วิวัฒนาการของการพิมพ์ 3 มิติ

ตั้งแต่การลดต้นทุนไปจนถึงการเพิ่มประสิทธิภาพไปจนถึงการกระตุ้นนวัตกรรม ผู้คนจำนวนมากรู้สึกตื่นเต้นเกี่ยวกับผลกระทบที่การพิมพ์ 3 มิติจะมีต่ออนาคตของการผลิต อย่างไรก็ตาม ความจริงก็คือ มันได้สร้างผลกระทบอย่างมากต่ออุตสาหกรรมนี้แล้ว

ย้อนดูวิวัฒนาการของการพิมพ์ 3 มิติเพื่อดูว่าปรากฏการณ์นี้เริ่มต้นอย่างไรและได้ช่วยให้อุตสาหกรรมการผลิตมีวิวัฒนาการอย่างไร

ทศวรรษ 1980: การวางรากฐานของการพิมพ์ 3 มิติ  

การพิมพ์ 3 มิติเป็นเพียงแนวคิดในทศวรรษ 1980 ในปี 1981 ฮิเดโอะ โคดามะ จากสถาบันวิจัยอุตสาหกรรมเทศบาลเมืองนาโกย่า ประเทศญี่ปุ่น ได้ค้นพบวิธีพิมพ์เลเยอร์ของวัสดุเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ 3 มิติ น่าเสียดายที่ Kodama ไม่สามารถขอสิทธิบัตรสำหรับเทคโนโลยีนี้ได้

ในขณะเดียวกัน ในฝรั่งเศส บริษัท French General Electric และ CILAS ผู้ผลิตเทคโนโลยีเลเซอร์และออปติคัล ได้ค้นพบวิธีสร้างวัตถุที่พิมพ์ 3 มิติ อย่างไรก็ตาม บริษัทต่าง ๆ ไม่เห็นการใช้เทคโนโลยีนี้ และในไม่ช้าพวกเขาก็ละทิ้งการค้นพบของพวกเขา

ในที่สุดในปี 1986 วิศวกรชาวอเมริกันชื่อ Charles Hull ได้สร้างต้นแบบสำหรับกระบวนการที่เรียกว่า stereolithography (SLA) ฮัลล์ใช้ photopolymers หรือที่เรียกว่าวัสดุจากอะคริลิกเพื่อพัฒนาจากของเหลวเป็นของแข็งโดยใช้แสงอัลตราไวโอเลต Hull จดสิทธิบัตรเครื่องพิมพ์ SLA และบริษัทอื่นๆ ปฏิบัติตาม ฮัลล์มักถูกเรียกว่า "บิดา" ของการพิมพ์ 3 มิติ

เรียนรู้เพิ่มเติม: ภาพรวมของการผลิตสารเติมแต่ง

เทคโนโลยีหลักอีก 2 รายการได้รับการจดสิทธิบัตรในช่วงเวลานี้เช่นกัน – Selective Laser Sintering (SLS) ซึ่ง ใช้ผงเกรนเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์จากการพิมพ์ 3 มิติ และ Fused Deposition Modeling (FDM) ซึ่งใช้ความร้อนกับโมเดล 3 มิติเลเยอร์ โมเดลการพิมพ์ 3 มิติเหล่านี้เป็นรากฐานสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ

ทศวรรษ 1990: เทคโนโลยีและการยอมรับมากขึ้น

ด้วยรากฐานของเทคโนโลยีที่สร้างขึ้นแล้ว บริษัทต่างๆ เริ่มทำการทดลอง ขยาย และในที่สุดก็ทำการค้าการพิมพ์ 3 มิติในเชิงพาณิชย์

เครื่องพิมพ์ 3D ใหม่หลายเครื่องออกสู่ตลาด รวมถึง ModelMaker จาก Solidscape ซึ่งเก็บวัสดุขี้ผึ้งโดยใช้หัวพิมพ์อิงค์เจ็ต ซึ่งพบได้ทั่วไปในการพิมพ์แบบดั้งเดิม

กระบวนการใหม่ เช่น microcasting และวัสดุพ่น ทำให้การพิมพ์ 3 มิติใช้กับโลหะได้ ไม่ใช่แค่พลาสติก

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้ยังคงมีต้นทุนที่จำกัด ด้วยเหตุนี้ การนำไปใช้จึงจำกัดเฉพาะการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีต้นทุนสูงและมีปริมาณต่ำ ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างต้นแบบผลิตภัณฑ์ใหม่ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ และการแพทย์

