logo IPST4 IPST4
  • วีดิทัศน์
  • คลังภาพ
  • บทความ
  • โครงงาน
  • บทเรียน
  • แผนการสอน
  • E-Books
    • คู่มือครู
    • คู่มือการใช้หลักสูตร
    • ชุดสื่อ 60 พรรษา
    • หนังสือเรียน
    • Ebook อื่นๆ
  • Apps
  • เกี่ยวกับ scimath
  • ติดต่อเรา
  • สรุปข้อมูล
  • แผนผังเว็บไซต์
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
  • สมัครสมาชิก
  • ลืมรหัสผ่าน
  • วีดิทัศน์
  • คลังภาพ
  • บทความ
  • โครงงาน
  • บทเรียน
  • แผนการสอน
  • E-Books
    • คู่มือครู
    • คู่มือการใช้หลักสูตร
    • ชุดสื่อ 60 พรรษา
    • หนังสือเรียน
    • Ebook อื่นๆ
  • Apps
  • เกี่ยวกับ scimath
  • ติดต่อเรา
  • สรุปข้อมูล
  • แผนผังเว็บไซต์
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
  • สมัครสมาชิก
  • ลืมรหัสผ่าน
  • learning space
  • ระบบอบรมครู
  • ระบบการสอบออนไลน์
  • ระบบคลังความรู้
  • สสวท.
  • สำนักงานสลากกินแบ่ง
  • วีดิทัศน์
  • คลังภาพ
  • บทความ
  • โครงงาน
  • บทเรียน
  • แผนการสอน
  • E-Books
    • คู่มือครู
    • คู่มือการใช้หลักสูตร
    • ชุดสื่อ 60 พรรษา
    • E-Books อื่นๆ
  • Apps
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
  • สมัครสมาชิก
  • ลืมรหัสผ่าน
ค้นหา
    
ค้นหาบทความ
กลุ่มเป้าหมาย
ระดับชั้น
สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา
การกรองเปลี่ยนแปลง โปรดคลิกที่ส่งเมื่อดำเนินการเสร็จ
เลือกหมวดหมู่
    
  • บทความทั้งหมด
  • ฟิสิกส์
  • เคมี
  • ชีววิทยา
  • คณิตศาสตร์
  • เทคโนโลยี
  • โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ
  • วิทยาศาสตร์ทั่วไป
  • สะเต็มศึกษา
  • อื่น ๆ

3D Printing สุดยอดนวัตกรรมทางเทคโนโลยีการพิมพ์ (ตอนที่1)

โดย :
สุวัฒน์ วงษ์จำปา
เมื่อ :
วันอังคาร, 04 มกราคม 2565
Hits
1467

3dpt1 01

ภาพ 1 เครื่องพิมพ์สามมิติ (Rapid Prototype)
ที่มา https://www.youtube.com/watch?v=CUWXNZ3Gx4g

            เครื่องพิมพ์สามมิติเป็นหุ่นยนต์อุดสาหกรรมประเภทหนึ่ง (Rapid Prototype: RP) ที่มีกำเนิดมานาน 30 กว่าปีแล้ว แต่นิยมใช้กันเพียงในบริษัทขนาดใหญ่ หรือในห้องปฏิบัติการ และเพิ่งได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายเมื่อประมาณ ค.ศ. 2009 นี่เอง เครื่องพิมพ์สามมิติเป็นวิวัฒนาการ หรือนวัตกรรมทางเทคโนโลยีการพิมพ์ที่ได้รับการยกระดับให้สูงขึ้นมาอีกขั้นหนึ่งจากเทคโนโลยีการพิมพ์ธรรมดาอธิบายให้ข้าใจได้ง่ายคือกระบวนการพิมพ์ที่เราคุ้นเคยและใช้อยู่ตั้งแต่ในอดีตมาจนถึงปัจจุบัน เป็นการพิมพ์ลักษณะสองมิติในแนวตัด-ขวาง (cross section) หรือ ตามแกน X-Y ลงบนพื้นผิวที่เป็นวัสดุแผ่นราบเรียบเช่น กระดาษ กระจก แผ่นพลาสติก หรือผื่นผ้า และภาพที่ได้เป็นรูปแบบสองมิติ คือมีความกว้างและความยาว แต่ในการพิมพ์สามมิติเราสามารถพิมพ์วัตถุที่มีรูปทรงแสดงให้เห็นความกว้างความยาวและความสูง ในขั้นตอนการพิมพ์คือหัวเครื่องพิมพ์จะเคลื่อนที่ได้เพิ่มอีกหนึ่งแนวคือ แนวแกน 2 จากเดิมที่มีเพียงแนวแกน X-Y เท่านั้น ดังภาพ 2

