ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติและการลดลงของต้นทุนวัตถุดิบ การพิมพ์สามมิติยังคงเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุนอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่การประยุกต์ใช้ในขั้นตอนต่อไปก็ขยายตัวอย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคชั้นนำทั้งในประเทศและต่างประเทศเริ่มนำเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติมาใช้ในผลิตภัณฑ์ 3C เช่น สมาร์ทโฟนและนาฬิกาเพิ่มมากขึ้น โดยมีการผลิตชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ฝาครอบบานพับโทรศัพท์แบบพับได้ ตัวเรือนนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์ โครงกลางของโทรศัพท์มือถือ และขอบตัวเรือนโดยใช้การพิมพ์ 3 มิติ การประยุกต์ใช้การพิมพ์ 3 มิติในการผลิตชิ้นส่วนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค 3C (3D3C) ในปริมาณมากกำลังเร่งการแทรกซึมของเทคโนโลยีนี้ตามข้อมูลจาก Statista และ Wohlers ตลาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคทั่วโลกมีมูลค่าประมาณ 1.01 ล้านล้านดอลลาร์สหรัฐ (ประมาณ 7.27 ล้านล้านหยวน) ในปี 2022 ภายในภาคส่วนนี้ ขนาดตลาดการพิมพ์ 3 มิติอยู่ที่ 2.127 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ (ประมาณ 15.306 พันล้านหยวน) คิดเป็นอัตราการแทรกซึมเพียง 0.211% ซึ่งบ่งชี้ถึงโอกาสในการเติบโตอย่างมากรายงานโดย CITIC Securities ซึ่งมีชื่อว่า "การวิจัยการพิมพ์สามมิติในอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้าอย่างชาญฉลาด: ไทเทเนียมอัลลอยและการพิมพ์สามมิติ ที่มีต้นกำเนิดจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค" ระบุว่า ศักยภาพทางการตลาดสำหรับการพิมพ์สามมิติด้วยไทเทเนียมอัลลอยเพียงอย่างเดียวในภาคส่วนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคคาดว่าจะเกิน 10,000 ล้านหยวน (ประมาณ 1.5 แสนล้านบาท) โดยรวมแล้ว การพิมพ์สามมิติมีศักยภาพในการพัฒนาอย่างมหาศาลในภาคส่วนนี้ ซึ่งคาดว่าจะถึงหลายแสนล้านหยวน
ในการประชุมฟอรั่มการฉีดขึ้นรูปที่เซี่ยงไฮ้ครั้งที่ 12 ซึ่งจัดขึ้นเมื่อวันที่ 6 มีนาคม ดร.จง กุ้ยเซิง ประธานบริษัท Beijing Sandee Technology Co., Ltd. ได้บรรยายในหัวข้อ "การประยุกต์ใช้โลหะและเซรามิกที่พิมพ์ด้วยระบบ 3 มิติของ Sandee ในอุตสาหกรรม 3C" การบรรยายของเขาได้ให้ภาพรวมของการวิจัยทางเทคโนโลยีและความก้าวหน้าในการประยุกต์ใช้การพิมพ์ 3 มิติในภาคอิเล็กทรอนิกส์ 3C วิเคราะห์ความท้าทายและอุปสรรคที่พบในการประยุกต์ใช้การพิมพ์ 3 มิติสำหรับผลิตภัณฑ์ 3C และสำรวจทิศทางการพัฒนาทางเทคนิคในอนาคตสำหรับการประยุกต์ใช้ใน 3C
