The role of the 3D printer in the future.

This Robot is Going to 3D-Print a Steel Bridge

          photo credit: Artistic render of robotic arms 3D printing a bridge. MX3D

From lifesaving implants to cutting edge fashion, 3D printing is the gift that keeps on giving. What will this additive technology do next? Well, 3D print a steel bridge in mid-air, of course.

MX3D, a research and development startup company, will use robots to 3D print a pedestrian bridge across one of Amsterdam’s canals. The versatile six-axis robotic arms will ‘draw’ steel structures in 3D, starting from one side of the canal and building across until it reaches the other end. The robot will also print its own support, which allows it to work autonomously. The location of the bridge will be announced soon and construction is set to commence in 2017.

“This bridge will show how 3D printing finally enters the world of large-scale, functional objects and sustainable materials while allowing unprecedented freedom of form,” designer Joris Laarman said on the project Web page. “The symbolism of the bridge is a beautiful metaphor to connect the technology of the future with the old city, in a way that brings out the best of both worlds.”

Animation of robotic arms 3D printing a bridge. MX3D

The team has been able to overcome the shape and size restrictions of conventional 3D printing. MX3D engineers spent a lot time perfecting the robotic printer, which they say first started off as “worm-like blobs.” A few things did go wrong along the way, “a welding machine exploded, nozzles got stuck and the robot got destroyed.” Eventually—after “endless testing”—MX3D engineers were able draw complex sculptures in mid-air and then speed up the process.

"What distinguishes our technology from traditional 3D printing methods is that we work according to the 'printing outside the box' principle," said Tim Geurtjens, chief technology officer at MX3D. "By printing with six-axis industrial robots, we are no longer limited to a square box in which everything happens. Printing a functional, life-size bridge is of course the ideal way to showcase the endless possibilities of this technique.”

MX3D will work with the construction firm Heijmans and software company Autodesk. 

Read this next : The Science Behind The Most Gruesome Deaths In Game of Thrones

Cr. http://www.iflscience.com/technology/robot-going-3d-print-steel-bridge 

The future of the 3D Printer

            นวัตกรรมพลิกโลก

• อนาคต 3D Printer จะอยู่บนโต๊ะทำงานของทุกบ้าน
• 3D Printer สร้างทุกอย่างที่คิดออกมาได้
• 3D Printer ลดต้นทุนของผู้ประกอบการในการผลิตชิ้นส่วน

       เริ่มจากปัจจุบันนี้ก็ได้มีบริการพิมพ์วัตถุสามมิติตามสั่งเกิดขึ้นมาแล้ว ซึ่งบริการที่ขึ้นชื่อที่สุดก็น่าจะเป็น Shapeways ที่เปิดโอกาสให้สามารถออกแบบวัตถุสามมิติอย่างง่ายได้ด้วยตนเองจากบนหน้าเว็บ สามารถเลือกวัตถุดิบได้ และพิมพ์ออกมาเป็นโมเดลให้สามารถเก็บเป็นที่ระลึก หรือจะเปิดเป็นร้านค้าออนไลน์ก็สามารถทำได้

แต่ว่าความเคลื่อนไหวที่น่าสนใจยิ่งกว่าก็คือ ในอนาคตนั้น อาจวิ่งไปที่ร้านคอมพิวเตอร์แถวบ้าน แล้วซื้อเครื่องพิมพ์สามมิติมาใช้งานได้เหมือนกับพริ้นเตอร์ทั่วไป โดยในตอนนี้ก็ได้มีโครงการประเภท DIY ที่น่าสนใจเกิดขึ้นมากมาย ยกตัวอย่างเช่น RepRap โครงการเครื่องพิมพ์สามมิติเสรีที่เปิดโอกาสให้นักพัฒนานำไปต่อยอดได้ โดยนอกจากเราจะสามารถซื้อหามาใช้งานได้จริงแล้ว ในเว็บไซต์ก็ยังมีเว็บบอร์ดไว้สำหรับพูดคุยแลกเปลี่ยนความเห็นอีกด้วย และอีกแห่งหนึ่งที่น่าสนใจไม่น้อยคือ MakerBot Industries ผู้ผลิต The MakerBot Replicator เครื่องพิมพ์สามมิติสำเร็จรูปตามบ้านชนิดพร้อมใช้งาน และบริการ Thingiverse ชุมชนออนไลน์ที่เราสามารถเข้าไปชมผลงานโมเดลสามมิติของคนอื่น รวมทั้งเข้าไปดาวน์โหลดพิมพ์เขียวต่างๆ มาใช้งานได้ฟรี