3dpt1 02

ภาพ 2 แสดงทิศทางกรเคลื่อนที่ของหัวเครื่องพิมพ์และวัสดุในงานพิมพ์ระบบสามมิติ ในแนวแกน X.YZ

ที่มา http://www.print3dd.com

            โดยหัวฉีดเครื่องพิมพ์จะเลื่อนขึ้น-ลงในแนวแกน 2 ของฐานเครื่องพิมพ์ ทำให้เกิดมิติที่สาม ระบบการพิมพ์ดังกล่าวสามารถใช้พิมพ์ตุ๊กตา ลูกบอล แก้วน้ำ ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลในงานอุตสาหกรรม หรืออวัยวะเทียมในวงการแพทย์ ซึ่งสามารถนำไปใช้ทดแทนหรือใช้ได้เหมือนของจริงแทบทุกประการ ดังตัวอย่างภาพ 3 และ ภาพ 4

3dpt1 03

ภาพ 3 ขั้นตอนการออกแบบชิ้นส่วนและสร้างอวัยวะเทียมทดแทนขาเปิด
ที่มา https://www.cnet.com/news/amputee-goose-gets-a-new-3d-printed-leg-and-foot

 

3dpt1 04

ภาพ 4 ผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรและผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ
ที่มา https://www.autodesk.com/solutions/3d-printing
https://all3dp.com/1/free-stl-files-3d-printer-models-3d-print-files-stl-download/ https:/www.applicadthai.com/articles/3d-printing-กับชีวิต-3d-printing-technology-life/

 

ท่านทราบหรือไม่ว่าเครื่องพิมพ์สามมิติทำงานอย่างไร

            เครื่องพิมพ์สามมิติคือเครื่องจักรที่ใช้กระบวนการทำให้เนื้อวัสดุก่อตัวเป็นรูปร่างตามที่ได้ออกแบบไว้โดยอาศัยข้อมูลในรูปแบบดิจิทัลเป็นกระบวนการที่เรียกว่า Additive Process ซึ่งการพิมพ์จะดำเนินไปที่ละขั้นหรือทีละ layer โดยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ควบคุม ระบบการพิมพ์ไฟล์ที่ใช้กับเครื่องพิมพ์เป็นไฟล์ในรูปแบบสามมิติจะไม่เหมือนภาพในเครื่องพิมพ์ระบบสองมิติที่พิมพ์ลงบนแผ่นกระดาษทั่วไป ข้อมูลภาพหรือวัตถุในระบบนี้จะถูกบันทึกในรูปแบบไฟล์ดิจิทัลที่ถูกสร้างจากโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เช่น AutoCAD, SolidWorks, 3Ds Max, Inventor

            เมื่อสร้างโมเดลหรือขึ้นงานในรูปของไฟล์ดิจิทัลแล้วก็จะมีการนำไฟล์นั้นไปทำการ slice หรือตัดเป็นชั้น ๆ (layer)ออกมาให้เป็นแผ่นบาง ๆ คล้ายการหั่นก้อนขนมปังออกเป็นชิ้นบาง   เพื่อให้เครื่องพิมพ์สามมิติพิมพ์แผ่นบาง ๆ นั้นเรียงซ้อน ทับต่อกันทีละชั้น จนปรากฏเป็นวัตถุในลักษณะสามมิติเหมือนชิ้นงานจริงตามที่ได้ออกแบบไว้ดังภาพ 5 ที่แสดงกระบวนการสร้างไฟล์ดิจิทัลแบบสามมิติ เพื่อพิมพ์ขึ้นงาน 3D Object

 

