การพิมพ์สามมิติด้วยเทคโนโลยี Selective Laser Sintering (SLS) เป็นโซลูชันที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตชิ้นส่วนสิ้นเปลือง (Consumable Parts) ตามความต้องการ ในต้นทุนที่คุ้มค่า เช่น แผ่นรองคอลเล็ต (Collet Pads) เหล่านี้ ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกลางเชื่อมต่อระหว่างชิ้นงานที่มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลากับเครื่องกลึง CNC

ฟิกซ์เจอร์ (Fixtures) และจิ๊ก (Jigs) สำหรับงานแมชชีน เป็นเครื่องมือที่ใช้ในกระบวนการผลิตแบบตัดเฉือนวัสดุ (Subtractive Manufacturing) เช่น งานแมชชีน CNC เพื่อให้มั่นใจว่าการจัดตำแหน่งชิ้นงานมีความแม่นยำและการทำงานมีความปลอดภัย

ในขณะที่ฟิกซ์เจอร์เป็นอุปกรณ์จับยึดชิ้นงาน (Workholding Device) ที่ใช้ยึดชิ้นงานโลหะหรือวัสดุอื่นให้อยู่กับที่ระหว่างกระบวนการกัดด้วย CNC (CNC Milling) หรือการกลึงด้วย CNC (CNC Turning) จิ๊กจะทำหน้าที่เป็นตัวกำหนดแนวทางการเคลื่อนที่ของเครื่องมือตัดหรือเครื่องมือกัด โดยตัวจิ๊กสามารถเคลื่อนที่ไปพร้อมกับเครื่องมือได้ ขณะเดียวกันก็ช่วยรักษาแนวทางการเคลื่อนที่ให้เป็นไปตามเส้นทางที่กำหนดไว้อย่างแม่นยำ

จิ๊กมักพบได้บ่อยในโรงงานหรือเวิร์กช็อปขนาดเล็กที่อาจยังไม่มีระบบ CNC ที่ซับซ้อน และยังใช้การกัดหรือการกลึงแบบควบคุมด้วยมือ (Manual Operation) อยู่ โดยจิ๊กสำหรับงานกัด (Milling Jig) จะทำหน้าที่เป็นระบบป้องกันความผิดพลาด (Failsafe) และช่วยลดโอกาสเกิดข้อผิดพลาดจากผู้ปฏิบัติงาน

เครื่องมือเหล่านี้ ซึ่งในอดีตมักผลิตจากโลหะ ไม้ หรือพลาสติก ถูกใช้งานทุกวันในการผลิตชิ้นส่วนนับล้านชิ้นผ่านกระบวนการตัดเฉือน เช่น การกัดหรือการกลึง CNC และมีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของกระบวนการผลิต

ด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่อย่างการพิมพ์สามมิติ (3D Printing) และการออกแบบด้วยคอมพิวเตอร์ (Computer-Aided Design: CAD) จึงสามารถพัฒนาจิ๊กและฟิกซ์เจอร์สำหรับงานแมชชีนให้ดียิ่งขึ้นได้ในหลายด้าน ไม่ว่าจะเป็นการลดต้นทุน การปรับแต่งให้ตรงกับการใช้งานเฉพาะทาง การลดการสูญเสียวัสดุ และประโยชน์อื่น ๆ อีกมากมาย.

บทนำเกี่ยวกับฟิกซ์เจอร์และจิ๊กสำหรับงานแมชชีน

การแมชชีน (Machining) คืออะไร?

ในกระบวนการกลึง CNC (CNC Turning) ที่แสดงในภาพด้านบน เครื่องกลึง (Lathe) ถูกใช้เพื่อหมุนชิ้นงานทรงกระบอกที่ทำจากทองเหลือง ขณะที่เครื่องมือตัดเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง

ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานแมชชีน (Machining Fixtures) ที่ใช้งานอยู่ในภาพ คือบล็อกโลหะสีเงินทางด้านซ้าย ซึ่งทำหน้าที่เป็นแคลมป์จับยึดชิ้นงาน (Workholding Clamps) เพื่อยึดชิ้นงานให้อยู่ในตำแหน่งอย่างมั่นคงระหว่างกระบวนการตัดเฉือน.

การแมชชีน (Machining) หมายถึง กระบวนการผลิตแบบตัดเฉือนวัสดุ (Subtractive Manufacturing) ทุกประเภท ที่มีการนำวัสดุออกจากชิ้นงานขนาดใหญ่ เพื่อสร้างรูปร่างตามที่ต้องการ

การแมชชีนเป็นวิธีหลักในการสร้างชิ้นงานที่มีรูปทรงเฉพาะจากวัตถุดิบ เช่น ไม้ โลหะ เซรามิก และวัสดุอื่น ๆ มานานหลายร้อยปี แม้ว่าคำว่า “Machining” ในปัจจุบันมักจะหมายถึงกระบวนการผลิตในภาคอุตสาหกรรม แต่ในอดีตกระบวนการลักษณะเดียวกันนี้ส่วนใหญ่เป็นการแกะสลักหรือขึ้นรูปด้วยมือ

การแมชชีนมีอยู่หลายประเภท ซึ่งแต่ละประเภทจะแตกต่างกันตามวิธีการกำจัดวัสดุออกจากชิ้นงาน รวมถึงชนิดของเครื่องมือที่ใช้ในการตัดเฉือนวัสดุนั้น ๆ.

ประเภทหลักของกระบวนการแมชชีน (Machining Operations)

สิ่งที่กล่าวมาข้างต้นเป็นเพียงบางส่วนของประเภทและหมวดหมู่ย่อยของกระบวนการแมชชีน (Machining Operations) เท่านั้น โดยการแมชชีนแต่ละประเภทสามารถจำแนกได้จากหลายปัจจัย เช่น วิธีการกำจัดวัสดุออกจากชิ้นงาน ชนิดของเครื่องมือที่ใช้ ลักษณะการหมุนของชิ้นงานหรือเครื่องมือ รวมถึงองค์ประกอบอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการตัดเฉือน.

1. การกัด (Milling): ใช้เครื่องมือตัดที่หมุนด้วยความเร็วสูง ในระหว่างกระบวนการกัด วัสดุของชิ้นงานจะถูกยึดให้อยู่นิ่ง ขณะที่เครื่องมือตัดเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ชิ้นงานเพื่อตัดวัสดุส่วนเกินออก จนได้รูปทรงตามที่ต้องการ
2. การกลึง (Turning): วิธีนี้ใช้เครื่องมือตัดที่อยู่กับที่ในการตัดวัสดุออกจากชิ้นงานที่หมุนด้วยความเร็วสูง ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานกลึง CNC จึงจำเป็นต้องสามารถจับยึดชิ้นงานได้อย่างมั่นคงและปลอดภัยตลอดการหมุนด้วยความเร็วสูง
3. การเจาะ (Drilling): เป็นกระบวนการแมชชีนที่พบได้บ่อยที่สุด ใช้สำหรับสร้างรูขนาดเล็ก (เล็กกว่ารูที่ได้จากการคว้าน หรือ Boring) การเจาะสามารถทำได้ทั้งด้วยเครื่องจักรและสว่านมือถือที่ใช้กันทั่วไปในครัวเรือน
4. การคว้าน (Boring): แม้หลายคนจะคุ้นเคยกับคำว่า Boring ในความหมายของการเจาะหลุมในพื้นดิน แต่ในงานแมชชีน Boring คือกระบวนการสร้างหรือขยายรูทรงกระบอกภายในชิ้นงาน เช่น การผลิตลำกล้องปืน
5. การบรอช (Broaching): เครื่องมือบรอช (Broach) จะมีฟันตัดหลายซี่เรียงต่อกันเพื่อค่อย ๆ กัดกินวัสดุออกจากชิ้นงานจนได้รูปทรงที่ต้องการ เป็นกระบวนการหลักที่ใช้ในการผลิตเฟือง (Gears) การบรอชแบบเส้นตรง (Linear Broaching) จะดันเครื่องมือผ่านชิ้นงาน ส่วนการบรอชแบบหมุน (Rotary Broaching) จะทำให้ทั้งเครื่องมือและชิ้นงานหมุนไปพร้อมกัน จึงต้องใช้ฟิกซ์เจอร์จับยึดชิ้นงานให้อยู่กับที่อย่างมั่นคง
6. การเจียระไน (Grinding): โดยทั่วไปใช้เป็นกระบวนการเก็บผิวงาน (Finishing Process) มากกว่าการกำจัดวัสดุปริมาณมาก มักใช้เป็นขั้นตอนรองเพื่อปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวของชิ้นงานที่ผ่านการตัดเฉือนมาแล้ว
7. การรีม (Reaming): ใช้สำหรับขยายหรือปรับแต่งรูที่ผ่านการเจาะมาแล้ว โดยใช้เครื่องมือหลายคมตัดในการกำจัดวัสดุภายในรู เพื่อให้ได้ขนาดและความเรียบที่แม่นยำมากขึ้น
8. การไส (Planing): คล้ายกับการไสไม้ โดยใช้เครื่องมือตัดที่อยู่กับที่ และเคลื่อนชิ้นงานผ่านเครื่องมือเพื่อตัดวัสดุออกตามรูปทรงที่ต้องการ การไสเหมาะสำหรับการสร้างพื้นผิวเรียบและเรียบเนียน รวมถึงการสร้างรอยต่อแบบหางเหยี่ยว (Dovetail Joint) และพื้นผิวโค้งหรือเว้า
9. การเลื่อย (Sawing): เป็นกระบวนการตัดเฉือนที่เข้าใจได้ง่าย โดยใช้เครื่องมือตัดที่มีฟันเลื่อยหรือคมตัดหยัก เพื่อแยกหรือแบ่งชิ้นงานออกเป็นหลายส่วน
10. การตัดด้วยวอเตอร์เจ็ต (Waterjet Cutting): เป็นกระบวนการแมชชีนที่ใช้กระแสน้ำแรงดันสูงในการตัดแยกวัสดุหรือกำจัดวัสดุออกจากชิ้นงาน
11. การตัดด้วยความร้อน (Burning Machining Methods): เป็นกลุ่มกระบวนการตัดเฉือนที่ใช้ความร้อนเข้มข้นสูงในการแยกวัสดุออกจากกัน เช่น เครื่องตัดพลาสมา (Plasma Cutter) เครื่องตัดเลเซอร์ (Laser Cutter) และการตัดด้วยแก๊สออกซีเชื้อเพลิง (Oxy-Fuel Cutting) ซึ่งมักใช้ในงานที่ต้องการความแม่นยำสูงเป็นพิเศษ.

