ปัจจุบัน การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตของเราเกิดขึ้นได้ตลอดเวลา ไม่ว่าจะผ่านโทรศัพท์ รถยนต์ ตู้เย็น และอุปกรณ์อื่น ๆ อีกมากมาย จนทำให้เราลืมไปได้ง่าย ๆ ว่า เบื้องหลังการเชื่อมต่อแบบเรียลไทม์ทั่วโลกนั้น ต้องอาศัยเทคโนโลยีที่มีความซับซ้อนและนวัตกรรมขั้นสูงเพียงใด

กลุ่มบริษัท Rosenberger ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้เล่นรายใหญ่ระดับโลกในอุตสาหกรรมนี้ เป็นหนึ่งในผู้ผลิตที่ทำให้การเชื่อมต่อดังกล่าวเกิดขึ้นได้ ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1958 บริษัทได้ผลิตโซลูชันด้านการเชื่อมต่อความถี่สูง ใยแก้วนำแสง (Fiber Optic) และระบบเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าสูง (High-Voltage Connectivity Solutions) ที่เป็นส่วนสำคัญในการขับเคลื่อนเครือข่ายการสื่อสารระดับโลก

เพื่อรักษาความสำเร็จในอุตสาหกรรมที่มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา (รวมถึงการเป็นหนึ่งในแรงผลักดันสำคัญของการเปลี่ยนแปลงนั้น) Rosenberger จำเป็นต้องติดตามเทคโนโลยีใหม่ ๆ จากผู้ผลิตรายอื่นอยู่เสมอ รวมถึงเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ (3D Printing) บริษัทได้นำเทคโนโลยีการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) มาใช้ในกระบวนการทำงานเป็นเวลาหลายปี และได้ร่วมงานกับ Formlabs มาตั้งแต่ปี ค.ศ. 2017

ปัจจุบัน Manuel Kaspreiter ตำแหน่ง Equipment Designer เป็นผู้ดูแลเครื่องพิมพ์ 3 มิติ Formlabs ของบริษัท ซึ่งประกอบด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติระบบสเตอริโอลิโทกราฟี (SLA) ในตระกูล Form Series จำนวน 7 เครื่อง และเครื่องพิมพ์ 3 มิติระบบ Selective Laser Sintering (SLS) ในตระกูล Fuse Series จำนวน 3 เครื่อง Kaspreiter ได้พูดคุยกับเราเกี่ยวกับวิธีที่ Rosenberger นำเทคโนโลยี SLA และ SLS มาใช้ในทุกขั้นตอนของการผลิต ตั้งแต่การปรับปรุงแบบในช่วงเริ่มต้นของการออกแบบ (Early Design Iterations) ไปจนถึงการผลิตชิ้นส่วนสำหรับการใช้งานจริง (End-Use Production) และอุปกรณ์ช่วยในการผลิต (Manufacturing Aids)

การก้าวข้ามความสงสัยในช่วงเริ่มต้น

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ Form 3+ ถูกใช้งานที่ Rosenberger แทบจะตลอดเวลา เพื่อผลิตเครื่องมือ (Tools) ต้นแบบ (Prototypes) ชิ้นส่วนทดแทน (Replacement Parts) และอุปกรณ์ช่วยในการผลิต (Manufacturing Aids)

แม้ว่าในปัจจุบัน เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติจะได้รับการยอมรับและถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในหลายแผนกและหลายหน้าที่ภายใน Rosenberger แต่ในช่วงเริ่มต้น Kapsreiter ต้องเอาชนะความสงสัยของพนักงานเมื่อนำเทคโนโลยีนี้เข้ามาใช้ พนักงานส่วนใหญ่คุ้นเคยเพียงกับเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติแบบ Fused Deposition Modeling (FDM) และมองว่าเทคโนโลยีนี้มีความแม่นยำต่ำ พื้นผิวหยาบ และมีคุณสมบัติเชิงกลที่แตกต่างกันตามทิศทางของการพิมพ์ (Anisotropy)

เพื่อให้พนักงานยอมรับเทคโนโลยีนี้ Kapsreiter จึงเริ่มต้นด้วยการนำเสนอชิ้นงานที่พิมพ์ด้วยระบบ SLA ซึ่งแสดงให้เห็นถึงพื้นผิวที่เรียบเนียนและค่าความคลาดเคลื่อนที่มีความแม่นยำในระดับเดียวกับงานเครื่องจักร (Machining-Grade Tolerances)