3dpt1 05

ภาพ 5 ขั้นตอนการสร้างไฟล์ดิจิทัลแบบสามมิติ เพื่อฟิมพ์ชิ้นงาน
ที่มา http://www.siamreprap.com/2015/10/what-s-3d-printer , http://www.applcadthai.com/articles/article-3dprinter/

เหตุใดจึงต้องใช้การพิมพ์แบบสามมิติ

3dpt1 06

ที่มา  https://3dprintingindustry.com/wp-content/uploads/2014/09/ebam-3d-printer.jpg

            สิ่งที่ต้องคำนึงถึงมากที่สุดสำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์ ในขั้นตอนการผลิตตันแบบก่อนลงมือผลิตจริงคือคำนวณต้นทุนที่เกี่ยวข้อง เช่น ราคาต่อหน่วย ราคาเครื่องจักร และค่าแรงงานถ้าขึ้นงานนั้นมีความซับซ้อนมาก ก็จะทำให้ต้นทุนการผลิตมีค่ามาก แต่ด้วยเทคโนโลยีการผลิตสมัยใหม่สิ่งเหล่านี้จะไม่ได้เป็นปัญหาอีกต่อไป ซึ่งหมายความว่า เราไม่จำเป็นต้องสร้างแม่พิมพ์ (mold) เหมือนวิธีผลิตแบบเดิมการผลิตขึ้นงานที่มีจำนวนขึ้นส่วนในปริมาณมาก จำเป็นต้องมีแม่พิมพ์หลายแบบ เพื่อกำจัดปัญหาดังกล่าวเราต้องอาศัยความเจริญก้าวหน้าทางเทคโนโลยี วิธีการออกแบบ กระบวนการพิมพ์และเครื่องพิมพ์ระบบสามมิติ การสร้างโมเดลเสมือนจริงก่อนการผลิต จะช่วยลดขั้นตอนการผลิต ลดราคา ลดแรงงานลดความยุ่งยากในการผลิตและลดขั้นตอนการประกอบได้เป็นอย่างดี ที่สำคัญไปกว่านั้นคือเราสามารถแก้ไขแบบ ปรับปรุงรูปร่าง และรูปทรงให้ตรงความต้องการในขั้นตอนการออกแบบด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ได้อย่างง่ายดาย เนื่องจากการทำงานมีความสะดวกมากขึ้นหลายเท่าตัว ภาพ 6. 7 เป็นตัวอย่างงานพิมพ์ขิ้นส่วนสื่อทดลองในวิชาฟิสิกส์ ซึ่งได้รับการออกแบบและพัฒนาโดยฝ่ายออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์ สสวท.

3dpt1 07

ภาพ 7 ตัวอย่างงานประกอบชิ้นส่วนเครื่องทดสอบแรงดึงวัสดุ (Uniaxial tensile test)

ที่มา ฝ้ายออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์ / สาขาฟิสิกส์ / สสวท.

เครื่องพิมพ์สามมิติสมารถนำไปใช้ในห้องเรียนได้หรือไม่

 

3dpt1 08

ภาพ 8 นักเรียนกำลังดูผลงานจากการออกแบบและพิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติ

ที่มา https://x3dprinting.co/pages/3d-printing-for-education

            นี่เป็นคำถามที่ท้าทายและน่าสนใจเป็นอย่างยิ่งสำหรับผู้สนใจนักเรียน และนักศึกษา แม้จะไม่มีความรู้พื้นฐานด้านการออกแบบกราฟิกทางคอมพิวเตอร์สำหรับงานพิมพ์สามมิติแต่ปัจจัยเหล่านี้มิได้เป็นอุปสรรคเลยถ้าจะนำเครื่องพิมพ์สามมิติมาใช้ในกระบวนการเรียนการสอน  เพียงแต่ผู้สนใจมีพื้นฐานด้านคอมพิวเตอร์บ้างเล็กน้อยก็จะสามารถพิมพ์ขึ้นงานด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติได้ เนื่องจากในกระบวนการออกแบบและวิธีการใช้เครื่องพิมพ์ ผู้ออกแบบมักจะเน้นการใช้งานที่สะดวกเป็นหลักอยู่แล้วจึงสามารถกล่าวได้ว่าผู้ใช้เครื่องพิมพ์ไม่จำเป็นต้องเขียนโปรแกรมเป็นในมุมกลับ ผู้ที่เขียนโปรแกรมเป็นก็ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องพิมพ์ เป็นเสมอไป เพียงแต่ได้เรียนรู้หลักการเบื้องตันในระบบการพิมพ์บ้างก็จะสามารถผลิตชิ้นงานด้วยเครื่องพิมพ์ระบบสามมิติได้โดยง่าย เพราะปัจจุบันเราสามารถดาวน์โหลดโปรแกรมกราฟิกไฟล์ภาพสามมิติสำเร็จรูปโดยไม่เสียค่าใช้จ่ายใด ๆ ตามที่มีผู้ออกแบบไว้ในระบบอินเทอร์เน็ตซึ่งจะมีทั้งแบบที่ต้องเสียค่าใช้จ่ายและแบบไม่เสียค่าใช้จ่ายในการดาวน์โหลดดังกล่าว นั่นเป็นการยืนยันว่าเราสามารถนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในห้องเรียนได้แน่นอน อีกทั้งเป็นการกระทำที่สอดคล้องกับแนวคิดในการเรียนการสอนแบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) ของ สสวท. ซึ่งจะทำให้ผู้เรียนมีความรู้และทักษะในกระบวนการคิดการออกแบบ การวางแผนการผลิตและช่วยทำให้เกิดจินตนาการด้านต่าง ๆ ทั้งในห้องเรียน ในชีวิตประจำวันที่จะนำไปสู่การพัฒนาอย่างต่อเนื่องอย่างไม่หยุดยั้ง สำหรับการสร้างสรรค์นวัตกรรมใหม่ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการต่อไปในอนาคต

 

           บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของนิตยสาร สสวท. ผู้อ่านสามารถติดตามบทความที่น่าสนใจเพิ่มเติมได้ที่ https://magazine.ipst.ac.th/

 

บรรณานุกรม

กิติรตา หร่ำรัศมี และ ชมพร แววโนรี. มิติใหม่ของการพิมพ์ด้วยการพิมพ์ 3 มิติ. สืบค้นเมื่อ 21 พฤศจิกายน 2559.

จาก https://sites.google.com/a/bumail.net/3dprintingdimension/bthkhadyx/.

งานพิมพ์ขาเทียม. สืบคั้นเมื่อ 16 พฤศจิกายน 2559, จา http:/www.cnet.com/news/amputee-goose-gets-a-new-3d-printed-leg-and-foot.

ชนิตของเครื่องพิมพ์สามมิติ. สืบคั้นเมื่อ 14 พฤศจิกายน 2559, จาก http://3dprinting.com/what-is-3d-printing/.

ตัวอย่างภาพผลิตภัณฑ์. สืบคั้นเมื่อ 15 พฤศจิกายน 2559, จา http:/www.108cnc.com/index.php?lay=show&ac-article&ld-539339692/1

ไฟล์ภาพสำหรับงานพิมพ์สามมิติ. สืบคั้นเมื่อ 14 พฤศจิกายน 2559, จาก http:// www.t24hrs.com/2013/3d-printer-print-materials/.

ภาพเครื่องพิมพ์สามมิติ. สืบต้นเมื่อ 14 พฤศจิกายน 2559, จา htp:/vww.print3dd.com/3d-printer/

สยามเรปแรป. สืบค้นเมื่อ 14 พฤศจิกายน 2559. จาก http://www.siamreprap.com/2015/10/what-is-3d-printer/