อุปกรณ์สนับสนุนกระบวนการแมชชีน: ฟิกซ์เจอร์และจิ๊ก

ชิ้นส่วนยานยนต์นี้ (ชิ้นส่วนสีเงินตรงกลาง) กำลังถูกกัดขึ้นรูป (Milling) ขณะที่ถูกยึดให้อยู่กับที่ด้วยฟิกซ์เจอร์แบบสองชิ้น (ชิ้นส่วนสีเทาเข้มด้านซ้ายและด้านขวา)

หรือแปลให้อ่านเป็นธรรมชาติในเชิงเทคนิคได้ว่า

ชิ้นส่วนยานยนต์สีเงินที่อยู่ตรงกลางกำลังอยู่ในกระบวนการกัดด้วยเครื่องจักร โดยมีฟิกซ์เจอร์แบบสองชิ้นซึ่งเป็นชิ้นส่วนสีเทาเข้มทางด้านซ้ายและขวา ทำหน้าที่จับยึดชิ้นงานให้อยู่ในตำแหน่งอย่างมั่นคงระหว่างการตัดเฉือน.

เพื่อให้สามารถตัดเฉือนวัสดุได้อย่างแม่นยำและสม่ำเสมอ จำเป็นต้องใช้ฟิกซ์เจอร์ (Fixtures) และจิ๊ก (Jigs) สำหรับงานแมชชีน เครื่องมือสำหรับจับยึดหรือกำหนดแนวทางเหล่านี้ช่วยสร้างความมั่นคงระหว่างกระบวนการตัดเฉือน และช่วยให้ชิ้นส่วนที่ผลิตออกมามีความสม่ำเสมอ สามารถใช้ทดแทนกันได้ (Interchangeability)

ฟิกซ์เจอร์และจิ๊กช่วยลดผลกระทบจากความผิดพลาดของมนุษย์ (Human Error) และช่วยทำให้กระบวนการผลิตเป็นมาตรฐาน ซึ่งสามารถควบคุม วัดผล และทำซ้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ

จิ๊กและฟิกซ์เจอร์สำหรับงานแมชชีนช่วยให้มั่นใจได้ว่าชิ้นงานและเครื่องมือตัดถูกยึด จัดมุม และกำหนดทิศทางได้อย่างถูกต้อง อุปกรณ์ช่วยการผลิตเหล่านี้อาจมีชื่อเรียกแตกต่างกันไปตามประเภทของกระบวนการตัดเฉือน รวมถึงวิธีการจับยึดหรือการออกแรงกับชิ้นงาน แต่หน้าที่หลักของอุปกรณ์เหล่านี้คือการช่วยให้กระบวนการแมชชีนดำเนินไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการควบคุมชิ้นงานหรือเครื่องมือที่ใช้ในการตัดเฉือน

ฟิกซ์เจอร์และจิ๊กสามารถผลิตในจำนวนมาก (Mass Production) หรือผลิตขึ้นเฉพาะสำหรับงานใดงานหนึ่ง (Custom-Made) ก็ได้ นอกจากนี้ยังสามารถสร้างได้ทั้งด้วยวิธีการผลิตแบบดั้งเดิมและกระบวนการดิจิทัล รวมถึงสามารถผลิตจากวัสดุได้หลากหลายชนิด

ความก้าวหน้าในการออกแบบและพัฒนาฟิกซ์เจอร์และจิ๊ก แม้จะดูเป็นเพียงส่วนประกอบสนับสนุนการผลิต แต่สามารถส่งผลอย่างมากต่อความสำเร็จ ความแม่นยำ และความสม่ำเสมอของกระบวนการตัดเฉือนโดยรวมได้อย่างมีนัยสำคัญ.

ความสำคัญของความแม่นยำในงานแมชชีน

การแมชชีน (Machining) ถูกนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่ต้องการความแม่นยำสูงสำหรับการใช้งานในภาคอุตสาหกรรม และชิ้นส่วนเหล่านี้มักผลิตจากวัสดุ เช่น โลหะ ซึ่งเป็นวัสดุที่ขึ้นรูปให้มีความแม่นยำสูงได้ยากหรือมีต้นทุนสูงหากใช้วิธีการผลิตแบบอื่น เช่น การหล่อ (Casting) หรือการขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ (Molding)

นอกจากนี้ การแมชชีนยังเป็นกระบวนการที่ผลิตชิ้นงานทีละชิ้น และมีการสูญเสียวัสดุในรูปของเศษที่ถูกตัดออกระหว่างกระบวนการผลิต คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้การแมชชีนไม่เหมาะกับการผลิตจำนวนมาก (Mass Production) เท่ากับกระบวนการผลิตประเภทอื่น

ดังนั้น เหตุผลที่ผู้ผลิตเลือกใช้การแมชชีนจึงมาจากความต้องการด้านความแม่นยำและความเที่ยงตรงที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อชิ้นงาน

ความแม่นยำดังกล่าวได้รับการสนับสนุนส่วนหนึ่งจากฟิกซ์เจอร์และจิ๊กที่ใช้ในกระบวนการผลิต เช่น จิ๊กสำหรับงานกัด (Milling Jigs) อุปกรณ์จับยึดชิ้นงานสำหรับ CNC (CNC Workholding Devices) หรือฟิกซ์เจอร์สำหรับงานเจาะ (Drilling Fixtures)

ฟิกซ์เจอร์เหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความแม่นยำโดยรวมของกระบวนการผลิต โดยตัวฟิกซ์เจอร์เองจะต้องมีความแม่นยำสูง สามารถรักษารูปทรงของตนเองได้โดยไม่เกิดการคืบตัวหรือการเสียรูปจากแรงกดและการใช้งาน (No Creep) และในหลายกรณียังต้องได้รับการออกแบบเฉพาะให้เหมาะกับชิ้นงานแต่ละประเภทและเครื่องจักรแต่ละเครื่องอีกด้วย.

ประเภทต่าง ๆ ของจิ๊กและฟิกซ์เจอร์สำหรับงานแมชชีน

จำเป็นต้องใช้ แผ่นรองคอลเล็ตแบบสั่งทำเฉพาะ (Customized Collet Pads) เพื่อจับยึดชิ้นส่วนโลหะให้แน่นหนาภายในสปินเดิล (Spindle) สำหรับชิ้นงานแต่ละแบบที่อยู่ในกระบวนการผลิต

หรือแปลให้อ่านลื่นไหลในเชิงเทคนิคได้ว่า

แผ่นรองคอลเล็ตที่ออกแบบเฉพาะสำหรับแต่ละชิ้นงาน มีความจำเป็นในการยึดจับชิ้นส่วนโลหะให้มั่นคงภายในสปินเดิล เพื่อให้สามารถผลิตชิ้นงานได้อย่างแม่นยำตลอดกระบวนการผลิตทั้งหมด.

มีคำกล่าวที่เป็นที่รู้จักกันดีในวงการการผลิตว่า

“หากต้องการสร้างสิ่งหนึ่งขึ้นมา คุณต้องสร้างอีกสี่สิ่งก่อน จึงจะเริ่มสร้างสิ่งนั้นได้”

แนวคิดนี้สะท้อนความเป็นจริงของการผลิตได้เป็นอย่างดี และก็เป็นจริงเช่นเดียวกันสำหรับ ฟิกซ์เจอร์และจิ๊กในงานแมชชีน

กล่าวคือ ก่อนที่จะสามารถผลิตชิ้นงานจริงได้ มักจำเป็นต้องออกแบบและผลิตอุปกรณ์สนับสนุนต่าง ๆ ขึ้นมาก่อน ไม่ว่าจะเป็นฟิกซ์เจอร์ จิ๊ก อุปกรณ์จับยึด หรือเครื่องมือเฉพาะทาง เพื่อให้กระบวนการผลิตสามารถดำเนินไปได้อย่างแม่นยำ มีประสิทธิภาพ และทำซ้ำได้อย่างสม่ำเสมอ.