"หลายคนเชื่อมโยงการพิมพ์ 3 มิติกับการพิมพ์แบบ FDM ซึ่งทำให้พวกเขาไม่ค่อยเปิดรับเทคโนโลยีนี้ เราต้องทำให้ทุกคนเข้าใจว่า SLA และ SLS ไม่สามารถนำไปเปรียบเทียบกับ FDM ได้... หากคุณต้องการชิ้นงานที่มีคุณภาพพื้นผิวสูง SLA ถือเป็นตัวเลือกที่ดีมาก เมื่อเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสมและจัดวางชิ้นงานในโปรแกรม PreForm อย่างถูกต้อง ชิ้นงานที่พิมพ์ด้วยระบบ SLA ก็สามารถให้คุณภาพได้เทียบเท่ากับชิ้นงานที่ผลิตด้วยการฉีดขึ้นรูป (Injection Molding)"

— Kapsreiter กล่าว

คุณภาพของเครื่องพิมพ์ 3 มิติระบบ SLA และ SLS นั้นเพียงพอที่จะพิสูจน์ประสิทธิภาพของเทคโนโลยีได้ด้วยตัวเอง ปัจจุบัน เครื่องพิมพ์ 3 มิติของ Rosenberger ทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อรองรับคำขอจากทุกแผนกภายในบริษัท โดย Kapsreiter ผลิตชิ้นส่วนสำหรับต้นแบบ (Prototypes) เครื่องมือ (Tools) ชิ้นส่วนทดแทน (Replacement Parts) รวมถึงอุปกรณ์ช่วยในการผลิตและการประกอบ (Manufacturing or Assembly Aids)

"เพื่อนร่วมงานของเรา รวมถึงภาคอุตสาหกรรมโดยรวม ต่างเริ่มตระหนักว่า เราสามารถพัฒนาโซลูชันต่าง ๆ ได้รวดเร็วกว่าและมีความคล่องตัวมากกว่าด้วยการพิมพ์ 3 มิติ เมื่อเปรียบเทียบกับการผลิตด้วยเครื่องจักร"

Manuel Kapsreiter
Equipment Designer, Rosenberger

ชิ้นส่วนทดแทนและการปรับปรุงสำหรับสายการผลิตในภาคอุตสาหกรรม

Rosenberger ใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติระบบ SLS รุ่น Fuse 1+ 30W จำนวน 2 เครื่อง เพื่อผลิตชิ้นส่วนทดแทน (Replacement Parts) สำหรับเครื่องจักรในโรงงานตามความต้องการ (On-Demand) โดยก่อนหน้านี้ ชิ้นส่วนเหล่านี้ผลิตด้วยเครื่องกัด (Milling) แต่ปัจจุบันสามารถผลิตได้เร็วขึ้นถึง 80% ด้วยการพิมพ์ 3 มิติระบบ SLS

การผลิตสินค้าที่มีความหลากหลายของ Rosenberger จำเป็นต้องใช้เครื่องจักรหลายประเภท และการบำรุงรักษาเพื่อให้เครื่องจักรเหล่านี้สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องถือเป็นความท้าทายสำหรับทีมปฏิบัติการด้านการผลิต (Manufacturing Operations Team) โดยธรรมชาติแล้ว ชิ้นส่วนทดแทนเป็นสิ่งที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในด้านเวลา (Time-Sensitive) หากเครื่องจักรเครื่องใดเครื่องหนึ่งหยุดทำงาน กระบวนการผลิตก็จะหยุดชะงักตามไปด้วย และยิ่งสายการผลิตหยุดนานเท่าใด ก็ยิ่งส่งผลกระทบต่อผลประกอบการของบริษัทมากขึ้นเท่านั้น

ที่ผ่านมา Rosenberger พึ่งพาการผลิตชิ้นส่วนทดแทนตามความต้องการด้วยเครื่องจักร CNC Milling มาโดยตลอด แต่เมื่อเทคโนโลยีวัสดุ (Material Science) มีความก้าวหน้ามากขึ้น และเครื่องพิมพ์ 3 มิติมีความรวดเร็วและประสิทธิภาพสูงขึ้น เทคโนโลยีดังกล่าวจึงทำให้การใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อผลิตชิ้นส่วนทดแทนอย่างรวดเร็ว มีทั้งประสิทธิภาพมากขึ้นและคุ้มค่าด้านต้นทุนมากขึ้น

"เมื่อเปรียบเทียบกับการกัดขึ้นรูป (Milling) เราสามารถผลิตชิ้นส่วนได้เร็วขึ้นถึง 80% ด้วยการพิมพ์ 3 มิติ และสามารถตอบสนองต่อความต้องการได้ภายในข้ามคืน (Overnight)"