การผลิตผลิตภัณฑ์ 3C ต้องการข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับคุณภาพผิว, ความเรียบของชิ้นส่วน, และความแม่นยำทางมิติ. ด้วยความต้องการผลิตภัณฑ์ที่สูง, การผลิตอัตโนมัติต้องสามารถทำได้ในต้นทุนต่ำ.จากคุณลักษณะเหล่านี้ มีเทคโนโลยีหลักสองประเภทที่ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ 3C ในปัจจุบัน ได้แก่ การหลอมด้วยเลเซอร์แบบเลือกพื้นที่ (Selective Laser Melting: SLM) และการฉีดกาวประสาน (Binder Jetting: BJ) กระบวนการ SLM ให้ความแม่นยำสูง ความซับซ้อน และความหนาแน่นสูง ในขณะที่กระบวนการ BJ ให้คุณภาพพื้นผิวและความแม่นยำทางมิติที่ยอดเยี่ยม พร้อมด้วยประสิทธิภาพสูงและปริมาณการผลิตที่มาก
การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติในสมาร์ทโฟนและสมาร์ทวอทช์ช่วยให้สามารถผลิตสินค้าที่มีความแข็งแรงสูงและน้ำหนักเบาได้ในขณะที่เพิ่มประสิทธิภาพเวลาการผลิตและลดต้นทุนการผลิตตัวอย่างเช่น ผู้ผลิตได้ใช้แผ่นฝาครอบบานพับที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยี 3D จากไทเทเนียมอัลลอยสำหรับสมาร์ทโฟนแบบพับได้ ทำให้มีความหนาเพียง 9.9 มิลลิเมตรเท่านั้น การออกแบบนี้ช่วยเพิ่มความแข็งแรงถึง 501% ในขณะที่ลดน้ำหนักลงถึง 621% และลดจำนวนชิ้นส่วนของบานพับจาก 92 ชิ้นเหลือเพียง 4 ชิ้น นอกจากนี้ แผ่นกลางตัวเครื่องที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยี 3D จากไทเทเนียมอัลลอยสำหรับโทรศัพท์มือถือยังช่วยลดน้ำหนักได้ถึง 91%
ทำไมต้องใช้วัสดุโลหะผสมไทเทเนียม? ดร.จง กุ่ยเซิ่ง ได้วิเคราะห์คุณสมบัติสำคัญหลายประการของโลหะผสมไทเทเนียม: โลหะผสมไทเทเนียมมีความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง โดยมีความแข็งแรงต่อน้ำหนักมากกว่าโลหะผสมอลูมิเนียม 1.3 เท่า มากกว่าโลหะผสมแมกนีเซียม 1.6 เท่า และมากกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 3.5 เท่า;โลหะผสมไทเทเนียมมีความแข็งแรงทางความร้อนสูง สามารถทำงานต่อเนื่องได้ที่อุณหภูมิระหว่าง 450–500 °C; โลหะผสมไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม ทนต่อกรด ด่าง และการกัดกร่อนในบรรยากาศ และมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบหลุมและการกัดกร่อนเนื่องจากความเค้นเป็นพิเศษ;โลหะผสมไททาเนียมแสดงสมรรถนะที่ดีในอุณหภูมิต่ำ โดยโลหะผสม TA7 ที่มีธาตุแทรกตัวต่ำมากสามารถรักษาความยืดหยุ่นได้ถึง -253 °C โลหะผสมไททาเนียมมีความไวต่อปฏิกิริยาทางเคมีสูง สามารถก่อให้เกิดชั้นแข็งตัวผ่านปฏิกิริยาเคมีกับสิ่งเจือปนในรูปก๊าซ เช่น ไฮโดรเจนและออกซิเจน ที่อุณหภูมิสูง