การจำแนกตามวัสดุหรือกระบวนการผลิต

ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานแมชชีน (Machining Fixtures) โดยทั่วไปมักผลิตจากโลหะ โดยตามธรรมเนียมแล้วจะถูกผลิตด้วยกระบวนการตัดเฉือน CNC หรือการกัด (Milling) จากเหล็กหรืออะลูมิเนียม ซึ่งให้ความแม่นยำและความแข็งแรงสูงมาก

ฟิกซ์เจอร์บางประเภทอาจผลิตด้วยกระบวนการขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ (Molding) แต่กระบวนการดังกล่าวจำเป็นต้องผลิตแม่พิมพ์ขึ้นมาก่อน ซึ่งตัวแม่พิมพ์เองก็ต้องผ่านการตัดเฉือนเช่นกัน นอกจากนี้ ฟิกซ์เจอร์ส่วนใหญ่มักผลิตในปริมาณไม่มาก ทำให้การผลิตด้วยแม่พิมพ์ไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ

การผลิตฟิกซ์เจอร์ด้วยวิธีการแบบดั้งเดิมเหล่านี้ อาจทำให้ต้องใช้เวลาหลายสัปดาห์ก่อนที่จะสามารถเริ่มกระบวนการผลิตชิ้นงานจริงได้

ในอดีต การผลิตฟิกซ์เจอร์ตามความต้องการเฉพาะ (On-Demand Fabrication) อาจทำได้ด้วยไม้ แต่ฟิกซ์เจอร์ไม้มีข้อเสียคือมักมีขนาดใหญ่ เทอะทะ และเสียหายได้ง่าย ส่งผลให้ความแม่นยำของชิ้นงานที่ผลิตออกมาลดลง

ปัจจุบัน เทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติ (3D Printing) ได้กลายมาเป็นทางเลือกใหม่สำหรับการผลิตฟิกซ์เจอร์ในงานแมชชีนที่มีจำนวนเพิ่มมากขึ้นอย่างต่อเนื่อง

การมีวัสดุที่แข็งแรง ทนทาน และทนต่ออุณหภูมิสูง เครื่องพิมพ์สามมิติที่มีให้เลือกในหลายระดับราคา รวมถึงเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติที่มีความแม่นยำสูง ทำให้โรงงานแมชชีนและเวิร์กช็อปสามารถผลิตฟิกซ์เจอร์ที่ออกแบบเฉพาะสำหรับงานแต่ละประเภทได้ง่ายขึ้น พร้อมทั้งมีความน่าเชื่อถือสูง และช่วยให้กระบวนการตัดเฉือนมีความแม่นยำมากขึ้น

ในหลายกรณี ฟิกซ์เจอร์ที่ผลิตจากพอลิเมอร์ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติสามารถใช้ทดแทนฟิกซ์เจอร์โลหะได้ อีกทั้งยังเปิดโอกาสให้สามารถออกแบบฟิกซ์เจอร์ที่ทำงานซับซ้อนมากขึ้น ใช้วัสดุน้อยลง และให้ความแม่นยำสูงกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการผลิตแบบดั้งเดิม.

การจำแนกตามการใช้งานหรือหน้าที่การทำงาน

ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานแมชชีน (Machining Fixtures) สามารถจำแนกประเภทได้จากหลายปัจจัย เช่น ประเภทของกระบวนการตัดเฉือนที่นำไปใช้ แหล่งพลังงานที่ใช้ หรือหน้าที่การทำงานและวิธีการออกแรงจับยึดชิ้นงาน

ประเภทของฟิกซ์เจอร์ต่อไปนี้เป็นการจำแนกตามกระบวนการแมชชีนที่นำไปใช้งาน

ฟิกซ์เจอร์และจิ๊กสำหรับงานกัด (Milling Fixtures or Milling Jigs)

ฟิกซ์เจอร์ที่ใช้ในงานกัดที่พบได้บ่อย ได้แก่

1. ฟิกซ์เจอร์โต๊ะหมุน (Rotary Table Fixtures)
2. ฟิกซ์เจอร์ปากกาจับชิ้นงาน (Vise Fixtures)
3. แผ่นฟิกซ์เจอร์ (Fixture Plates)
4. ฟิกซ์เจอร์แบบร่องตัวที (T-Slot Fixtures)
5. ฟิกซ์เจอร์กำหนดตำแหน่งแบบอินเด็กซ์ (Indexing Fixtures)

อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ยึดจับชิ้นงานหรือก้อนวัสดุเข้ากับโต๊ะเครื่องกัด เพื่อให้ชิ้นงานถูกยึดไว้อย่างมั่นคง ขณะที่หัวกัดเคลื่อนที่ไปรอบชิ้นงานและตัดวัสดุออกจากพื้นผิว

ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานกลึง (Turning Fixtures)

ในกระบวนการกลึง ฟิกซ์เจอร์จะทำหน้าที่จับยึดชิ้นงานเข้ากับชุดหมุนความเร็วสูงอย่างแน่นหนา ขณะที่เครื่องมือตัดจะอยู่ในตำแหน่งคงที่และตัดวัสดุออกเมื่อสัมผัสกับชิ้นงานที่กำลังหมุน

ฟิกซ์เจอร์ที่ใช้ในงานกลึง ได้แก่

1. ฟิกซ์เจอร์หน้าแปลน (Faceplate Fixtures)
2. ฟิกซ์เจอร์คอลเล็ต (Collet Fixtures)
3. ฟิกซ์เจอร์หัวจับ (Chuck Fixtures)
4. ฟิกซ์เจอร์แมนเดรล (Mandrel Fixtures)

ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานเจียระไน (Grinding Fixtures)

อุปกรณ์ที่ใช้จับยึดชิ้นงานระหว่างกระบวนการเจียระไนพื้นผิว ได้แก่

1. ฟิกซ์เจอร์แบบไร้ศูนย์กลาง (Centerless Fixtures)
2. ฟิกซ์เจอร์หัวจับแม่เหล็ก (Magnetic Chuck Fixtures)
3. ฟิกซ์เจอร์ไซน์บาร์ (Sine Bar Fixtures)

ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานเจาะ (Drilling Fixtures)

เช่นเดียวกับสว่านที่ใช้งานทั่วไป ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานเจาะพบได้ทั้งในโรงงานอุตสาหกรรมและงานช่างภายในบ้าน เช่น งานทำตู้หรืองานเฟอร์นิเจอร์

ขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งาน อุปกรณ์เหล่านี้อาจเป็น

1. ฟิกซ์เจอร์ที่ใช้ยึดชิ้นงานให้อยู่นิ่ง
2. จิ๊กที่ใช้กำหนดมุมและแนวทางการเจาะให้ถูกต้อง

ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานคว้าน (Boring Fixtures)

ในกระบวนการคว้าน จะมีการใช้

1. บาร์คว้าน (Boring Bars)
2. หัวคว้าน (Boring Head Fixtures)

เพื่อช่วยกำหนดทิศทาง มุม และแรงที่เหมาะสมในการตัดเฉือนของเครื่องมือคว้าน

การจำแนกตามแหล่งพลังงาน

ฟิกซ์เจอร์ยังสามารถแบ่งประเภทตามแหล่งพลังงานที่ใช้ได้ เช่น

1. ระบบไฮดรอลิก (Hydraulic)
2. ระบบนิวแมติก (Pneumatic)
3. ระบบไฟฟ้า (Electrical)
4. ระบบควบคุมด้วยมือ (Manual)
5. ระบบสุญญากาศ (Vacuum)
6. ระบบแม่เหล็ก (Magnetic)

การจำแนกตามวิธีการจับยึดชิ้นงาน

ฟิกซ์เจอร์สามารถจำแนกตามวิธีการยึดจับหรือควบคุมชิ้นงานได้เช่นกัน

1. ฟิกซ์เจอร์ปากกาจับชิ้นงาน (Vise Fixtures) ใช้แรงบีบจากภายนอกเพื่อยึดชิ้นงานให้อยู่กับที่
2. จิ๊ก (Jig Fixtures) ใช้กำหนดแนวทางการเคลื่อนที่ของเครื่องมือตัดตามรูปแบบที่กำหนด
3. ฟิกซ์เจอร์กำหนดมุม (Angle Fixtures) ใช้ในงานกัด CNC เพื่อรักษามุมการตัดหรือทิศทางของแรงจากเครื่องมือให้มีความแม่นยำตามที่ต้องการ

ฟิกซ์เจอร์แต่ละประเภทได้รับการออกแบบให้เหมาะกับกระบวนการผลิตเฉพาะด้าน โดยมีเป้าหมายร่วมกันคือเพิ่มความแม่นยำ ความสม่ำเสมอ และประสิทธิภาพของกระบวนการตัดเฉือน.

ฟิกซ์เจอร์และจิ๊กสำหรับงานแปรรูปโลหะประเภทอื่น ๆ

จิ๊กแขนตรง (Straight Arm Jig) นี้ประกอบด้วยชิ้นส่วนที่พิมพ์สามมิติขนาดเล็กจำนวนสองชิ้น ซึ่งติดตั้งอยู่บนแผ่นเหล็ก

รูปทรงของชิ้นส่วนมีความซับซ้อนและมีลักษณะโค้งอิสระแบบออร์แกนิก (Organic Shapes) ซึ่งเป็นรูปทรงที่ยากต่อการผลิตด้วยกระบวนการตัดเฉือนแบบดั้งเดิม นอกจากนี้ ทีมงานยังต้องการใช้งานเครื่องมือนี้ภายในเวลาเพียงหนึ่งวัน

หลังจากนำจิ๊กดังกล่าวไปใช้งานในการเชื่อมประมาณ 2,000 จุดเชื่อม (Welds) จิ๊กก็ยังคงสามารถใช้งานได้ตามปกติ แม้ว่าจะมีบางครั้งที่สะเก็ดหรือแนวเชื่อมหล่นลงบนตัวจิ๊กโดยไม่ได้ตั้งใจจนทำให้เกิดรอยบนพื้นผิวอยู่บ้างก็ตาม แต่ก็ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อการใช้งานของจิ๊กแต่อย่างใด.