หัวเรื่อง และคำสำคัญ
3D Printing, เทคโนโลยีการพิมพ์, การพิมพ์
ลิขสิทธิ์
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.)
ผู้แต่ง หรือ เจ้าของผลงาน
สุวัฒน์ วงษ์จำปา
สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา
เทคโนโลยี
ระดับชั้น
ปฐมวัย
ป.1
ป.2
ป.3
ป.4
ป.5
ป.6
ม.1
ม.2
ม.3
ม.4
ม.5
ม.6
ช่วงชั้น
ทุกช่วงชั้น
ปฐมวัย
ประถมศึกษาตอนต้น
ประถมศึกษาตอนปลาย
มัธยมศึกษาตอนต้น
มัธยมศึกษาตอนปลาย
กลุ่มเป้าหมาย
ครู
นักเรียน
บุคคลทั่วไป
  • 12478 3D Printing สุดยอดนวัตกรรมทางเทคโนโลยีการพิมพ์ (ตอนที่1) /article-technology/item/12478-3d-printing-1
    เพิ่มในรายการโปรด
  • ให้คะแนน
    Average rating
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • Share
    • Tweet
    • Share

  • คำที่เกี่ยวข้อง
    การพิมพ์ เทคโนโลยีการพิมพ์ 3D Printing
คุณอาจจะสนใจ
เรียนไฟฟ้าด้วย AR ตอน 1
เรียนไฟฟ้าด้วย AR ตอน 1
Hits ฮิต (11890)
ให้คะแนน
การเรียนเรื่องไฟฟ้า หลายคนก็อาจจะนึกถึงการเขียนวงจรที่ยุ่งยาก การคำนวณกระแสไฟฟ้า ไหนจะความสลับซับซ้ ...
กาแฟฟู่
กาแฟฟู่
Hits ฮิต (32481)
ให้คะแนน
เตาไมโครเวฟกลายเป็นอุปกรณ์สำคัญประจำบ้านของคนรุ่นใหม่ที่อาศัยการรับประทานอาหารสำเร็จรูปเป็นหลักในชี ...
อะไรแข็งกว่าเพชร?
อะไรแข็งกว่าเพชร?
Hits ฮิต (25855)
ให้คะแนน
อะไรแข็งกว่าเพชร? เพชรได้รับการยกย่องว่าเป็นอัญมณีที่มีค่าควรเมืองมานานหลายพันปีแล้ว กษัตริย์ในสมัย ...
ค้นหาบทความ
กลุ่มเป้าหมาย
ระดับชั้น
สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา
การกรองเปลี่ยนแปลง โปรดคลิกที่ส่งเมื่อดำเนินการเสร็จ
  • บทความทั้งหมด
  • ฟิสิกส์
  • เคมี
  • ชีววิทยา
  • คณิตศาสตร์
  • เทคโนโลยี
  • โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ
  • วิทยาศาสตร์ทั่วไป
  • สะเต็มศึกษา
  • อื่น ๆ

SciMath ใช้คุกกี้ เพื่อจัดการข้อมูลส่วนบุคคล และพัฒนาประสบการณ์การใช้งานให้กับผู้ใช้
ข้อตกลงและเงื่อนไขการใช้งาน และ นโยบายความเป็นส่วนตัว

ตกลง
  • เกี่ยวกับ SciMath
  • ติดต่อเรา
  • สรุปข้อมูล
  • แผนผังเว็บไซต์
  • คำถามที่พบบ่อย
Scimath คลังความรู้

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) กระทรวงศึกษาธิการ เป็นหน่วยงานของรัฐที่ไม่แสวงหากำไร ได้จัดทำเว็บไซต์คลังความรู้ SciMath เพื่อส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และเทคโนโลยีทุกระดับการศึกษา โดยเน้นการศึกษาขั้นพื้นฐานเป็นหลัก หากท่านพบว่ามีข้อมูลหรือเนื้อหาใด ๆ ที่ละเมิดทรัพย์สินทางปัญญาปรากฏอยู่ในเว็บไซต์ โปรดแจ้งให้ทราบเพื่อดำเนินการแก้ปัญหาดังกล่าวโดยเร็วที่สุด

The Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology (IPST), Ministry of Education, a non-profit organization under the Thai government, developed SciMath as a website that provides educational resources in Science, Mathematics and Technology. IPST invites visitors to use its online resources for personal, educational and other non-commercial purpose. If there are any problems, please contact us immediately.

Copyright © 2018 SCIMATH :: คลังความรู้ SciMath. Terms and Conditions. Privacy. , All Rights Reserved. 
อีเมล: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. (ให้บริการในวันและเวลาราชการเท่านั้น)