อนาคตของ 3D Printing

3D Printing เปิดโอกาสให้เราทำสิ่งที่เราไม่เคยทำได้มาก่อน รวมทั้งอาจก่อให้เกิดผลกระทบตามมาอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ โดยนักวิเคราะห์หลายรายชี้ว่าผลกระทบที่ตามมานั้นอาจมากมายไม่ต่างจากสิ่งที่เครื่องจักรไอน้ำเคยก่อให้เกิดการปฏิวัติอุตสาหกรรม หรือไมโครชิพก่อให้เกิดการปฏิวัติดิจิตัล แต่ก่อนที่เราจะไปถึงจุดนั้น 3D Printing ยังคงต้องเผชิญกับอุปสรรคหลายอย่างด้วยกัน

เริ่มจาก ราคาซึ่งยังนับว่าแพงมาก โดยเฉพาะเครื่องพิมพ์สามมิติคุณภาพสูงสำหรับใช้ในงานอุตสาหกรรม ส่วนเครื่องพิมพ์ที่สามารถใช้ตามบ้านได้นั้นก็ยังได้งานที่ค่อนข้างดิบ ทำงานช้า รองรับวัตถุดิบได้้น้อย และอาจยังไม่สามารถสร้างวัตถุที่มีความซับซ้อนพอจะสามารถนำมาใช้งานอะไรจริงจงั แต่ข้อจำกัดดังกล่าวก็อาจถูกทำลายลงได้ เช่นราคาขายที่มีแนวโน้มถูกลงเรื่อยๆ เนื่องจากเริ่มเป็นธุรกิจที่มีผู้คนให้ความสนใจ เกิดผู้เล่นรายใหม่มากมาย และการที่โครงการเครื่องพิมพ์สามมิติหลายรายถูกปล่อยพัฒนาอย่างเสรีก็ทำให้เกิดชุมชุนผู้ใช้เพิ่มขึ้น ส่งผลดีให้เคยไอเดียและแนวคิดใหม่ที่สามารถนำไปต่อยอดของเดิม

หากเราสามารถก้าวข้ามข้อจำกัดตรงนี้ไปได้ อนาคตของ 3D Printing ก็นับว่าสดใส ลองคิดดูว่าจะดีแค่ไหนหากว่าผู้ผลิตสามารถลดต้นทุนการผลิตชิ้นส่วนประกอบต่างๆ ลงไปได้ด้วยการพิมพ์ออกมาใช้งานเองโดยไม่ต้องว่าจ้างโรงงานจากต่างแดน รวมทั้งช่วยลดความเสี่ยงสำหรับผู้ประกอบการรายย่อยที่เพิ่งเริ่มกิจการ สามารถลองผิดลองถูกผลิตแบบสิ่งของตามที่ลูกค้าสั่งได้ เมื่อทุกอย่างลงตัวก็ค่อยเริ่มเข้าสู่กระบวนการผลิตเป็นจำนวนมากแบบดั้งเดิมต่อไป ส่วนผู้บริโภคเองต่อไปก็อาจไม่ต้องเสียเวลาเดินทางเพื่อซื้อของใช้เล็กๆ น้อยๆ สามารถซ่อมแซมอุปกรณ์ที่ต้องใช้ชิ้นส่วนต่างๆ ได้เอง เพียงแค่ดาวน์โหลดพิมพ์เขียวลงเครื่อง แล้วก็ “พิมพ์” ออกมา

                                                    ดังนั้นคำว่า “ปฏิวัติ” อาจอยู่ไม่ไกลเกินเอื้อม

For those using new technology

3D Printing เทคโนโลยีเปลี่ยนโลก

         ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ หรือ 3D Printing Technologyกำลังแสดงศักยภาพ และผ่านการพิสูจน์ว่าน่าจะกลายเป็นเทคโนโลยีที่เข้าไปแทรกซึมอยู่ในทุกอณูของชีวิตในอนาคตอัน ใกล้นี้ การพิมพ์ 3 มิติ

        เริ่มขึ้นในทศวรรษ 1980 เมื่อ ฮิเดโอะ โคมะดะ (Hideo Komada) คิดค้นวิธีการฉีดพลาสติกออกมาเป็นรูปทรง 3 มิติก่อนใช้แสงยูวี (UV) เร่งปฏิกิริยาการแข็งตัวของพอลิเมอร์ที่ใช้ ปัจจุบันอุปกรณ์ก้าวหน้ามาก จนมีขนาดเล็กลงมากสร้างสรรค์ชิ้นงานด้วยรายละเอียดที่แม่นยำ นอกจากวัสดุจำพวกพอลิเมอร์พลาสติกชนิดต่างๆ แล้ว เครื่องพิมพ์บางรุ่นยังออกแบบให้ใช้ได้ กับวัสดุต่างๆ อย่างหลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นโลหะอย่าง เหล็กและไททาเนียม หรือวัสดุอื่นๆ ที่ไม่ใช่โลหะอย่าง เซรามิก, กระดาษ, ซิลิโคน หรือแม้แต่ ซีเมนต์ก่อสร้าง