แม้ว่าการเชื่อม (Welding) จะไม่ใช่กระบวนการแปรรูปโลหะแบบตัดเฉือน (Subtractive Manufacturing) เช่น การกลึง CNC (CNC Turning) การกัด (Milling) หรือการแมชชีน (Machining) แต่การเชื่อมก็เป็นอีกหนึ่งงานที่ฟิกซ์เจอร์และจิ๊ก โดยเฉพาะที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติ (3D Printing) ได้พิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์อย่างมากในการลดของเสีย ลดต้นทุน และเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการผลิต

จิ๊กสำหรับงานเชื่อม (Welding Jigs) สามารถนำไปใช้งานได้หลากหลาย เช่น

1. ใช้สำหรับทดสอบการประกอบชิ้นส่วน (Fit Tests)
2. ใช้จับยึดชิ้นงานให้อยู่ในตำแหน่งอย่างมั่นคง
3. ใช้กำหนดแนวทางการทำงานของหุ่นยนต์เชื่อม
4. ใช้สนับสนุนขั้นตอนต่าง ๆ ภายในกระบวนการเชื่อม

ประโยชน์ที่ได้รับก็ไม่ต่างจากฟิกซ์เจอร์สำหรับงาน CNC จิ๊กสำหรับงานกัด (Milling Jigs) และอุปกรณ์ช่วยการผลิตประเภทอื่น ๆ กล่าวคือ อุปกรณ์เหล่านี้ช่วยให้กระบวนการแปรรูปโลหะมีความแม่นยำ สามารถทำซ้ำได้อย่างสม่ำเสมอ และให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องมากยิ่งขึ้น

ด้วยการมีอุปกรณ์ช่วยการผลิตที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสม (Manufacturing Aids) โรงงานจึงสามารถเพิ่มคุณภาพของงาน ลดข้อผิดพลาด และรักษามาตรฐานการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ.

การพิมพ์สามมิติในฐานะทางเลือกสำหรับการออกแบบฟิกซ์เจอร์แบบเฉพาะงาน

เช่นเดียวกับอุตสาหกรรมและการใช้งานอีกมากมาย เทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติ (3D Printing) ได้เปิดโอกาสใหม่ ๆ ในการผลิตจิ๊กและฟิกซ์เจอร์สำหรับงานแมชชีนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและมีต้นทุนที่เข้าถึงได้มากขึ้น

การพิมพ์สามมิติช่วยให้สามารถปรับปรุงและพัฒนาแบบได้รวดเร็วยิ่งขึ้น (Faster Iteration) ทำให้กระบวนการพัฒนาผลิตภัณฑ์มีความครอบคลุมมากขึ้น สนับสนุนการออกแบบที่มีประสิทธิภาพกว่าเดิม และเป็นวิธีการผลิตที่มีต้นทุนต่ำสำหรับจิ๊กและฟิกซ์เจอร์ที่ผลิตเพียงชิ้นเดียว (One-Off) หรือผลิตในปริมาณน้อย

อุปกรณ์ช่วยการผลิต (Manufacturing Aids) ที่ได้รับการออกแบบและผลิตให้ดียิ่งขึ้น ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของตัวอุปกรณ์เองเท่านั้น แต่ยังส่งผลเชิงบวกต่อกระบวนการผลิตในขั้นตอนถัดไป (Downstream Effects) อีกด้วย

ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นอาจครอบคลุมตั้งแต่การปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการผลิตโดยรวม ไปจนถึงการยกระดับคุณภาพและสมรรถนะของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่นำไปใช้งานจริง (End-Use Products) อีกด้วย.

ข้อดีของการใช้เทคโนโลยี 3D Printing ในการผลิตจิ๊กและฟิกซ์เจอร์สำหรับงานแมชชีน

ในสายการผลิตของ Pankl Racing Systems แต่ละขั้นตอนการทำงานบนเครื่องกลึงอัตโนมัติ (Automatic Lathe) จำเป็นต้องใช้จิ๊กสำหรับเครื่องกลึง CNC ที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยีสามมิติ (3D Printed CNC Lathe Jig) ซึ่งออกแบบขึ้นเฉพาะสำหรับขั้นตอนนั้น ๆ

จิ๊กเหล่านี้ถูกติดตั้งเข้ากับสายพานลำเลียง (Conveyor Belt) โดยใช้ชุดยึดมาตรฐาน (Standard Shuttles) ทำให้สามารถเคลื่อนย้ายชิ้นงานผ่านแต่ละสถานีการผลิตได้อย่างแม่นยำและมีประสิทธิภาพ.

บางทีข้อดีที่เป็นที่เข้าใจกันมากที่สุดของการมีเครื่องพิมพ์สามมิติใช้งานภายในองค์กร (In-House 3D Printing) ก็คือ การเพิ่มความรวดเร็วในการพัฒนา เพราะการสร้างต้นแบบและปรับปรุงแบบได้หลายรอบมากขึ้น ช่วยให้กระบวนการออกแบบและทดสอบมีความละเอียดและครอบคลุมมากขึ้น ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ ไม่ว่าจะเป็นชิ้นส่วนใช้งานจริง (End-Use Parts) หรืออุปกรณ์ช่วยการผลิต (Manufacturing Aids) ได้รับการทดสอบและพัฒนาอย่างเข้มข้นยิ่งขึ้น

ข้อได้เปรียบด้านความรวดเร็วนี้ส่งผลอย่างมากต่ออุปกรณ์ช่วยการผลิต เนื่องจากหากอุปกรณ์เหล่านี้ไม่สามารถผลิตได้อย่างรวดเร็ว ก็จะกลายเป็นอุปสรรคที่ทำให้การสร้างต้นแบบหรือการผลิตในขั้นตอนอื่น ๆ ไม่สามารถเริ่มต้นได้

เมื่อพิจารณาถึงผลกระทบต่อกระบวนการผลิตในขั้นตอนถัดไป รวมถึงผลที่มีต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ฟิกซ์เจอร์ CNC เช่น แคลมป์จับยึดชิ้นงาน (CNC Workholding Clamps) อาจควรได้รับความสำคัญในการออกแบบมากกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน

การพิมพ์ต้นแบบของจิ๊กและฟิกซ์เจอร์สำหรับงานกัดหรือการตัดเฉือนด้วยเทคโนโลยีสามมิติ ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถทดสอบความพอดี (Fit) และประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้ได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่ในอดีตมักถูกมองว่าไม่จำเป็น เนื่องจากฟิกซ์เจอร์และจิ๊กถูกมองว่าเป็นเพียงอุปกรณ์เสริมในกระบวนการผลิต

กระบวนการดังกล่าวสามารถนำไปสู่การออกแบบที่ดีกว่าและการใช้วัสดุอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ตัวอย่างเช่น ผู้ปฏิบัติงานอาจพบว่าชิ้นส่วนควรได้รับการปรับปรุงด้านการยศาสตร์ (Ergonomics) เพื่อให้ติดตั้ง ถอดออก หรือเปลี่ยนทดแทนได้ง่ายขึ้น

นอกจากนี้ยังเปิดโอกาสให้เกิดการปรับแต่งตามความต้องการเฉพาะ (Customization) อีกด้วย เครื่องจักร CNC เช่น โต๊ะกลึง CNC (CNC Turning Tables) มักถูกผลิตแบบมาตรฐานจำนวนมาก แต่โปรแกรมการทำงานและชิ้นงานที่ผลิตนั้นมีความเฉพาะตัวสำหรับผู้ผลิตแต่ละราย

จิ๊กและฟิกซ์เจอร์ CNC สามารถทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหว่างอุปกรณ์มาตรฐานและความต้องการเฉพาะเหล่านั้นได้ เพียงแค่มีการปรับปรุงกระบวนการออกแบบฟิกซ์เจอร์ CNC ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

ความยืดหยุ่นด้านการออกแบบของเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติ โดยเฉพาะเทคโนโลยีที่ไม่จำเป็นต้องใช้ซัพพอร์ต (Supports) เช่น Selective Laser Sintering (SLS) ยังเปิดโอกาสให้สามารถออกแบบฟิกซ์เจอร์และจิ๊กให้มีความซับซ้อน ปรับแต่งเฉพาะงาน และเหมาะสมกับการใช้งานมากยิ่งขึ้น

ลักษณะการทำงานแบบดิจิทัลของการพิมพ์สามมิติยังช่วยให้การจัดเก็บไฟล์มีประสิทธิภาพมากขึ้นอีกด้วย หากผู้ผลิตรายใหญ่มีเครื่องพิมพ์สามมิติติดตั้งอยู่ในหลายโรงงาน ก็สามารถปรับปรุงกระบวนการผลิตในทุกสถานที่ได้พร้อมกัน เพียงแค่แบ่งปันไฟล์ออกแบบฟิกซ์เจอร์ CNC ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องจักรที่ใช้งานร่วมกัน

การพิมพ์สามมิติช่วยให้การถ่ายทอดองค์ความรู้มีประสิทธิภาพและสร้างผลกระทบได้มากขึ้น อีกทั้งยังช่วยให้บริษัทขนาดใหญ่สามารถพัฒนาและปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานในทุกระดับของเครือข่ายการผลิตได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย

นอกจากนี้ ความหลากหลายของวัสดุที่รองรับโดยเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติแต่ละประเภท ยังทำให้การผลิตจิ๊กและฟิกซ์เจอร์ด้วย 3D Printing มีความยืดหยุ่นและสามารถใช้งานได้ในสถานการณ์ที่หลากหลายมากขึ้น

ตัวอย่างเช่น ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานเชื่อมที่พิมพ์ด้วยสามมิติจำเป็นต้องทนต่อความร้อนสูง ซึ่งวัสดุสำหรับเครื่องพิมพ์ระบบสเตอริโอลิโทกราฟี (SLA) บางชนิด เช่น High Temp Resin หรือ Rigid 10K Resin สามารถเป็นทางเลือกที่คุ้มค่า ผลิตได้ตามต้องการ และรวดเร็วกว่าการผลิตฟิกซ์เจอร์เชื่อมจากโลหะ

ในขณะที่ไนลอนสำหรับการพิมพ์สามมิติ เช่น Nylon 12 Powder หรือ Nylon 11 Powder เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตฟิกซ์เจอร์ในงานแมชชีน เช่น หัวจับ (Chuck) ซึ่งต้องการทั้งความทนทานและความแข็งแกร่ง เพื่อยึดชิ้นงานให้มั่นคงในระหว่างกระบวนการกลึงที่ใช้ความเร็วรอบสูง.