Manuel Kapsreiter
Equipment Designer, Rosenberger

เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานด้วยอุปกรณ์ช่วยในการผลิตที่ออกแบบเฉพาะ (Custom Manufacturing Aids)

เมื่อพนักงานมีความคุ้นเคยและเข้าใจศักยภาพของการพิมพ์ 3 มิติภายในองค์กร (In-house 3D Printing) มากขึ้น เครื่องพิมพ์ Form 3 Series และ Fuse Series จึงไม่ได้ถูกนำมาใช้งานเฉพาะในกรณีที่มีชิ้นส่วนเสียหายเท่านั้น

เมื่อไม่นานมานี้ พนักงานฝ่ายผลิตสังเกตเห็นว่าน้ำไหลผ่านเครื่องล้างอุตสาหกรรม (Industrial Washer) ได้ไม่ดีเท่าที่ควร จึงเข้ามาปรึกษาทีมผลิตเครื่องมือ (Toolmaking Team) เพื่อออกแบบวิธีแก้ไขปัญหา การพิมพ์ 3 มิติระบบ SLA ร่วมกับคลังวัสดุที่หลากหลายของ Formlabs ทำให้ทีมสามารถปรับปรุงและทดสอบแบบได้อย่างรวดเร็ว โดยปรับมุมของช่องเปิด (Apertures) ภายในเครื่องล้างอย่างละเอียด เพื่อให้น้ำถูกนำทางผ่านชิ้นส่วนทรงกลม (Ball-like Component) ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

หลังจากติดตั้งชิ้นส่วนดังกล่าว เครื่องล้างก็มีประสิทธิภาพดีขึ้นทันที พร้อมทั้งช่วยลดการใช้พลังงานและลดปริมาณการใช้น้ำ

เมื่อออกแบบ ปรับปรุง และทดสอบชิ้นส่วนเสร็จเรียบร้อยแล้ว Kapsreiter จึงเข้าสู่ขั้นตอนการผลิต โดยพิมพ์ชิ้นส่วนนี้สำหรับเครื่องล้างอุตสาหกรรมทุกเครื่องของบริษัท เพื่อให้เกิดการประหยัดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตในโรงงานให้มากที่สุด

เนื่องจากชิ้นส่วนนี้มีรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนและมีปริมาณการใช้งานค่อนข้างน้อย (ต้องใช้เพียง 40 ชิ้น) จึงไม่เหมาะกับการผลิตด้วยการฉีดขึ้นรูป (Injection Molding) และยังผลิตด้วยการกลึงหรือการกัดขึ้นรูปได้ยาก ดังนั้น การพิมพ์ 3 มิติแบบผลิตตามความต้องการ (On-Demand 3D Printing) จึงเป็นวิธีการผลิตที่เหมาะสมที่สุดสำหรับชิ้นส่วนนี้ในอนาคต

"ลูกบอลชิ้นนี้เป็นโพรงด้านใน และมีรูเปิดอยู่ในทุกทิศทางและทุกมุม นี่เป็นรูปทรงที่ไม่สามารถผลิตได้ด้วยวิธีอื่น หากไม่มีการพิมพ์ 3 มิติ การผลิตจะใช้เวลามากกว่า มีความซับซ้อนมากกว่า และผลลัพธ์ก็จะไม่ดีเท่านี้"

Manuel Kapsreiter
Equipment Designer, Rosenberger

การปรับปรุงเล็ก ๆ น้อย ๆ ในลักษณะนี้ ซึ่งมักเป็นข้อเสนอแนะจากช่างเทคนิคที่ทำงานอยู่ตามจุดต่าง ๆ ของโรงงาน สามารถสร้างความแตกต่างอย่างมากต่อการดำเนินงานและประสิทธิภาพการผลิตของบริษัท

หากไม่มีเทคโนโลยีการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) นักออกแบบจะต้องใช้กระบวนการหล่อ (Casting) ที่มีความซับซ้อน หรือผลิตชิ้นส่วนหลายชิ้นด้วยการกัดขึ้นรูป (Milling) ก่อนนำมาประกอบเข้าด้วยกันในขั้นตอนถัดไป ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้ทั้งเวลาและแรงงานจำนวนมาก

ปัจจุบัน ทีมงานสามารถข้ามขั้นตอนที่มีต้นทุนสูงเหล่านี้ได้ ด้วยเครื่องพิมพ์ Form 3+ ทำให้การผลิตรวดเร็วขึ้น คุ้มค่าด้านต้นทุนมากขึ้น และลดขั้นตอนการทำงานด้วยมือ เนื่องจากชิ้นส่วนทรงกลมใส (Transparent Sphere) สามารถพิมพ์ออกมาเป็นชิ้นเดียวได้ทันที