แต่แน่นอนว่าวัสดุที่ต่างออกไป ก็ต้องอาศัยเครื่องพิมพ์ที่ต่างออกไปด้วยเช่นกัน

 


ปีที่แล้วนักบินอวกาศนาซาทดลองใช้ 3D Printer ในสถานีอวกาศในอนาคต ชิ้นส่วนอุปกรณ์ต่างๆ จำนวนมากในยานน่าจะสร้างด้วยวิธีนี้ www.howitworksdaily.com/nasa-3d-prints-on-the-iss/

• ค.ศ. 2007 นิตยสาร TIME และ Wall Street Journal ถึงกับยกให้ผลงานจาก 3D Printing เป็นหนึ่งใน 100 การออกแบบที่ทรงอิทธิพลที่สุดในปีนั้นอีกด้วย ความโดดเด่นของเทคโนโลยีนี้ก็คือ ทำให้เหมาะกับลูกค้าแต่ละคนได้ แถมยังปรับแต่งแต่ละชิ้นงานได้ไม่ยาก มีลูกเล่นรายละเอียดต่างๆ ที่ทำได้อย่างละเอียดอ่อนและประณีตมาก 

• ค.ศ. 2011 ศิลปิน เมอร์เรย์ มอส ได้จัดแสดงผลงานจาก 3D Printing ที่พิพิธภัณฑ์วิกตอเรียและอัลเบิร์ตในอังกฤษ  โดยใช้ชื่อว่า การปฏิวัติอุตสาหกรรม 2.0  (industrial Revolution 2.0: How the Material World will Newly Materialize)

      สำหรับการศึกษาและงานวิจัยหลายๆ แขนงก็มีการนำ 3D Printing ไปใช้อย่างกว้างขวาง ทั้งใช้สร้าง "โมเดล"หรือแบบจำลอง ซึ่งก็ทำได้เร็วและทำซ้ำได้ง่าย มีการสร้างซากฟอสซิลเทียม เพื่อใช้ ในชั้นเรียน ทำให้ช่วยลดการเสียหายตัวอย่างมีค่าหายาก ด้านสิ่งแวดล้อมมีผู้ทดลองพิมพ์ปะการังเทียมจากหินทราย ทำให้มีสมบัติเหนือกว่า วัสดุอื่นๆ ที่เคยใช้ทำกันอยู่อย่างเห็นได้ชัด อุตสาหกรรมขนาดใหญ่อย่างอุตสาหกรรมรถยนต์และอุตสาหกรรมก่อสร้างก็มีการนำ 3D Printing มาใช้งานด้วยเช่นกัน

สำหรับบริษัทด้านวิศวกรรม คอร์ อีคอลอจิก (Kor Ecologic) กับบริษัท สตราตาซิส (Stratasys) ที่เป็นผู้ผลิตพรินเตอร์ร่วมกันสร้างรถยนต์ไฮบริดชื่อ เออร์บี (Urbee) ให้เป็นรถยนต์คันแรกของโลกที่มีตัวถังและหน้าต่างที่สร้างด้วยเทคโนโลยีนี้

มือเทียมที่ทีมงาน Maker Zoo ในประเทศไทย พิมพ์ด้วยเทคนิค 3D printingสำหรับใช้กับผู้พิการ

 (ภาพโดย Maker Zoo)enablingthefuture.org/wp-content/uploads/2014/12/Coming-soon.png


      การประยุกต์ใช้ 3D printing ที่น่าตื่นตาตื่นใจอีกแขนงหนึ่งคือในทางการแพทย์ เทคนิคนี้มีขอบเขตกว้างขวางมากตั้งแต่การพิมพ์วัสดุเทียม เช่น มือเทียม, กระดูกเทียม และท่อลมเทียม เป็นต้น ตอนนี้มีการทดลองอย่างเข้มข้นที่จะพิมพ์ชิ้นส่วนอวัยวะ ดังเช่น ลิ้นหัวใจ หรือ แม้แต่ "หัวใจ" ทั้งดวง !
      การพิมพ์แบบนี้มีชื่อเฉพาะเรียกว่า "การพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติ" หรือ 3D Bioprinting ส่วน "หมึกชีวภาพ (bioink)"ที่ใช้ก็คือ สเต็มเซลล์ ที่ได้มาจากผู้ป่วยและนำมาเพาะเลี้ยงเพิ่มจำนวนในห้องปฏิบัติการ

       นอกจากนั้น การพิมพ์ชีวภาพในคนแล้ว ยังมีความพยายามสร้างนอแรดด้วยเทคโนโลยีนี้เช่นกัน ถือเป็นวิธีการอนุรักษ์สิ่งมีชีวิตใกล้สูญพันธุ์ที่เป็นแนวทางใหม่มาก



นอแรดเทียมที่สร้างด้วยเทคนิค 3D Printing อาจช่วยไม่ให้แรดสูญพันธุ์

What is a 3D Printing??