การพิมพ์สามมิติเทียบกับการตัดเฉือน CNC สำหรับการผลิตฟิกซ์เจอร์ CNC

แขนจับของเครื่องจักร (Machine Gripper) จะหยิบชิ้นงานออกจากจิ๊กตัวแรก (ชิ้นส่วนสีเขียวเข้มตรงกลาง) และนำไปวางบนจิ๊กตัวที่สองเมื่อกระบวนการตัดเฉือน (Machining Process) เสร็จสมบูรณ์

หรือแปลให้อ่านลื่นไหลในเชิงอุตสาหกรรมได้ว่า

หลังจากกระบวนการตัดเฉือนเสร็จสิ้น แขนจับอัตโนมัติของเครื่องจักรจะทำหน้าที่ย้ายชิ้นงานจากจิ๊กตัวแรก ซึ่งเป็นชิ้นส่วนสีเขียวเข้มที่อยู่ตรงกลาง ไปยังจิ๊กตัวที่สอง เพื่อเตรียมเข้าสู่ขั้นตอนการผลิตถัดไป.

เมื่อต้องตัดสินใจว่าจะใช้ การพิมพ์สามมิติ (3D Printing) หรือ การตัดเฉือน CNC (CNC Machining) ในการผลิตฟิกซ์เจอร์ ปัจจัยหลักที่ควรพิจารณา ได้แก่

1. คุณสมบัติของวัสดุ (Material Properties)
2. ระดับความซับซ้อนของชิ้นงาน (Part Complexity)
3. ระยะเวลาในการผลิต (Lead Time)

ในด้านคุณสมบัติของวัสดุ ฟิกซ์เจอร์และจิ๊กสำหรับงานแมชชีนมักไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีคุณสมบัติทางเทคนิคสูงมากนัก นอกเหนือจากความแข็งแรงและความทนทานในระดับที่เหมาะสม

พลาสติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม เช่น ไนลอน (Nylon) มักมีคุณสมบัติเพียงพอสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่

อย่างไรก็ตาม ในบางกรณีอาจจำเป็นต้องใช้คุณสมบัติเฉพาะทาง เช่น

1. การนำไฟฟ้า (Conductivity)
2. ความทนทานต่ออุณหภูมิสูง (Heat Resistance)

ในสถานการณ์เช่นนี้ เทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติระบบสเตอริโอลิโทกราฟี (SLA) สามารถเป็นทางเลือกที่ดี เนื่องจากรองรับวัสดุที่มีคุณสมบัติเฉพาะทางหลากหลายชนิด ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบโจทย์สภาพแวดล้อมการใช้งานที่แตกต่างกัน

เมื่อสามารถประเมินได้แล้วว่าฟิกซ์เจอร์หรือจิ๊กจะต้องรับแรงกด แรงจับยึด หรือแรงเสียดทานในระดับใด ผู้ผลิตสามารถศึกษาข้อมูลจากเอกสารคุณสมบัติของวัสดุ (Data Sheets) จากผู้ผลิตเครื่องพิมพ์สามมิติ เพื่อเลือกวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับงานนั้น

ตัวอย่างเช่น The Factory Amsterdam ซึ่งเป็นโรงงานแมชชีนในรัฐนิวยอร์ก พบว่า Nylon 12 Powder ที่พิมพ์ด้วยเครื่องในตระกูล Fuse SLS Series สามารถรองรับกระบวนการกลึง CNC ความเร็วสูง (High-Speed CNC Turning) ที่โรงงานใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ.

วัสดุ	Ultimate Tensile Strength (MPa)	Tensile Modulus (GPa)	HDT @ 0.45 MPa (°C)	Notched Izod (J/m)
Nylon 12 Powder	42	1.45	171	16
Rigid 10K Resin	88	11	238	20
Tough 2000 Resin	46	2.2	63	40
High Temp Resin	49	2.8	238	17

 

อีกปัจจัยหนึ่งที่ควรพิจารณาคือ ระดับความซับซ้อนของชิ้นงาน

สำหรับฟิกซ์เจอร์บางประเภท เช่น แผ่นรองคอลเล็ต (Collet Pads) ตัวชิ้นส่วนเองมีรูปทรงค่อนข้างเรียบง่าย และผู้ผลิตเครื่องกลึง CNC มักมีชิ้นส่วนมาตรฐานที่ผลิตจากเหล็กให้ใช้งานอยู่แล้ว

สำหรับงานที่ต้องผลิตชิ้นงานชนิดเดิมจำนวนหลายพันหรือหลายแสนชิ้น ฟิกซ์เจอร์โลหะที่ผลิตด้วยเครื่อง CNC ยังคงเป็นทางเลือกที่พิสูจน์แล้วว่าสามารถรองรับการใช้งานระยะยาวได้อย่างยอดเยี่ยม

อย่างไรก็ตาม เมื่อฟิกซ์เจอร์หรือจิ๊กเริ่มมีความซับซ้อนมากขึ้น เช่น ฟิกซ์เจอร์ทดสอบสำหรับเครื่องเชื่อมที่ต้องรองรับการสลับใช้งานระหว่างหลายโปรแกรม การผลิตด้วยกระบวนการ CNC จะมีต้นทุนสูงขึ้นและมีความซับซ้อนในการผลิตมากขึ้นตามไปด้วย

ปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการตัดสินใจว่าจะเลือก 3D Printing หรือ CNC Machining สำหรับการผลิตฟิกซ์เจอร์และจิ๊ก คือ เวลา

คำถามสำคัญคือ

คุณต้องการใช้งานชิ้นส่วนเหล่านี้เร็วแค่ไหน?

ในสภาพแวดล้อมการผลิตส่วนใหญ่ สิ่งที่เลวร้ายที่สุดคือการที่สายการผลิตต้องหยุดชะงัก (Production Stoppage) เพราะไม่มีฟิกซ์เจอร์หรือจิ๊กที่จำเป็นต่อการทำงาน

หากคุณพึ่งพาการผลิตด้วย CNC สำหรับชิ้นส่วนเหล่านี้ โดยเฉพาะในกรณีที่ใช้โลหะทั้งสำหรับการสร้างต้นแบบและการผลิตชิ้นงานจริง งานดังกล่าวจะเข้าไปเพิ่มภาระให้กับคิวงานของแผนกแมชชีน และอาจกลายเป็นคอขวด (Bottleneck) ที่ส่งผลกระทบต่อกำลังการผลิตของธุรกิจทั้งหมด

ในทางกลับกัน การผลิตฟิกซ์เจอร์ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติสามารถส่งมอบชิ้นงานได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง โดยไม่ต้องดึงทรัพยากรหรือเวลาของช่างแมชชีนออกจากโครงการหลักอื่น ๆ ซึ่งเป็นสิ่งที่มักหลีกเลี่ยงได้ยากเมื่อใช้การผลิตด้วย CNC

ดังนั้น สำหรับฟิกซ์เจอร์และจิ๊กที่มีการเปลี่ยนแบบบ่อย ต้องการใช้งานเร่งด่วน หรือมีความซับซ้อนสูง 3D Printing มักได้เปรียบในด้านความรวดเร็ว ความยืดหยุ่น และการลดคอขวดในกระบวนการผลิต ขณะที่ CNC Machining ยังคงเหมาะกับชิ้นส่วนที่ต้องใช้งานระยะยาว รับแรงสูง และมีการผลิตซ้ำในปริมาณมาก.

เทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติแบบใดเหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตฟิกซ์เจอร์?

ไม่มีเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติใดที่สามารถเรียกได้ว่าเป็น “เทคโนโลยีที่ดีที่สุด” สำหรับการผลิตฟิกซ์เจอร์งานแมชชีนในทุกกรณี เพราะการเลือกเทคโนโลยีที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย และหลายบริษัทก็มักใช้งานเครื่องพิมพ์สามมิติหลายประเภทควบคู่กัน

เทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบันมี 3 ประเภท ได้แก่

1. Fused Deposition Modeling (FDM) หรือการพิมพ์ด้วยการหลอมเส้นวัสดุ
2. Stereolithography (SLA) หรือการพิมพ์ด้วยเรซินที่แข็งตัวด้วยแสง
3. Selective Laser Sintering (SLS) หรือการพิมพ์ด้วยการหลอมผงวัสดุด้วยเลเซอร์ ซึ่งบางครั้งเรียกว่า Powder Bed Fusion

เมื่อต้องพิจารณาเลือกเครื่องพิมพ์สำหรับการผลิตจิ๊กงานกัด (Milling Jig) ฟิกซ์เจอร์ CNC ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานเจาะ (Drilling Fixture) หรืออุปกรณ์ช่วยการผลิตประเภทอื่น ๆ ควรพิจารณาปัจจัยต่าง ๆ ต่อไปนี้.