ทำไมต้องใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ? ดร. ซ่ง กีเซิง อธิบายว่า ประการแรก การกลึงแบบดั้งเดิมของโลหะผสมไทเทเนียมมีข้อจำกัดบางประการ ปัญหาเช่น เศษไทเทเนียมที่ติดไฟได้ง่ายเมื่ออุณหภูมิสูง การนำความร้อนต่ำ ความไวต่อสารเคมีสูง โมดูลัสยืดหยุ่นต่ำ และการแข็งตัวจากการทำงานอย่างรุนแรง ทำให้เกิดการสึกหรอของเครื่องมือ การเสียรูปของชิ้นงานระหว่างการจับยึด และความแข็งแรงต่อความล้าของชิ้นส่วนลดลง ประการที่สอง การผลิตแผ่นคอมโพสิตไทเทเนียม/อะลูมิเนียมมีความท้าทายวิธีการเตรียมวัสดุผสมแบบของแข็งกับของแข็งแบบดั้งเดิมมีความเสี่ยงต่อปัจจัยต่างๆ เช่น เวลา อุณหภูมิ และค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ ซึ่งนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น คุณภาพการยึดติดของโลหะที่ผิวสัมผัสไม่ดีและการใช้ประโยชน์จากวัสดุต่ำ ประการที่สาม การพิมพ์สามมิติช่วยให้สามารถรวมส่วนประกอบเข้าด้วยกันได้อย่างสูงและลดความต้องการในการประกอบ ยกตัวอย่างเช่น บานพับรูปหยดน้ำของสมาร์ทโฟนแบบพับได้ ซึ่งประกอบด้วยชิ้นส่วนมากกว่า 130 ชิ้น แต่ละชิ้นต้องมีการจัดตำแหน่งอย่างแม่นยำ ทำให้เป็นงานออกแบบที่ท้าทายอย่างยิ่งเทคนิคการประกอบโมดูลเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่ซับซ้อนและอุปสรรคด้านสิทธิบัตรจำนวนมาก ส่งผลให้อัตราผลผลิตต่ำหลังจากผ่านหลายขั้นตอนการผลิต ประการที่สี่ การพิมพ์สามมิติช่วยอำนวยความสะดวกในการลดต้นทุนในการผลิตโลหะผสมไทเทเนียม ซึ่งปลดล็อกศักยภาพทางการตลาดที่มากขึ้นสำหรับเทคโนโลยีนี้และเร่งการนำไปใช้ในวงกว้าง
ในฐานะผู้ให้บริการโซลูชันการพิมพ์ 3 มิติแบบครบวงจรที่เชี่ยวชาญด้านการผลิตแบบรวดเร็วที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม Sandee Technology ได้พัฒนาเทคโนโลยี 3DP, BJ binder jetting 3D printing 2.0, วัสดุ และกระบวนการผลิตด้วยตนเอง โดยอาศัยความเชี่ยวชาญที่มีมาอย่างยาวนานในด้านอุปกรณ์และแอปพลิเคชันการพิมพ์ 3 มิติด้วยเลเซอร์ 1.0 ซึ่งทำให้สามารถตอบสนองความต้องการในการผลิตสินค้าที่มีขนาดต่างกัน (ตั้งแต่ระดับมิลลิเมตรถึงเมตร) ได้เป็นอย่างดี พร้อมให้บริการการผลิตแบบรวดเร็วครบวงจรที่ใช้หลายวัสดุแก่ผู้ใช้ปัจจุบัน Sandee Technology กำลังสำรวจการประยุกต์ใช้การพิมพ์ 3 มิติในภาคอิเล็กทรอนิกส์ 3C ผ่านการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีอิสระและความร่วมมือทางอุตสาหกรรมกับองค์กรในห่วงโซ่อุปทานของผู้ผลิต 3C ที่มีชื่อเสียง
ตัวอย่างเช่น การใช้การพิมพ์ SanDi SLM สำหรับโครงโทรศัพท์มือถือคอมโพสิตแบบลามิเนตจากโลหะผสมไทเทเนียม-อะลูมิเนียม ช่วยเพิ่มความแข็งแรงที่รอยต่อได้ถึง 40% เมื่อเทียบกับกระบวนการรีดแบบดั้งเดิมเครื่องช่วยฟังแบบใส่ในหูที่ผลิตตามสั่งโดยใช้เทคโนโลยี Sandee SLM สามารถทำผนังเปลือกโลหะผสมไทเทเนียมให้บางเพียง 0.15 มิลลิเมตร อุปกรณ์ที่มีน้ำหนักเบาและดูเป็นธรรมชาติเหล่านี้มีความทนทานต่อแรงกระแทกสูงกว่าเดิมถึง 15 เท่า เพื่อความปลอดภัยและคุณสมบัติที่ไม่ก่อให้เกิดอาการแพ้ ผลิตภัณฑ์นี้ได้รับการรับรองมาตรฐานอุปกรณ์การแพทย์ระดับ Class II และกำลังอยู่ในขั้นตอนการผลิตจำนวนมาก