ยุค 2000: การพิมพ์ 3 มิติระเบิด

แม้ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงซ้ำๆ และนวัตกรรมที่เกี่ยวข้องกับการพิมพ์ 3 มิติตลอดช่วงต้นทศวรรษ 2000 แต่ปี 2548 เป็นปีที่การพิมพ์ 3 มิติได้ก้าวไปสู่กระแสหลักมากขึ้น สิทธิบัตรในยุคแรกๆ จำนวนมากเริ่มหมดอายุลง และนักประดิษฐ์และผู้ประกอบการต่างแสวงหาผลประโยชน์

ศาสตราจารย์ในอังกฤษชื่อ Dr. Adrian Bowyer ได้ทำภารกิจในการสร้างเครื่องพิมพ์ 3 มิติราคาประหยัด ภายในปี 2008 เครื่องพิมพ์ “ดาร์วิน” ของเขาประสบความสำเร็จในการพิมพ์ 3 มิติมากกว่า 18% ของส่วนประกอบของตัวเอง และอุปกรณ์มีราคาไม่ถึง 650 ดอลลาร์

เมื่อ สิทธิบัตร FDM ตกเป็นสาธารณสมบัติในปี 2552 บริษัทต่างๆ ก็สามารถสร้างเครื่องพิมพ์ 3 มิติได้หลากหลาย และเทคโนโลยีก็เข้าถึงได้มากขึ้น

การพิมพ์ 3 มิติเริ่มกลายเป็นหัวข้อข่าวหลัก เนื่องจากแนวคิดต่างๆ เช่น แขนขาที่พิมพ์ 3 มิติและไตที่พิมพ์ 3 มิติ นั้นน่าทึ่งและทรงพลัง

ทศวรรษ 2010 และขบวนการผู้สร้าง

เนื่องจากต้นทุนของเครื่องพิมพ์ 3D ลดลงอย่างต่อเนื่อง ความต้องการเทคโนโลยีเริ่มเพิ่มสูงขึ้น และพวกเขากลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นในบ้านและในธุรกิจ

ที่หน้าร้าน ผู้ผลิตเริ่มใช้ประโยชน์จากการพิมพ์ 3 มิติในหลากหลายวิธี ชิ้นส่วนเครื่องจักรสามารถซ่อมแซมได้อย่างรวดเร็ว และการขาดแคลนสินค้าคงคลังสามารถต่อสู้ได้อย่างง่ายดาย

ภายในปี 2014 อุตสาหกรรมสร้างรายได้มากกว่า 1 พันล้าน ดอลลาร์ นอกจากผลกระทบทางการเงินที่น่าประทับใจของเทคโนโลยีแล้ว การพิมพ์ 3 มิติยังส่งผลต่อวิธีการทำงานของผู้คนด้วย

ตอนนี้ผู้คนมีอิสระที่จะสร้างและสร้างผลิตภัณฑ์ใหม่ด้วยตัวเอง โดยไม่ต้องพึ่งบริษัทหรือบริษัทเทคโนโลยี การเปลี่ยนแปลงอันทรงพลังนี้เป็นแรงผลักดันให้เกิด The Maker Revolution ซึ่งให้ความสำคัญกับการสร้างและมุ่งเน้นไปที่ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ซ

จากการวิเคราะห์ในปี 2560 โดย AT Kearney การพิมพ์ 3 มิติคาดว่าจะมีอัตราการเติบโตต่อปี (CAGR) ที่ 14.37 เปอร์เซ็นต์เป็นเกือบ 17.2 พันล้านดอลลาร์ระหว่างปี 2560 ถึง 2563

2020: การพิมพ์ 3 มิติตอบสนองต่อ COVID-19

ตลอดหลายทศวรรษที่ผ่านมา เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติได้ทำลายอุตสาหกรรมการผลิตอย่างต่อเนื่อง ในเดือนมีนาคม 2020 ผู้ผลิตและวิศวกรจำนวนมากได้ก้าวขึ้นเพื่อต่อสู้กับการระบาดใหญ่ของ COVID-19 และจำนวนการเรียกร้องให้ดำเนินการของชุมชนการพิมพ์ 3 มิติในการจัดหาวัสดุและผลิตภัณฑ์ที่จำเป็นนั้นเป็นสิ่งที่ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมไม่สามารถคาดการณ์ได้

