAND

                To ensure parts can be produced efficiently and affordably, traditional manufacturing design often comes with restrictions intended to enable ease of manufacturing. Such restrictions are necessary to ensure part success, economics, and throughput for subtractive methods like machining and hard tooling-based manufacturing methods like MIM and casting.

                A prime example of the restrictions traditional manufacturing faces is in machined parts. Though designers may want to add new features to parts, doing so translates into increased machining time, and often results in significant cost increases. Other traditional manufacturing methods – like MIM, casting or forging – face similar challenges; new features mean significant increases in tooling complexity and costs and may even make parts impossible to produce. By restricting the features, a part can utilize, manufacturers wind up with designs that, while easy to produce, often make sacrifices in part performance.

• 

• 

• 

Unlike these traditional manufacturing processes, 3D printing is an additive process, building parts up layer by layer. This allows for the creation of many features of complexity – like organic shapes, undercuts, noncircular holes, consolidated assemblies, and lightweighting features like lattices – that otherwise aren’t possible or cannot be justified due to manufacturing difficulty and cost with traditional methods.

                Those features can be seamlessly integrated into binder jet parts, and often reduce the cost of producing the components. Lightweighting features, for example, remove material, reducing the cost of printed components, but almost always increase the cost of a traditionally-manufactured part due to the increased number of cuts for machining or tool complexity for MIM and casting.

                This will result in a new-born part which can add value to the user and the whole industry. On top of that, you can build your own brand and be the first in the market by having just your idea and a 3D printer.

Article by: Thaisakol Group Co., Ltd. & MEGA Tech

近年金属3Dプリント技術の発展が飛躍的に進んでいる。注目を集めている有望な技術の 1 つは業界全体で益々利用が増えているバインダー ジェッティングだ。その理由はバインダー ジェッティング技術がプロセスと製品のイノベーションにおいて製造業者にとって重要な利点をもたらすからである。

プロセスイノペーション‐時間とコストの削減

            3D プリントは工具を必要としないため可也の割合で従来の製造プロセスよりも迅速かつ手頃な価格で部品の製造が可能。しかしDMLS、SLS、SLM、EBM等の従来の金属 3D プリント技術とは異なりバインダー ジェッティングはこれらの部品の大量生産が可能。デザインが完成したら直ちにプリントの開始が可能で何百もの部品を一晩でプリントできる。MIM、鋳造、鍛造、押し出し、そして大量機械加工など従来の製造方法に共通するハード ツーリング加工のために数週間待つ必要が無い。

            製造加工は特定のツールに縛られないのでバインダー ジェッティングはCAD ファイルを更新して新しいデザインをプリンターに送信するだけでデザインを変更するプロセスを大幅に簡素化できる。必要に応じて設計を更新できるこの機能により比類ない設計の自由度を実現、パフォーマンスが向上された製品の開発とエンドユーザーの正確なニーズを満たすようにカスタマイズできる特殊な設計が可能。

            金属3Dプリントのツールが不要という利点はメーカーがツールの償却を部品コストに織り込む必要がないと言うことを意味する。数量の多い部品の場合には部品あたりの大幅な節約につながるのだがその理由は金型のコストがしばしば数万ドルに上るからである。工具への投資を大幅に抑えて機械加工を行う事ができる場合もあるが3Dプリントは依然として切削工具の摩耗を減らしコストを削減し部品のプリントに係わるオペレーターの負担を最小限に抑えることで人件費を節約する。また様々な機能に複数の機械と調整が必要になる可能性のある機械加工とは対照的にプリントは製造に関連するステップ数を大幅に削減しレイヤーごとに部品を造っていく。同様に部品の数や複雑さに関係なくわずか1 ～ 2 時間でセットアップ可能。一方各機械加工部品の治具は慎重に行なっていく必要があり独自のジオメトリ毎にそのプロセスは何時間も掛かる。

            そして更にはこの工具不要の製造プロセスは非常に機敏な製造環境を作り出し倉庫保管と在庫の必要性が減少する場合が多い。製造業者は必要な時に部品を素早くプリントすれば良く、いつか必要になるかも知れないからと言う理由で古いツールを保管する必要がない。その代わりに「デジタル ウェアハウス」を作成して部品ファイルを保管し必要な時にプリントで呼び出せる。

プロダクツイノベーション-独自のブランドを構築する

            従来の製造設計には部品を効率的かつ手頃な価格で製造できるようにするために製造を容易にするための制限が伴う事があるがこのような制限は部品製作の成功、経済性、およびに機械加工などの減法やMIM や鋳造などのハードツーリング ベースの製造方法のスループットを確保するためには必要なのだ。

            従来の製造業が直面している制限の典型的な例は機械加工された部品である。設計者は部品に新しい機能を追加したいと考えるのだがそうすると加工時間が長くなり多くの場合大幅なコスト増に繋がる。MIM、鋳造、鍛造等の従来の製造方法も同様の課題に直面しており新しい機能はツールの複雑さとコストの大幅な増加を意味し時には部品の製造自体が不可能になる事もある。パーツが利用できる機能を制限する事でメーカーは製造が容易である一方でパーツの性能を犠牲にする事が多い設計となる。

• 

• 

• 

これらの従来の製造プロセスとは異なり3Dプリントは積層プロセスでありパーツをレイヤーごとに構築する。これによりオーガニックシェープ、アンダーカット、非円形穴、統合アセンブリそしてラティスなどの軽量化機能等多くの複雑な機能が作成可能でありこれらの機能がなければ従来の方法では製造が困難でコストが掛かるため意味を持たなかった。これらの機能はバインダー ジェット部品にシームレスに組み込む事が可能で多くの場合コンポーネントの製造コストを削減できる。例えば軽量化機能は材料を取り除きプリントされたコンポーネントのコストを削減するが殆どの場合機械加工のカット数の増加や MIM およびに鋳造のツールの複雑さにより従来の方法で製造された部品のコストを増加させる。

            これにより市場とユーザーに付加価値を提供できる新しい部品が出現する。そして自分のアイデアと 3D プリンターさえ有れば独自のブランドを構築して市場に一番乗りする事が可能なのだ。