ทีมงานใช้เครื่อง CNC Milling เฉพาะสำหรับการเจาะรูขั้นสุดท้ายเท่านั้น ซึ่งสามารถทำได้อย่างไม่มีปัญหา เนื่องจาก Clear Resin มีคุณสมบัติด้านความเหนียว (Toughness) ความแข็งแกร่ง (Rigidity) และความแข็งแรง (Strength) ในระดับสูง

ด้วยการลดการใช้กระบวนการกัดขึ้นรูป (Milling) การหล่อ (Casting) และการกลึง (Lathing) Rosenberger ไม่เพียงช่วยลดต้นทุนและระยะเวลาในการผลิตเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานเครื่องจักรแบบดั้งเดิมอีกด้วย

Kapsreiter อธิบายว่า ทุกกระบวนการที่เปลี่ยนมาใช้การพิมพ์ 3 มิติ จะช่วย "ประหยัดกำลังการผลิตของเครื่องจักรราคาแพง ซึ่งสามารถนำไปใช้กับงานเฉพาะทางที่ไม่เหมาะสำหรับการพิมพ์ 3 มิติได้ ส่งผลให้สามารถใช้ประโยชน์จากเครื่องจักรที่มีอยู่ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด"

แผนกผลิตเครื่องมือ (Tooling Department) ของ Rosenberger ใช้เครื่อง Form 3+ ในการพิมพ์ชิ้นส่วนที่มีรูปทรงเรขาคณิตซับซ้อน เช่น ลูกบอลสำหรับระบบล้าง (Wash Ball) ที่ผลิตด้วย Clear Resin ซึ่งหากใช้วิธีการผลิตแบบดั้งเดิม จะมีความยากและมีต้นทุนในการผลิตสูง

"พนักงานฝ่ายผลิตที่เป็นผู้เสนอแนวคิดเรื่อง Wash Ball รู้สึกพึงพอใจกับผลลัพธ์เป็นอย่างมาก เขาได้เริ่มโครงการอื่น ๆ อีกหลายโครงการแล้ว เพราะมองเห็นศักยภาพในการปรับปรุงงานต่าง ๆ ด้วยชิ้นส่วนที่ผลิตจากการพิมพ์ 3 มิติ"
— Manuel Kapsreiter

แนวคิดเชิงนวัตกรรมในลักษณะนี้ คือสิ่งที่ทีมผู้เชี่ยวชาญด้านการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) ของ Rosenberger พยายามส่งเสริมให้เกิดขึ้นทั่วทั้งองค์กร

การให้ความรู้เกี่ยวกับการพิมพ์ 3 มิติช่วยให้พนักงานสามารถมองเห็นความไม่มีประสิทธิภาพ (Inefficiencies) ที่เกิดขึ้นในกระบวนการทำงานของตนเอง และสามารถเสนอแนวทางแก้ไขได้ ส่งผลให้บริษัทสามารถประหยัดทรัพยากร ลดของเสีย และเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานในทุกแผนกได้อย่างต่อเนื่อง

เพิ่มกำลังการผลิต (Throughput) ด้วยการผลิตแบบต่อเนื่องด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่คุ้มค่าด้านต้นทุน

ปริมาตรพื้นที่การพิมพ์ (Build Volume) ที่มีขนาดใหญ่และอัตราการผลิต (Throughput) ที่สูงของ Fuse 1+ 30W ช่วยให้ Rosenberger สามารถผลิตชิ้นส่วนระบบ SLS ได้ในปริมาณมากด้วยต้นทุนที่ต่ำ เช่น คลิป (Clips) ที่พิมพ์ด้วย Nylon 12 Powder สำหรับใช้งานในสายการล้าง (Washing Line)

แม้ว่าทั้งการพิมพ์ 3 มิติระบบ SLA และ SLS จะสามารถสร้างประโยชน์อย่างมากสำหรับการผลิตอุปกรณ์ช่วยในการผลิต (Manufacturing Aids) แต่การพิมพ์ 3 มิติระบบ SLS จะโดดเด่นเป็นพิเศษในงานที่ต้องการผลิตชิ้นส่วนจำนวนมาก

ในกระบวนการทำความสะอาดขั้นตอนหนึ่ง พนักงานของ Rosenberger สังเกตเห็นว่าระบบล้างสามารถทำความสะอาดได้เพียงครั้งละปริมาณเล็กน้อย ทั้งที่จริงแล้วมีความจุเพียงพอสำหรับการทำความสะอาดครั้งละมากกว่านั้น เขาจึงออกแบบระบบตัวรองรับ (Carrier System) ที่ช่วยให้สามารถนำชิ้นงานจำนวนมากซึ่งวางอยู่บนแผ่นสเตนเลส (Stainless Steel Plate) จุ่มลงในอ่างอัลตราโซนิก (Ultrasonic Bath) ได้พร้อมกัน