ผู้เชี่ยวชาญด้านการพิมพ์ 3 มิติมากกว่า 1,700 คนได้เสนอ หน้ากากพิมพ์ 3 มิติ เครื่องช่วยหายใจ วาล์ว และอื่นๆ บริษัทชั้นนำด้านการพิมพ์ 3 มิติ เครื่องจักร CNC และการฉีดขึ้นรูป ประกาศบน Twitter ว่า “เรามีลูกค้าจำนวนหนึ่งที่ติดต่อหาเราเพื่อขอความช่วยเหลือในการเร่งการผลิตส่วนประกอบสำหรับชุดทดสอบ #COVID19 และเครื่องช่วยหายใจ กำลังดำเนินการสั่งชิ้นส่วนที่รัน 10,000 ชิ้นเพื่อจัดส่งในวันพรุ่งนี้ ไม่เคยภูมิใจในสิ่งที่เราทำ! #การผลิตดิจิทัล”

ผู้ผลิตที่คล้ายคลึงกันรายอื่นๆ กำลังทำงานอย่างรวดเร็วเพื่อผลิตเวชภัณฑ์ — โดยไม่คิดค่าใช้จ่าย หากต้องการดูว่าผู้ซื้อรายใดที่มีแผนจะซื้อสำหรับบริการการผลิตสารเติมแต่งที่คุณนำเสนอ โปรดขอรายงานผู้ซื้อที่มีแผนจะซื้อที่กำหนดเองของเราฟรี

“Thomas มองเห็นจุดบอดของเราที่เราไม่รู้ว่ามีอยู่จริง และเติมข้อมูลและเทคโนโลยีเข้าไป เพื่อช่วยให้เราสามารถกระตุ้นยอดขายและความพยายามทางการตลาดของเรา” แบรด ก็อดวิน ซีอีโอของ E2Global กล่าว “โอกาสในการขายที่สร้างขึ้นนั้นมีคุณสมบัติและเป็นจริง”

อนาคตของการผลิตสารเติมแต่งและการพิมพ์ 3 มิติ

นับเป็นแรงบันดาลใจที่ได้เห็นวิวัฒนาการของการพิมพ์ 3 มิติ และการได้เห็นผู้ผลิตจากทุกอุตสาหกรรมทำงานร่วมกันเพื่อกำหนดรูปแบบอุตสาหกรรมและเศรษฐกิจ จากข้อมูลของ Statista ตลาดทั่วโลกสำหรับผลิตภัณฑ์และบริการการพิมพ์ 3 มิติคาดว่าจะเกิน 40 พันล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2567

ซัพพลายเออร์ด้านการผลิตแบบเติมและนักออกแบบ 3D ยังคงจดทะเบียนบริษัทของตนบน Thomasnet.com เพื่อเพิ่ม RFQs และทำให้ธุรกิจเติบโต (แสดงรายการของคุณที่นี่) ในขณะที่ชุมชนการพิมพ์ 3 มิติยังคงพัฒนาต่อไป เราอยากรู้ว่าอุตสาหกรรมการผลิตที่เหลือก็มีวิวัฒนาการเช่นกัน

หมายเหตุบรรณาธิการ: หากคุณกำลังจัดหาซัพพลายเออร์สำหรับรายการ COVID-19 คลิกที่นี่สำหรับผู้ผลิตและผู้จัดจำหน่ายเหล่านั้น หากธุรกิจอุตสาหกรรมของคุณสามารถสนับสนุนการผลิตอุปกรณ์ที่จำเป็นเพื่อต่อสู้กับการระบาดของ COVID-19 โปรดกรอกแบบฟอร์มนี้เพื่อแจ้งให้เราทราบถึงความพร้อมและความเต็มใจที่จะอุทิศทรัพยากรของคุณ Thomas กำลังทำงานร่วมกับสำนักงานของรัฐและรัฐบาลกลางเพื่อช่วยระดมผู้ผลิตเพื่อส่งมอบอุปกรณ์และบริการ

สำหรับบทความการผลิตสารเติมแต่งเพิ่มเติม โปรดไปที่:

• ผู้ผลิตกระจกคิดค้นสีใหม่ที่ฆ่า 99% ของ COVID-19

• Perseverance Rover ของ NASA นำการพิมพ์ 3 มิติไปยังดาวอังคาร

• KFC Will 3D Print นักเก็ตไก่
• ตลาดการพิมพ์ 3 มิติเป็นสี่เท่า เกิน 50 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2573 [รายงาน]
• วิธีการรวมการพิมพ์ 3 มิติเข้ากับโรงงานผลิตของคุณ [คู่มือ]

สำหรับข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับอุตสาหกรรมอื่นๆ โปรดไปที่:

• ความท้าทายและโอกาสในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
• ความท้าทายและโอกาสในการติดฉลากส่วนตัว
• ความท้าทายและโอกาสในการผลิตเครื่องมือแพทย์
• ความท้าทายและโอกาสในอุตสาหกรรมกัญชา
• ความท้าทายและโอกาสในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม
• ความท้าทายและโอกาสในอุตสาหกรรมยา