หรือหากใช้เป็นหัวข้อย่อยในบทความ

จำเป็นต้องใช้แผ่นรองคอลเล็ตแบบสั่งทำเฉพาะ (Customized Collet Pads) เพื่อยึดจับชิ้นส่วนโลหะให้แน่นหนาภายในสปินเดิล สำหรับชิ้นงานแต่ละประเภทในกระบวนการผลิต หรือแปลให้อ่านลื่นไหลในเชิงอุตสาหกรรมได้ว่า เนื่องจากชิ้นงานแต่ละแบบมีรูปทรงและขนาดแตกต่างกัน จึงจำเป็นต้องใช้แผ่นรองคอลเล็ตที่ออกแบบเฉพาะ เพื่อยึดจับชิ้นส่วนโลหะให้มั่นคงภายในสปินเดิลตลอดกระบวนการผลิต ช่วยให้การตัดเฉือนมีความแม่นยำและสม่ำเสมอ.

เทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติแบบ SLS (Selective Laser Sintering) มีความโดดเด่นเป็นพิเศษในการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็ก เช่น แผ่นรองคอลเล็ต (Collet Pads) ซึ่งเป็นชิ้นส่วนสิ้นเปลือง (Consumable Parts) แม้ว่าจะเป็นชิ้นส่วนที่ต้องมีการเปลี่ยนทดแทนตามการใช้งาน แต่ก็ยังจำเป็นต้องมีความทนทานเพียงพอที่จะรองรับการผลิตชิ้นงานตลอดทั้งรอบการผลิต ซึ่งอาจมีจำนวน 3,000 ถึง 4,000 ชิ้น นอกจากนี้ แผ่นรองคอลเล็ตยังต้องสามารถทนต่อ แรงในแนวรัศมี (Radial Forces) ที่เกิดขึ้นจากการหมุนของเครื่องกลึง ซึ่งมีความเร็วรอบสูงถึง 3,000 รอบต่อนาที (rpm) ได้อีกด้วย.

 

SLS เหมาะสำหรับงานที่ต้องการ:

เครื่องมือที่มีความแข็งแรง ทนทาน และรองรับงานหนัก
ชิ้นส่วนที่ต้องรับแรงสูงและเผชิญความเค้นซ้ำ ๆ อย่างต่อเนื่อง เช่น ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานแมชชีนหรือฟิกซ์เจอร์งานกัดที่ต้องทนต่อแรงกระแทก

วัสดุที่ใช้งานได้หลากหลาย ทนสารเคมี และมีความเสถียรต่อสภาพแวดล้อม
Nylon 12 Powder เป็นวัสดุยอดนิยมสำหรับงานพิมพ์สามมิติทั่วไป โดยชิ้นงานไนลอนดูดซับความชื้นได้น้อยมาก และทนต่อแสง ความร้อน และสารเคมีได้ดี

คุณสมบัตินี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเครื่องมือในงานแมชชีน เนื่องจากมักต้องสัมผัสกับน้ำมันหล่อเย็นและสารหล่อลื่นต่าง ๆ อยู่เสมอ

Formlabs แนะนำให้เลือก Nylon 12 Powder เป็นวัสดุมาตรฐานสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ หากเป็นงานที่มีข้อกำหนดเฉพาะทางมากขึ้น ควรศึกษาข้อมูลจากแค็ตตาล็อกวัสดุ SLS เพื่อเลือกวัสดุที่เหมาะสมที่สุด

งานที่มีรูปทรงซับซ้อนและต้องการน้ำหนักเบา
SLS ไม่จำเป็นต้องใช้ซัพพอร์ต (Support Structures) ทำให้มีอิสระในการออกแบบสูง สามารถสร้างชิ้นงานที่มีรายละเอียดซับซ้อน โครงสร้างภายในแบบกลวง หรือรูปทรงที่ยากต่อการผลิตด้วยวิธีอื่นได้

นอกจากนี้ยังสามารถออกแบบโครงสร้างแบบตาข่าย (Lattice Structures) เพื่อช่วยลดการใช้วัสดุและน้ำหนักของชิ้นงาน โดยยังคงรักษาความแข็งแรงเอาไว้ได้ ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับจิ๊กขนาดใหญ่ในงานขึ้นรูปโลหะแผ่น (Sheet Metal Forming) หรือชิ้นส่วนทดแทนสำหรับเครื่องจักร

การผลิตที่ต้องการปริมาณงานสูง (High Throughput)
SLS เหมาะสำหรับการผลิตในระดับปริมาณปานกลาง (Medium-Volume Production)

เนื่องจากไม่ต้องใช้ซัพพอร์ต ผู้ปฏิบัติงานสามารถจัดเรียงชิ้นงานซ้อนกันภายในพื้นที่การพิมพ์ได้ ช่วยลดเวลาในการตกแต่งหลังการพิมพ์ (Post-Processing)

ห้องพิมพ์ของ Fuse 1+ 30W ช่วยให้สามารถจัดวางชิ้นงานได้อย่างหนาแน่นทั่วทั้งพื้นที่การพิมพ์ ส่งผลให้สามารถเพิ่มจำนวนชิ้นงานต่อรอบการผลิต เพิ่มประสิทธิภาพ และเพิ่มผลผลิตโดยรวมได้

นอกจากนี้ Fuse Sift และ Fuse Blast ยังช่วยลดความยุ่งยากในการจัดการผงวัสดุ การนำผงกลับมาใช้ใหม่ รวมถึงช่วยทำความสะอาดและเก็บผิวชิ้นงานได้อย่างอัตโนมัติ ทำให้กระบวนการหลังการพิมพ์มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น.

หรือหากใช้เป็นหัวข้อย่อยในบทความ

จิ๊กสำหรับเครื่องกลึง (Lathe Jigs) ที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยีสามมิติเหล่านี้ ซึ่งผลิตจาก Tough 2000 Resin รุ่นก่อนหน้าของ Formlabs มีความแข็งแรงและมีความแม่นยำสูงมาก

จิ๊กเหล่านี้สามารถติดตั้งเข้ากับชุดยึดมาตรฐาน (Standard Shuttles) ที่ใช้งานอยู่ในระบบได้อย่างพอดี อีกทั้งยังสามารถสร้างการยึดจับที่มั่นคงและปลอดภัยกับชิ้นงาน (Workpiece) ได้อีกด้วย

ด้วยคุณสมบัติดังกล่าว จึงช่วยให้การเคลื่อนย้ายและจัดตำแหน่งชิ้นงานในกระบวนการผลิตเป็นไปอย่างแม่นยำและสม่ำเสมอ พร้อมรองรับการทำงานในสายการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ.

SLA เหมาะสำหรับงานที่ต้องการ:

ความแม่นยำสูง รายละเอียดคมชัด และพื้นผิวเรียบเนียน
เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความเที่ยงตรงสูง เช่น

1. เครื่องมือช่วยจัดแนวในงานแมชชีน (Machining Alignment Tools)
2. จิ๊กกำหนดตำแหน่ง (Location Jigs)
3. อุปกรณ์วัดและตรวจสอบ (Measurement Devices)
4. ฟิกซ์เจอร์ที่ออกแบบตามหลักการยศาสตร์ (Ergonomic Fixtures)

นอกจากนี้ ยังสามารถเพิ่มรายละเอียดเฉพาะทางได้ง่าย เช่น ด้ามจับที่ออกแบบให้เหมาะกับสรีระของผู้ใช้งาน (Custom Grips) เพื่อเพิ่มความสะดวกสบายในการใช้งาน

วัสดุหลากหลายคุณสมบัติ และสามารถเปลี่ยนชนิดวัสดุได้ง่าย
ระบบ SLA รองรับเรซินที่มีคุณสมบัติเฉพาะทางหลากหลายประเภท ช่วยให้สามารถผลิตเครื่องมือที่ตรงกับความต้องการเฉพาะของแต่ละงานได้ เช่น

1. วัสดุยืดหยุ่น (Elastic Materials)
2. วัสดุป้องกันไฟฟ้าสถิต (ESD-Safe Materials)
3. วัสดุทนไฟ (Flame-Retardant Materials)

เพื่อรองรับการใช้งานเฉพาะทางในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน

หนึ่งในวัสดุที่ได้รับความนิยมในงานแปรรูปโลหะคือ Rigid 10K Resin โดยเฉพาะในการผลิตฟิกซ์เจอร์สำหรับงานเชื่อม

วัสดุชนิดนี้มีความแข็งสูงและทนต่ออุณหภูมิได้ดี โดยมี

1. ค่า HDT (Heat Deflection Temperature) ที่ 218°C @ 0.45 MPa
2. ค่า Tensile Modulus ที่ 10,000 MPa

จึงเหมาะสำหรับงานที่ต้องการความแข็งแกร่งและความคงรูปสูง

การผลิตงานจำนวนน้อยได้อย่างรวดเร็ว ด้วยระบบที่เข้าถึงได้ง่าย
ระบบนิเวศ (Ecosystem) ของเครื่องพิมพ์ SLA จาก Formlabs มีต้นทุนเริ่มต้นต่ำกว่า ใช้อุปกรณ์เสริมไม่มาก และสามารถนำไปผสานเข้ากับกระบวนการผลิตเดิมได้อย่างง่ายดาย

ผู้ใช้งานสามารถเปลี่ยนจากขั้นตอนการออกแบบไปสู่ชิ้นงานพร้อมใช้งานได้ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง ด้วยเครื่องพิมพ์ Form 4 และ Form 4L

จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตฟิกซ์เจอร์ จิ๊ก หรืออุปกรณ์ช่วยการผลิตแบบเร่งด่วน รวมถึงงานที่มีการเปลี่ยนแบบหรือปรับปรุงการออกแบบอยู่บ่อยครั้ง.