ทีมของ Kapsreiter ได้ออกแบบและพิมพ์ คลิปจำนวน 8,500 ชิ้น ด้วย Nylon 12 Powder เพื่อใช้ยึดแผ่นสเตนเลสดังกล่าว

"เครื่อง Fuse 1+ 30W ของเราทำงานต่อเนื่องเป็นเวลาห้าสัปดาห์" Kapsreiter กล่าว

ด้วยการพิมพ์ 3 มิติระบบ SLS ที่มีอัตราการผลิตสูง ทีมงานจึงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการทั้งหมดได้อย่างชัดเจน

โดยเฉพาะเมื่อใช้งานร่วมกับ Fuse Sift เครื่อง Fuse 1+ 30W สามารถรองรับการผลิตในปริมาณมากได้โดยใช้แรงงานน้อยและมีต้นทุนต่อชิ้นต่ำ

ห้องพิมพ์ (Build Chamber) ขนาด 7.5 ลิตร ของ Fuse 1+ 30W สามารถบรรจุชิ้นงานหลายชิ้นเพื่อพิมพ์พร้อมกันได้ เนื่องจากการพิมพ์ระบบ SLS ไม่จำเป็นต้องใช้โครงสร้างรองรับ (Support Structures) จึงช่วยประหยัดวัสดุและลดขั้นตอนการตกแต่งชิ้นงานด้วยมือเพิ่มเติม

แผนกผลิตเครื่องมือ (Tooling Department) ของ Rosenberger ใช้ Fuse Sift เพื่อแยกผงวัสดุที่ยังไม่ผ่านการหลอม (Unsintered Powder) ออกจากชิ้นงานที่พิมพ์เสร็จแล้ว โดยผงวัสดุประมาณ 60% สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ (Recycle) ได้

เมื่อไม่นานมานี้ ทีมงานยังเริ่มนำระบบพ่นทราย (Sandblasting System) แบบอัตโนมัติมาใช้งาน ซึ่งมีลักษณะการทำงานคล้ายกับ Fuse Blast รุ่นใหม่ของ Formlabs โดยระบบดังกล่าวสามารถทำความสะอาดชิ้นงานจำนวนมากภายในกระบวนการแบบปิด (Closed Process) ได้โดยอัตโนมัติ ช่วยเร่งความเร็วในการผลิตชิ้นงานจำนวนมากให้ดียิ่งขึ้น

เร่งการสร้างนวัตกรรม

ก่อนที่จะนำเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติมาใช้ Rosenberger ต้องพึ่งพาบริการผลิตต้นแบบ (Prototypes) และชิ้นส่วนสำหรับการผลิต (Production Parts) ด้วยกระบวนการฉีดขึ้นรูป (Injection Molding) ซึ่งใช้เวลานาน เนื่องจากมีต้นทุนสูงและต้องรอการผลิตเป็นเวลานาน พนักงานจึงไม่ค่อยกล้าลองแนวคิดใหม่ ๆ และโดยทั่วไปมักหลีกเลี่ยงการขอผลิตต้นแบบหลายเวอร์ชัน (Multiple Iterations) หรือชิ้นส่วนทดสอบในปริมาณน้อย

เมื่อแผนกผลิตเครื่องมือ (Tooling Department) เพิ่มศักยภาพในการพิมพ์ 3 มิติ พนักงานจากทุกทีมก็สามารถเปลี่ยนแนวคิดของตนให้กลายเป็นชิ้นงานจริงได้ โดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับต้นทุนที่อาจเกิดขึ้น

เครื่องพิมพ์ 3 มิติในตระกูล Form Series และ Fuse Series สามารถผลิตโมเดลและชิ้นส่วนทดสอบได้อย่างรวดเร็วและคุ้มค่าด้านต้นทุนสำหรับการใช้งานทุกประเภท อีกทั้งยังช่วยให้ลูกค้าสามารถติดตามและตรวจสอบโครงการของตนได้ในทุกขั้นตอนของการพัฒนา