บริษัท Sandee Technology ได้เสร็จสิ้นการพัฒนาอุปกรณ์การขึ้นรูปโลหะ/เซรามิกแบบ BJ binder jet รวมถึงรุ่น R สำหรับการวิจัยและพัฒนา และรุ่น P สำหรับการผลิต โดยมีหลายสิบหน่วยติดตั้งและใช้งานแล้ว บริษัทได้พัฒนากระบวนการวัสดุอย่างเป็นระบบสำหรับวัสดุที่มีพื้นฐานจากเหล็ก โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก โลหะผสมทนความร้อนสูง โลหะทนไฟ วัสดุเซรามิก เกลืออนินทรีย์ วัสดุพอลิเมอร์ และวัสดุอาหาร ด้วยการพัฒนาโซลูชันการจำลองและการทำนาย CAE บริษัทสามารถตอบสนองความต้องการของการผลิตที่มีความยืดหยุ่นสำหรับหลายชนิดและปริมาณน้อยนอกจากนี้ Sandee Technology ได้จัดตั้งห้องปฏิบัติการร่วมด้านเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุร่วมกับวิทยาลัยเทคโนโลยีเซินเจิ้น พร้อมกันนี้ยังร่วมมือกับทีมวิจัยจากสถาบันต่างๆ รวมถึงสถาบันวิจัยมหาวิทยาลัยชิงหัวเซินเจิ้นและมหาวิทยาลัยเจียวทงเซี่ยงไฮ้ เพื่อดำเนินการวิจัยพื้นฐานเกี่ยวกับวัสดุ กระบวนการ และการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการฉีดกาวและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง สิ่งนี้ขับเคลื่อนการอุตสาหกรรมในหลายภาคส่วน เช่น แม่พิมพ์อุตสาหกรรม เครื่องมือตัด อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ 3C และผลิตภัณฑ์เซรามิกขนาดใหญ่ที่มีรูปทรงไม่สม่ำเสมอ
เกี่ยวกับการประยุกต์ใช้การพิมพ์ 3 มิติในภาคส่วน 3C ดร.จง กุ้ยเซิ่ง กล่าวว่า ศักยภาพของตลาดมีอยู่มาก ทั้งเทคโนโลยี SLM และ BJ ในปัจจุบันต่างมีแนวโน้มที่ดี อย่างไรก็ตาม ยังคงมีความท้าทายหลายประการที่ต้องแก้ไข เช่น ความแม่นยำของขนาดผลิตภัณฑ์ พื้นผิวสำเร็จ และการผลิตจำนวนมากแบบอัตโนมัติเกี่ยวกับทิศทางการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการประยุกต์ใช้ 3C เขาเสนอว่าการผลิตแบบอัตโนมัติสามารถทำได้โดยการพัฒนาอุปกรณ์ SLM ที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะสำหรับผลิตภัณฑ์ 3C ในอนาคต เทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติด้วยเลเซอร์ในพื้นที่ (Area Laser 3D Printing - AL3DP) ซึ่งมีศักยภาพมหาศาลสำหรับการผลิตจำนวนมาก อาจกลายเป็นกำลังการผลิตใหม่สำหรับการประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์ 3C และผลิตภัณฑ์ขนาดใหญ่ ซึ่งสมควรได้รับความสนใจและคาดการณ์อย่างใกล้ชิด
งานแสดงสินค้าโลหะผง, คาร์ไบด์ผสมซีเมนต์ และเซรามิกขั้นสูงนานาชาติครั้งที่ 16 ประจำปี 2024 จะจัดขึ้นที่ศูนย์แสดงสินค้าและประชุมนานาชาติเซี่ยงไฮ้เวิลด์เอ็กซ์โป ตั้งแต่วันที่ 6 ถึง 8 มีนาคม ขอเรียนเชิญท่านเยี่ยมชมบูธของ Sandee Technology (ฮอลล์ H1, A913) เพื่อการสนทนาและแลกเปลี่ยนความคิดเห็น!