หรือหากใช้เป็นหัวข้อย่อยในบทความ

FDM เหมาะสำหรับงานที่ต้องการ:

การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว (Fast Prototypes)
เครื่องพิมพ์สามมิติระบบ FDM มีจุดเด่นในการผลิตต้นแบบได้อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะต้นแบบที่ใช้ตรวจสอบรูปลักษณ์ภายนอกและความพอดีของชิ้นงาน (Looks-Like Models)

จึงเหมาะสำหรับการตรวจสอบขนาด รูปทรง และการประกอบเบื้องต้น ก่อนที่จะเลือกใช้วิธีการผลิตอื่นสำหรับชิ้นงานจริง

ชิ้นงานต้นทุนต่ำ (Affordable Parts)
เครื่องพิมพ์ FDM แบบตั้งโต๊ะ (Desktop FDM Printers) เป็นเครื่องพิมพ์สามมิติที่ได้รับความนิยมและเป็นที่รู้จักมากที่สุดในตลาด

นอกจากตัวเครื่องจะมีราคาไม่สูงแล้ว วัสดุสำหรับการพิมพ์ก็มีราคาประหยัด และสามารถหาซื้อได้ง่ายจากผู้ผลิตหรือผู้จำหน่ายวัสดุจากหลายแบรนด์

ทีมงานหลายคนหรือผู้ใช้งานใหม่ (Multi-Person Teams or New Users)
FDM เป็นเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติที่แพร่หลายมากที่สุด ทำให้ผู้ใช้งานจำนวนมากมีความคุ้นเคยกับการใช้งานอยู่แล้ว

ดังนั้น เมื่อมีสมาชิกใหม่เข้ามาในทีม ก็มักสามารถเรียนรู้และเริ่มใช้งานเครื่องพิมพ์ประเภทนี้ได้ง่ายกว่าเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติประเภทอื่น

วัสดุที่คุ้นเคยในอุตสาหกรรม (Familiar Materials)
เครื่องพิมพ์ FDM รองรับวัสดุที่เป็นที่รู้จักและใช้งานกันอย่างแพร่หลายในภาคอุตสาหกรรม เช่น

1. ABS
2. PETG
3. PLA
4. ASA
5. Polycarbonate (PC)
6. Nylon (บางระบบ)

วัสดุเหล่านี้มีคุณสมบัติและพฤติกรรมการใช้งานที่ผู้ผลิตส่วนใหญ่คุ้นเคยอยู่แล้ว ทำให้การเลือกใช้งานและประเมินสมรรถนะของชิ้นงานทำได้ง่าย

ด้วยเหตุนี้ FDM จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว งานต้นทุนต่ำ การใช้งานภายในทีมขนาดใหญ่ และงานที่ต้องการใช้วัสดุที่เป็นมาตรฐานและเข้าใจได้ง่ายในอุตสาหกรรม.

การสร้างจิ๊กและฟิกซ์เจอร์แบบเฉพาะงานด้วยเทคโนโลยี 3D Printing

การพิมพ์สามมิติ (3D Printing) มีความโดดเด่นเป็นพิเศษในการผลิตชิ้นส่วนแบบเฉพาะงาน (Custom Parts) หรือชิ้นส่วนที่ผลิตในปริมาณน้อย (Low-Volume Parts)

โปรแกรมออกแบบ CAD ช่วยให้ช่างแมชชีนสามารถสร้างแบบที่ได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสมกับการใช้งานได้อย่างเต็มที่ ไม่ว่าจะเป็นฟิกซ์เจอร์ CNC หรือแคลมป์จับยึดชิ้นงาน (Workholding Clamps) ที่ได้รับการออกแบบให้สอดคล้องกับทั้งตัวชิ้นงานและเครื่องจักรอย่างแม่นยำ

การออกแบบสามมิติยังช่วยให้สามารถสร้างรูปทรงที่ซับซ้อน เช่น

1. ส่วนยื่นลอย (Overhangs)
2. โครงสร้างตาข่าย (Lattice Structures)
3. รูปทรงเรขาคณิตพิเศษอื่น ๆ

ซึ่งอาจผลิตได้ยากด้วยกระบวนการตัดเฉือนแบบดั้งเดิม แต่มีข้อได้เปรียบในด้านการลดการใช้วัสดุและลดน้ำหนักของชิ้นงาน

การพิมพ์สามมิติจึงสามารถมอบทั้งความแข็งแรงและประสิทธิภาพในการใช้งานได้พร้อมกัน และในหลายสถานการณ์ ข้อได้เปรียบด้านการออกแบบและประสิทธิภาพนี้อาจมีความสำคัญมากกว่าความแข็งแรงที่เพิ่มขึ้นจากการผลิตฟิกซ์เจอร์หรือจิ๊กด้วยโลหะเสียอีก

ในการสร้างฟิกซ์เจอร์สำหรับงานแมชชีนที่ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสม ไม่ว่าจะเป็น

1. ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานกัด (Milling Fixture)
2. ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานกลึง (Turning Fixture)
3. ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานเจียระไน (Grinding Fixture)
4. ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานเจาะ (Drilling Fixture)

มีขั้นตอนพื้นฐานที่สามารถปฏิบัติตามได้ เพื่อให้สามารถใช้ประโยชน์จากเครื่องพิมพ์สามมิติและวัสดุที่เลือกใช้งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ.

แผ่นรองคอลเล็ต (Collet Pads) ที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติแบบ SLS จำเป็นต้องมีความถูกต้องของขนาด (Dimensional Accuracy) และความแม่นยำสูงเป็นพิเศษ เพื่อให้สามารถประกอบเข้าด้วยกันได้อย่างแนบสนิทและติดตั้งเข้ากับสปินเดิล (Spindle) ได้อย่างสมบูรณ์ ความคลาดเคลื่อนเพียงเล็กน้อยของชิ้นงานอาจก่อให้เกิดปัญหาต่อความสมบูรณ์ของกระบวนการกลึง (Turning Process) ไม่ว่าจะเป็นการจับยึดชิ้นงานที่ไม่มั่นคง การหมุนที่ไม่สมดุล หรือความแม่นยำของการตัดเฉือนที่ลดลง ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อคุณภาพของชิ้นงานและประสิทธิภาพของกระบวนการผลิตโดยรวม.

เครื่องมือเหล่านี้ต้องสัมผัสกับน้ำมันหล่อเย็น (Coolant) ภายในเครื่องกลึงอยู่ตลอดเวลา โดยน้ำมันหล่อเย็นที่ใช้เป็นน้ำมันกึ่งสังเคราะห์ (Semisynthetic Oil) ซึ่งมีคุณสมบัติที่สามารถกัดกร่อนหรือทำปฏิกิริยากับพลาสติกหลายชนิดได้ วัสดุที่ใช้ในงานพิมพ์สามมิติแบบ FDM จำนวนมากอาจถูกทำลายหรือเกิดการละลายเมื่อสัมผัสกับน้ำมันชนิดนี้ ในทางตรงกันข้าม Nylon 12 Powder มีความทนทานต่อสารเคมี (Chemical Resistance) สูง จึงสามารถทนต่อการสัมผัสกับน้ำมันหล่อเย็นดังกล่าวได้โดยไม่เกิดการสึกหรอหรือเสื่อมสภาพจากการใช้งาน คุณสมบัตินี้ทำให้ Nylon 12 Powder เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตแผ่นรองคอลเล็ต (Collet Pads) ฟิกซ์เจอร์ และอุปกรณ์จับยึดชิ้นงานที่ต้องทำงานภายในเครื่องจักรและสัมผัสกับน้ำมันหล่อเย็นอย่างต่อเนื่อง.