                 

              3D Printer หรือ Rapid Prototype (RP) หรือ ที่คนไทยเรียกเครื่องพิมพ์ 3มิติ เครื่องปรินท์ 3มิติ นั้นมีใช้กันมาเกือบ 30 ปีแล้ว แต่ใช้กันในวงจำกัด ในบริษัทขนาดใหญ่ หรือ ใน Lab ใหญ่ๆเท่านั้น เพิ่งจะได้รับความนิยมในผู้ใช้จำนวนมาก และมีราคาลดลง เมื่อประมาณปี 2009 นี่เอง

3D Printer นั้นสามารถสร้างชิ้นงานที่เป็นวัตถุจับต้องได้(3มิติ) มีความกว้าง-ลึก-สูง ไม่เหมือนเครื่อง Printer แบบ 2D ที่เราใช้โดยทั่วไปที่พิมพ์หมึกสีลงบนกระดาษ เช่นหากเราพิมพ์ลูกบอลลงบนการกระดาษ(2D) เราจะได้กระดาษที่มีรูปลูกบอลอยู่ แต่หากเราพิมพ์จาก 3D Printer เราจะได้ลูกบอลทรงกลมมากลิ้งบนพื้นได้ 

หลักการทำงาน

3D Printer เกือบทุกเครื่องนั้นใช้หลักการเดียวกัน คือพิมพ์ 2มิติแต่ชั้นในแนวระนาบกับพื้นโลก XY ก่อน ส่วนที่พิมพ์ก็คือภาพตัดขวาง-Cross Section ของวัตถุนั้นๆเอง พอพิมพ์เสร็จในสองมิติแล้วเครื่องจะเลื่อนฐานพิมพ์ไปพิมพ์ชั้นถัดไป พิมพ์ไปเรื่อยๆหลายร้อย หลายพันชั้น จนออกมาเป็นรูปร่าง 3 มิติ  การเลื่อนขึ้นหรือลง(เลื่อนในแนวแกน Z)ของฐานพิมพ์ นี่เองทำให้เกิดมิติที่ 3

หมึกที่ใช้ของ 3D Printer แตกต่างกันออก บางชนิดพิมพ์โดยฉีดเส้นพลาสติกออกมาก บางชนิดพ่นน้ำเรซิ่นออกมา แล้วฐานแสงให้เรซิ่นแข็งในแต่ละชั้น บางชนิดฉีดซีเมนต์-3D Printer สร้างบ้าน, น้ำตาล-3D Printer ทำขนม, หรือแม้กระทั่งสเต็มเซลล์-3D Printer กับการพิมพ์อวัยวะ 

โดยปรกตินั้นเราจะวัดความละเอียดในการพิมพ์ของเครื่อง 3D Printer ในหน่วนไมครอน เช่น 100-Micron(0.1mm) ต่อชั้น หมายความว่าในแต่ละชั้นนั้นเครื่องจะพิมพ์ให้มีความสูง 0.1mm ดังนั้นหากโมเดลมีความสูง 10mm เครื่องพิมพ์จะพิมพ์ทั้งหมด 100 ชั้น หากพิมพ์ที่ความละเอียด 50-Micron เครื่องจะพิมพ์ทั้งหมด 200 ชั้น ซึ่งแน่นอนที่ความละเอียด 50-Micron นั้นได้งานละเอียดกว่าและสวยกว่าแน่นอน แต่ใช้เวลาเพิ่มขึ้นประมาณเท่าตัว

ไฟล์ที่ใช้กับเครื่องพิมพ์ 3มิติ นั้นเป็นไฟล์ 3มิติ แทนที่จะเป็นรูปภาพเหมือนในเครื่องพิมพ์บนกระดาษทั่วไป 3D File นี้อาจสร้างจากโปรแกรม เช่น AutoCAD, SolidWork, 3Ds Max, Zbrush, Maya, SketchUp หรือ แม้กระทั่ง PhotoShop รุ่นใหม่ก็มีส่วนที่ Support 3D Printer แล้ว