"ในอดีต เครื่องมือสำหรับการผลิตตัวอย่างถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้ผลิตชิ้นงานจำนวนน้อยด้วยกระบวนการฉีดขึ้นรูป การพิมพ์ 3 มิติช่วยให้เราไม่จำเป็นต้องสร้างแม่พิมพ์โลหะที่มีราคาแพงอีกต่อไป ทำให้การสร้างต้นแบบมีต้นทุนต่ำลงอย่างมาก สิ่งที่ยอดเยี่ยมคือ ตอนนี้เราสามารถผลิตชิ้นส่วนตัวอย่างด้วยการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งในอดีตอาจไม่ถูกผลิตขึ้นเลย สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถแสดงความคืบหน้าของการพัฒนาให้ลูกค้าเห็นได้ ไม่ใช่เพียงบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ แต่เป็นชิ้นงานจริง คุณสามารถดูแบบใน CAD และจำลองการทำงานได้ แต่การได้ถือชิ้นงานจริงไว้ในมือและทดลองใช้งานในสถานที่จริง จะให้ความรู้สึกที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง"

Kapsreiter อธิบาย

"ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของการพิมพ์ 3 มิติคือการเข้าถึงได้ง่าย ความสามารถในการได้ชิ้นงานจริงอย่างรวดเร็วและมีต้นทุนต่ำ ช่วยลดอุปสรรคในการทดลองแนวคิดใหม่ ๆ ได้อย่างมาก เพราะต้นทุนต่ำ คุณจึงสามารถทำผิดพลาด เรียนรู้จากความผิดพลาดนั้น และปรับปรุงให้ดีขึ้นในการทดลองครั้งถัดไป และนี่คือจุดแข็งที่สำคัญของการพิมพ์ 3 มิติ"

Manuel Kapsreiter
Equipment Designer, Rosenberger

การเลือกเทคโนโลยีและวัสดุที่เหมาะสม (Choosing the Right Technology and Material)

ความท้าทายเฉพาะของแผนกผลิตเครื่องมือ (Tooling Department) ของ Rosenberger คือ การต้องผลิตชิ้นส่วนที่มีลักษณะเฉพาะ (Unique Parts) อยู่ตลอดเวลา และต้องผลิตให้เสร็จภายในระยะเวลาสั้น ๆ

กระบวนการทำงานที่ซับซ้อนหรือการพิมพ์ที่ล้มเหลว (Failed Prints) จะทำให้การทำงานล่าช้า ดังนั้น อินเทอร์เฟซที่ใช้งานง่าย (Intuitive Interface) และขั้นตอนการทำงานที่ไม่ซับซ้อน (Easy Workflow) จึงเป็นสิ่งสำคัญ

ทีมงานจำเป็นต้องสามารถไว้วางใจเครื่องพิมพ์ได้ว่า จะสามารถผลิตชิ้นงานที่มีคุณภาพสม่ำเสมอได้ทุกครั้ง โดยไม่ต้องคอยปรับแต่งหรือแก้ไขขั้นตอนการทำงานอยู่ตลอดเวลา

"สิ่งที่สำคัญสำหรับเรามาโดยตลอด คือ ชิ้นงานที่พิมพ์ต้องมีความแม่นยำด้านขนาด (Dimensional Accuracy) มีความแข็งแรง มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดี และมีความน่าเชื่อถือ... Form 3 เป็นเครื่องที่มีความน่าเชื่อถือมาก ซึ่งไม่สามารถเปรียบเทียบกับระบบอื่นได้ เนื่องจากเราผลิตชิ้นส่วนที่มีความหลากหลายมาก และแทบจะไม่เคยพิมพ์ชิ้นเดิมซ้ำเลย ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่เวลาที่ต้องใช้ในการเตรียมงานต่อการพิมพ์แต่ละครั้งจะต้องน้อยที่สุด และนี่คือเหตุผลสำคัญที่ทำให้เราเลือกใช้ระบบของ Formlabs"

Manuel Kapsreiter
Equipment Designer, Rosenberger

---

เนื่องจากแผนกผลิตเครื่องมือของ Rosenberger ให้การสนับสนุนหลายแผนกภายในองค์กร (Cross-Sectional Operation) ทีมงานจึงไม่เพียงต้องผลิตชิ้นส่วนได้อย่างรวดเร็วเท่านั้น แต่ยังต้องรองรับการใช้งานที่หลากหลาย ซึ่งแต่ละงานก็มีข้อกำหนดที่แตกต่างกัน

ความคาดหวังด้านคุณภาพงานพิมพ์ ความแม่นยำ และคุณสมบัติของวัสดุอยู่ในระดับสูง เนื่องจากชิ้นงานที่ผลิตจะถูกนำไปใช้งานจริงในกระบวนการผลิตของ Rosenberger

ด้วยเหตุนี้ การมีวัสดุให้เลือกใช้อย่างหลากหลายจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของทีม

Kapsreiter กล่าวว่า หนึ่งในเหตุผลสำคัญที่เลือกเครื่องพิมพ์ 3 มิติของ Formlabs คือ

"มีวัสดุให้เลือกใช้งานหลากหลายมาก ซึ่งช่วยให้เราสามารถรองรับการใช้งานได้หลายรูปแบบ"

---

Rosenberger เลือกใช้ระบบ SLA หรือ SLS โดยพิจารณาจาก ปริมาณการผลิตที่ต้องการ และ คุณสมบัติของวัสดุที่ชิ้นงานต้องมี

ทีมงานเลือกใช้ Form 3+ เป็นหลัก เมื่อต้องการชิ้นงานที่มีพื้นผิวเรียบและมีรายละเอียดสูง

สำหรับชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่ งานที่ต้องผลิตจำนวนมาก หรือชิ้นงานที่ต้องการคุณสมบัติใกล้เคียงกับการฉีดขึ้นรูป (Injection Molding) ทีมงานจะเลือกใช้ Fuse 1+ 30W ซึ่งมีพื้นที่การพิมพ์ขนาดใหญ่และใช้วัสดุเทอร์โมพลาสติกที่มีต้นทุนคุ้มค่า

วัสดุที่ทีมผลิตเครื่องมือของ Rosenberger ใช้งานบ่อยที่สุด ได้แก่

• Tough 2000 Resin
  ใช้เนื่องจากมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับ ABS มีความแข็งแรงและทนต่อการแตกหัก เหมาะสำหรับต้นแบบของตัวเรือน (Housing Prototypes) ที่มีสลักล็อก (Latching Lugs) หรือขายึด (Mounting Brackets)

• Rigid 4000 Resin
  ใช้เนื่องจากมีความแข็งแรงและความแข็งแกร่งสูง เหมาะสำหรับหมัดปั๊ม (Punches) ของเครื่องกดแบบ Toggle Press ในงานประกอบ

• Rigid 10K Resin
  ใช้เนื่องจากมีความแข็งแรง ความแข็งแกร่ง และความทนความร้อนในระดับสูงมาก เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่ต้องทนต่อการสึกหรอ เช่น แผ่นสไลด์ (Sliding Plates)

• Grey Resin
  ใช้สำหรับผลิตต้นแบบ เนื่องจากมีราคาประหยัด

• Flexible 80A Resin
  ใช้เนื่องจากมีความยืดหยุ่น เหมาะสำหรับซีลกันน้ำ (Waterproof Seals) ของปลั๊ก ตัวเรือน เครื่องมือ รวมถึงชุดจับของหุ่นยนต์ (Robot Gripping Units)

• ESD Resin
  ใช้เนื่องจากมีสีดำเข้ม เหมาะสำหรับการนำเสนอหรือแสดงตัวอย่างชิ้นงาน

• High Temp Resin
  ใช้เนื่องจากมีความทนความร้อนสูง เหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้ในงานบัดกรี (Soldering Devices)

• Clear Resin
  ใช้เนื่องจากมีความโปร่งใส เหมาะสำหรับ Wash Ball และฝาครอบแบบใส (Transparent Covers)

• Nylon 12 Powder
  ใช้เนื่องจากมีต้นทุนต่ำและสามารถใช้ประโยชน์จากพื้นที่การพิมพ์ขนาดใหญ่ของ Fuse 1+ 30W ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ เหมาะสำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่หรือการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กจำนวนมาก

---

นอกจากความหลากหลายของวัสดุ คุณภาพของงานพิมพ์ ความน่าเชื่อถือของเครื่อง และการใช้งานที่ง่ายแล้ว ต้นทุนการลงทุนเริ่มต้น (Upfront Cost) ที่ไม่สูง ยังเป็นอีกหนึ่งปัจจัยสำคัญที่ทำให้ Rosenberger ตัดสินใจเลือกใช้งานระบบนิเวศ (Ecosystem) ของ Formlabs

"เครื่องพิมพ์ของ Formlabs มีราคาที่เข้าถึงได้ง่ายมาก แน่นอนว่านี่เป็นข้อได้เปรียบที่คู่แข่งยากจะต่อกรได้"

Manuel Kapsreiter
Equipment Designer, Rosenberger

การขยายการใช้งานการพิมพ์ 3 มิติอย่างต่อเนื่องที่ Rosenberger – จาก Fridolfing สู่ทั่วโลก

การบริหารจัดการเวิร์กช็อปและการประสานงานคำขอจำนวนมากจากพนักงาน ทำให้ทีมงานจำเป็นต้องสร้างขั้นตอนการทำงาน (Workflow) รูปแบบใหม่ขึ้นมา