 

แปลงแบบเครื่องมือเดิมสู่รูปแบบดิจิทัลด้วยการทำ Reverse Engineering
เปลี่ยนเครื่องมือเดิมให้กลายเป็นคลังข้อมูลดิจิทัล (Digital Inventory) หรือใช้เพื่อวิเคราะห์ความต้องการด้านเครื่องมือและออกแบบไฟล์เครื่องมือใหม่

เมื่อออกแบบจิ๊กหรือฟิกซ์เจอร์สำหรับการพิมพ์สามมิติ มีข้อควรพิจารณาหลายประการที่แตกต่างจากเครื่องมือโลหะที่ผลิตด้วยการตัดเฉือนแบบดั้งเดิม ซึ่งเปิดโอกาสให้สามารถสร้างคุณสมบัติพิเศษที่ทำได้เฉพาะด้วยเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing)

---

ใช้ประโยชน์จากรูปทรงที่ซับซ้อน (Leverage Complex Geometries)

ใช้การพิมพ์สามมิติในการสร้างรายละเอียดภายในที่ซับซ้อน เช่น

1. ช่องทางภายใน (Channels)
2. ร่องย้อนกลับ (Undercuts)
3. โครงสร้างภายในแบบกลวง (Hollow Structures)

ซึ่งเป็นรูปทรงที่ผลิตด้วยการตัดเฉือนโลหะได้ยากและมีต้นทุนสูง

1. SLA เหมาะสำหรับงานที่ต้องการรายละเอียดสูงและพื้นผิวเรียบ
2. SLS เหมาะสำหรับรูปทรงซับซ้อนที่ต้องการความแข็งแรงและสามารถรองรับแรงทางกลได้ดี

---

ออกแบบโครงสร้างน้ำหนักเบา (Optimize for Lightweight Structures)

ใช้ประโยชน์จาก SLS ในการสร้างจิ๊กน้ำหนักเบาที่มีโครงสร้างแบบ

1. Lattice Structure
2. Honeycomb Structure

ซึ่งช่วยลดน้ำหนักของชิ้นงานโดยไม่ลดทอนความแข็งแรง

สิ่งนี้เป็นเรื่องยากที่จะทำได้ด้วยชิ้นส่วนโลหะตันที่ผลิตด้วยการตัดเฉือนแบบดั้งเดิม

---

ออกแบบความหนาผนังอย่างเหมาะสม (Design with Precise Wall Thickness)

SLA สามารถสร้างชิ้นงานที่มีรายละเอียดสูงและผนังบางได้อย่างแม่นยำ โดยทั่วไปสามารถออกแบบความหนาผนังได้ประมาณ 2–3 มิลลิเมตร

แม้จะไม่ได้บางกว่าโลหะเสมอไป แต่ SLA ช่วยให้สร้างรูปทรงที่ซับซ้อนและพื้นผิวเรียบได้โดยไม่ต้องผ่านการตัดเฉือนเพิ่มเติม ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุนการผลิต

---

รวมหลายหน้าที่ไว้ในชิ้นส่วนเดียว (Integrate Multiple Functionalities)

การพิมพ์สามมิติช่วยให้สามารถรวมองค์ประกอบหลายอย่างเข้าไว้ในชิ้นงานเดียว เช่น

1. ตัวจับยึด (Clamps)
2. ตัวกำหนดตำแหน่ง (Locators)
3. ตัวนำทาง (Guides)

ส่งผลให้การออกแบบเรียบง่ายขึ้น และลดความจำเป็นในการประกอบชิ้นส่วนหลายชิ้นเข้าด้วยกัน

---

เพิ่มฟิเลตโค้งมนเพื่อความแข็งแรง (Incorporate Smooth Fillets for Strength)

SLA สามารถเพิ่มมุมโค้งมน (Fillets) ที่มีรัศมีประมาณ 1–2 มิลลิเมตร ในบริเวณที่รับแรง

ช่วยลด

1. การเกิดรอยแตกร้าว
2. การกระจุกตัวของความเค้น (Stress Concentration)

แม้ว่าฟิเลตจะสามารถทำได้ในชิ้นส่วนโลหะที่ตัดเฉือนเช่นกัน แต่การพิมพ์สามมิติช่วยให้สร้างรูปทรงที่ทนต่อความเค้นได้ดีกว่า โดยใช้ขั้นตอนการผลิตน้อยกว่า

---

เพิ่มความสะดวกในการใช้งาน (Enhance Ergonomics)

สามารถออกแบบรายละเอียดด้านการยศาสตร์ (Ergonomics) เข้าไปในชิ้นงานได้โดยตรง เช่น

1. ด้ามจับเฉพาะทาง
2. ขอบโค้งรับมือ
3. พื้นผิวที่จับถนัดมือ

คุณสมบัติเหล่านี้ช่วยเพิ่มความสะดวกในการใช้งาน และสามารถทำได้ง่ายและประหยัดกว่าการผลิตด้วยโลหะแบบดั้งเดิม

---

ออกแบบให้ปรับแต่งและเปลี่ยนแปลงได้ง่าย (Design for Modularity and Customization)

SLS เหมาะสำหรับการสร้างจิ๊กและฟิกซ์เจอร์แบบโมดูลาร์ (Modular Design)

ข้อดีคือ

1. ปรับเปลี่ยนรูปแบบได้ง่าย
2. อัปเดตเฉพาะบางส่วนได้
3. เปลี่ยนอะไหล่เฉพาะจุดได้

โดยไม่จำเป็นต้องผลิตเครื่องมือใหม่ทั้งชุดเหมือนเครื่องมือโลหะ

ช่วยประหยัดทั้งเวลาและต้นทุน

---

ลดขั้นตอนการประกอบด้วยชิ้นส่วนชิ้นเดียว (Reduce Assembly with Single-Part Designs)

การพิมพ์สามมิติช่วยรวมชุดประกอบที่ซับซ้อนให้กลายเป็นชิ้นงานเดียว

ข้อดีคือ

1. ลดเวลาในการประกอบ
2. ลดความเสี่ยงจากการประกอบผิดตำแหน่ง
3. ลดจำนวนชิ้นส่วนที่ต้องจัดการ

ทั้ง SLA และ SLS สามารถช่วยลดความซับซ้อนของกระบวนการผลิต เมื่อเทียบกับฟิกซ์เจอร์โลหะแบบหลายชิ้น

---

คำนึงถึงขั้นตอนหลังการพิมพ์ (Consider Additional Finishing Steps)

ขั้นตอนหลังการพิมพ์ (Post-Processing) จะแตกต่างกันไปตามเทคโนโลยีที่ใช้

สำหรับจิ๊กและฟิกซ์เจอร์ในงานแมชชีน โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องมีผิวงานที่สวยงามเป็นพิเศษ เช่น การพ่นสี การชุบ หรือการเคลือบผิว

สำหรับ SLA

1. ล้างชิ้นงาน (Wash)
2. อบแห้ง (Dry)
3. ตัดซัพพอร์ตออก (Remove Supports)

สำหรับ SLS

1. กำจัดผงส่วนเกิน
2. พ่นเม็ดวัสดุ (Media Blast)

สำหรับ FDM

1. ตัดซัพพอร์ตออก
2. ขัดผิว (Sand)

เพียงเท่านี้ก็เพียงพอสำหรับการใช้งานเป็นฟิกซ์เจอร์และจิ๊กในกระบวนการผลิตส่วนใหญ่แล้ว.

การพิมพ์สามมิติแบบ SLA และ SLS: ทางเลือกที่ทรงพลังและมีประสิทธิภาพสำหรับการผลิตฟิกซ์เจอร์และจิ๊กในงานแมชชีน

เครื่องพิมพ์ของ Formlabs ได้แก่ Fuse 1+ 30W, Form 4L และ Form 4 เป็นเครื่องมือที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตฟิกซ์เจอร์และจิ๊กสำหรับงานแมชชีน

ฟิกซ์เจอร์สำหรับงานแมชชีนถือเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ส่งผลต่อความสำเร็จของการดำเนินงานในโรงงานแมชชีน เนื่องจากทำหน้าที่เชื่อมช่องว่างระหว่างเครื่องจักรมาตรฐานที่ผลิตในปริมาณมาก ไม่ว่าจะเป็นเครื่องกัด เครื่องกลึง เครื่องเชื่อม เครื่องตัด เครื่องเจาะ เครื่องคว้าน และอุปกรณ์อื่น ๆ กับผลิตภัณฑ์เฉพาะที่ผู้ผลิตต้องการสร้างขึ้น

การพิมพ์สามมิติ (3D Printing) ได้กลายเป็นทางเลือกใหม่แทนกระบวนการผลิตฟิกซ์เจอร์และจิ๊กแบบดั้งเดิม ด้วยความหลากหลายของวัสดุและเทคโนโลยีที่มีให้เลือก ความรวดเร็วและประสิทธิภาพของเครื่องพิมพ์ รวมถึงความสามารถในการปรับแต่งให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะด้าน ทำให้ผู้ผลิตจำนวนมากเลือกนำเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติเข้ามาใช้งานภายในองค์กร

ข้อดีที่ได้รับไม่เพียงช่วยลดภาระงานของช่างแมชชีนเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการผลิตโดยรวม และอาจส่งผลเชิงบวกต่อผลกำไรของธุรกิจอีกด้วย

หากต้องการเริ่มผลิตฟิกซ์เจอร์และจิ๊กสำหรับงานกลึง งานกัด หรือกระบวนการตัดเฉือนประเภทใดก็ตาม ควรเริ่มต้นจากการประเมินความต้องการของตนเองก่อน เช่น

1. ประเภทของวัสดุที่ต้องการใช้งาน
2. คุณสมบัติทางกลที่จำเป็น
3. จุดที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพหรือปรับปรุงกระบวนการผลิตได้
4. ขนาดพื้นที่การพิมพ์ (Build Volume) ที่ต้องใช้

เมื่อเข้าใจความต้องการเหล่านี้แล้ว จึงสามารถเลือกเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติที่เหมาะสมได้ว่าจะเป็น SLA หรือ SLS เพื่อให้สอดคล้องกับลักษณะงานและเป้าหมายของการผลิตมากที่สุด.

	รายละเอียดเครื่อง Formlab form4 SLA คลิก    เช็คราคา คลิก
	รายละเอียดเครื่อง Formlab Fuse 1+ 30W SLS คลิก    เช็คราคา คลิก

 

แหล่งอ้างอิง

https://formlabs.com/global/blog/machining-fixtures-milling-cnc-workholding-jigs-3d-printing/