ด้วยการใช้ ระบบ Ticketing ที่ทีมพัฒนาขึ้นเอง แผนกผลิตเครื่องมือ (Tool Shop) ของ Rosenberger สามารถรับคำขอผลิตชิ้นงานด้วยการพิมพ์ 3 มิติจากทุกแผนกภายในบริษัทได้

เมื่อการพิมพ์และกระบวนการหลังการพิมพ์ (Post-Processing) เสร็จสมบูรณ์ ชิ้นงานจะถูกจัดส่งไปยังผู้ใช้งาน ซึ่งในบางกรณีก็ถูกส่งไปยังสาขาของบริษัทที่อยู่ไกลถึงทวีปเอเชีย

หลังจากโครงการการพิมพ์ 3 มิติที่ Kapsreiter เป็นผู้ผลักดันแสดงให้เห็นผลลัพธ์ที่จับต้องได้ หน่วยงานอื่น ๆ ภายในบริษัทก็เริ่มให้ความสนใจมากขึ้น

"ภายในเวลาเพียงหนึ่งปี สำนักงานของเราในเมือง Augsburg ได้ซื้อเครื่องพิมพ์หนึ่งเครื่อง และอีกไม่กี่เดือนต่อมาก็ซื้อเครื่องที่สอง คุณอาจเรียกสิ่งนี้ได้ว่าเป็นเรื่องราวความสำเร็จที่เริ่มต้นจาก Fridolfing แน่นอนว่าสาขาอื่น ๆ ก็เห็นข้อดีเช่นกัน และพวกเขาก็เริ่มนำแนวทางนี้ไปใช้ตาม"

Manuel Kapsreiter
Equipment Designer, Rosenberger

หลังจากใช้งานการพิมพ์ 3 มิติที่ Rosenberger มาเป็นเวลากว่า 6 ปี พร้อมประสบการณ์เชิงบวกอย่างต่อเนื่อง Kapsreiter แนะนำให้บริษัทในภาคอุตสาหกรรมทุกแห่งกลับมาทบทวนมุมมองหรือความเชื่อเดิมที่มีต่อเทคโนโลยีการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) ซึ่งตัวเขาเองก็เคยต้องเผชิญกับความสงสัยเหล่านั้นในช่วงเริ่มต้น

ด้วยความสามารถในการประยุกต์ใช้งานที่หลากหลาย ต้นทุนการผลิตที่ต่ำ และระยะเวลาการผลิตที่รวดเร็ว การพิมพ์ 3 มิติจึงกลายเป็นเทคโนโลยีที่มีคุณค่าและช่วยเสริมศักยภาพให้กับโรงงานอุตสาหกรรม

"การพิมพ์ 3 มิติเป็นเพียงเครื่องมืออีกชนิดหนึ่ง ที่มาพร้อมกับความเป็นไปได้ใหม่ ๆ และจุดแข็งใหม่ ๆ และสำหรับบริษัทส่วนใหญ่แล้ว นี่คือแนวทางการพัฒนาที่เหมาะสม คุณไม่ควรมองข้ามเทคโนโลยีนี้ แต่ควรเลือกใช้ให้เหมาะสมกับงานของคุณ สำหรับคนส่วนใหญ่ มันจะเป็นเหมือนการเปิดโลก เมื่อพวกเขาตระหนักว่ามีชิ้นงานจำนวนมากเพียงใดที่สามารถพิมพ์ได้ และสามารถประหยัดเวลาได้มากแค่ไหน"

Kapsreiter กล่าว

ปัจจุบัน ทีมผลิตเครื่องมือของ Rosenberger ได้รับคำสั่งผลิตชิ้นงานด้วยการพิมพ์ 3 มิติอย่างต่อเนื่อง พนักงานในฝ่ายผลิตและฝ่ายประกอบจำนวนมากขึ้นเรื่อย ๆ ต้องการนำแนวคิดในการปรับปรุงกระบวนการทำงาน (Process Optimization) ของตนมาพัฒนาให้เป็นจริงด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ

สำหรับ Manuel Kapsreiter แล้ว การพิมพ์ 3 มิติที่ Rosenberger ถือเป็น เรื่องราวความสำเร็จ (Success Story) ที่เขาตั้งใจจะสานต่อ โดยมีเป้าหมายที่จะเพิ่มขีดความสามารถด้านการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) ภายในองค์กรให้มากยิ่งขึ้น

"เพราะความต้องการใช้งานยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง"

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

 

แหล่งอ้างอิง

https://formlabs.com/global/blog/rosenberger-3d-printed-tooling-and-end-use-parts/