fbpx

อนาคตของวงการเซรามิกส์ที่กำลังเดินหน้าอย่างก้าวกระโดด

อนาคตของวงการเซรามิกส์ที่กำลังเดินหน้าอย่างก้าวกระโดด
อนาคตของวงการเซรามิกส์ที่กำลังเดินหน้าอย่างก้าวกระโดด ผสมผสานกับเทคโนโลยีเครื่องพิมพ์3มิติ เกิดเป็นINOVATIONอย่างไม่สิ้นสุด ทั้งด้านวิศวกรรม ศิลปกรรมและวิทยาศาสตร์
จากอดีตจนถึงปัจจุบันเซรามิกเป็นอีกหนึ่งวัสดุและผลิตภัณฑ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในภาคครัวเรือนและภาคธุรกิจ เนื่องจากเป็นวัสดุธรรมชาติที่หาได้ทั่วไป และสามารถเข้าถึงได้ไม่ยาก
เม็ดเงินหลายล้านสะพัดอยู่ในวงการเซรามิกส์มากมายในวงการวัสดุก่อสร้างและตกแต่งบ้าน ไม่ว่าจะเป็นกระเบื้องปูพื้น บุผนัง ถ้วยชามต่างๆ

คุณสมบัติที่โดดเด่นทั้งเรื่องความแข็งแรง วัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า ทนความร้อนสูงได้มากกว่า1,000องศา จึงไม่แปลกใจเลยที่เซรามิกจะได้ก้าวเข้าสู่วงการวิทยาศาสตร์และอวกาศ

เครื่องครัวเซรามิก
กระเบื้องเซรามิก

ตั้งแต่หลายสิบปีที่แล้ว เครื่องพิมพ์3มิติเซริมิกนั้นเริ่มต้นจากการดัดแปลงเครื่องพิมพ์3มิติแบบFDM เป็นกระบวนการฉีดเส้นพลาสติกให้แปลงมาเป็นการฉีดเส้นเซรามิก

เ
เครื่องพิมพ์3มิตเซรามิก
โดยการทำแท็งสำหรับใส่ดินเหนียวและใช้แรงดันให้ดินเหนียวเข้าไปทางสายยางและออกมาจากปลายเข็มเป็นเส้น ทำให้เกิดรูปร่างขึ้นมาคล้ายกับการพิมพ์เส้นพลาสติก
ดันเนื้อดินเหนียวออกมาฉีกเป็นเส้น

เพียงแต่จะไม่สามารถทำซัพพอร์ตได้ทำให้รูปร่างที่สามารถพิมพ์ออกมาได้นั้นค่อนข้างจำกัดอย่างมาก

แก้วที่ได้จากการพิมพ์3มิติเซรามิก
รูปร่างงานเซรามิกที่แปลกตาและมีเอกลักษณ์เฉพาะจากเครื่องพิมพ์3มิติเซรามิก
และหลังจากนั้นวงการพิมพ์3มิติได้มีการผลักดันเกี่ยวกับการพิมพ์เซรามิกมากขึ้นจนพัฒนาให้เข้ากับเครื่องพิมพ์แบบเรซิ่นขึ้น จนออกมาเป็นCeramic resin โดยใ้ชการพิมพ์แบบSLA เพื่อให้เนื้อดินเนหียวแข็งตัวเป็นรูปร่างในระดับหนึ่งก่อนนำไปเผาจริง

ทำให้ทำลายข้อจำกัดในการออกแบบโครงสร้างเพื่อการพิมพ์ได้มากยิ่งขึ้น ดัดแปลงให้เข้ากับงานวิศกรรมที่ต้องการชิ้นส่วนที่แข็งแรงและสามารถทนความร้อนได้มากกว่า1,000องศาได้ โดยส่วนมากมักจะอยู่ในวิศวกรรมยานยนต์ เครื่องบน และอวกาศ

ชิ้นเซรามิกจากการพิมพ์ที่ซัพซ้อนมากขึ้น
คุณสมบัติทนความร้อนสูง
แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติได้ปรับให้เข้ากับงานเซรามิกให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ในตอนนี้หลายภาคส่วนเรียนรู้และปรับตัวให้เข้ากับความสามารถใหม่ ๆ เพื่อที่จะลงทุนในเทคโนโลยีนี้สำหรับการผลิตส่วนประกอบการบิน อวกาศ การแพทย์และยานยนต์ในอนาคตอันใกล้
ตลาดการพิมพ์ 3 มิติเซรามิกจึงกำลังเติบโตและคาดว่าจะสูงถึง 3.6 พันล้านดอลลาร์ในปี 2571!!!
จึงไม่ต้องสงสัยเลยว่าmew,เทคโนโลยีเครื่องพิมพ์3มิตินั้นเข้ามาอยู่ในระบบเศษฐกิจแทบจะทุกธุรกิจที่เลยก็ว่าได้ เราจึงควรที่จะคอยอัพเดตข่าสสารและปรับตัวให้เท่าทันกับโลกที่กำลังวิ่งไปข้างหน้าตลอดเวลา และลองหันกลับมามองธุรกิจของเราว่าต้องเปลี่ยนแปลงแล้วหรือไม่เพื่อให้เข้ากับยุคสมัยปลาเร็วกินปลาช้า
อดีต: ปลาใหญ่กินปลาเล็ก
ปัจจุบัน: ปลาเร็วกินปลาช้า

Adaptive layer with layer number

Adaptive layer with layer number

ใน PreForm 3.7.1 นอกจากจะมีการปรับปรุงด้านประสิทธิภาพของโปรแกรมโดยทั่วไปแล้ว ยังได้เพิ่มฟีเจอร์ใหม่ที่มีประโยชน์มาก นั่นคือ adaptive layer height สำหรับเครื่อง Form 3/3B แต่ขณะนี้มันยังเป็นรุ่นเบต้าอยู่

คุณสมบัติใหม่นี้จะคำนวณและปรับเปลี่ยนความสูงของเลเยอร์ในโมเดลให้โดยอัตโนมัติ ทำให้การพิมพ์งานเร็วขึ้นมาก แต่ยังคงรายละเอียดที่ต้องการไว้ได้อย่างดี การกำหนดความสูงต่าง ๆ ของเลเยอร์ซึ่งจะขึ้นอยู่กับรูปร่างของโมเดลนั้น ๆ เช่นในส่วนที่เป็นผนังแนวตั้งโปรแกรมจะปรับให้ขนาดเลเยอร์หนาขึ้น ในส่วนที่มีรายละเอียดเล็ก ๆ หรือจุดที่มีความเอียงลาดนั้นขนาด เลเยอร์ จะบางลง ทั้งนี้โปรแกรมจะพยายามปรับให้โมเดลมีความละเอียดสูงสุดอยู่ตลอดเวลา

เป็นฟีเจอร์ใหม่ที่น่าลองทีเดียว

* ล่าสุดวันนี้ PreForm 3.8.0 ได้เปิดตัวพร้อมกับเพิ่มการแสดงตำแหน่งความสูงกำกับไว้เพิ่มเติมจากเดิมอีกด้วย

3D printing กับความปลอดภัยต่อการสัมผัสอาหาร

3D printing กับความปลอดภัยต่อการสัมผัสอาหาร

แนวทางสำคัญในการพิมพ์สามมิติภาชนะใส่อาหาร: ข้อกำหนด เทคโนโลยี วัสดุ และอื่น ๆ

 

เครื่องพิมพ์สามมิติให้อิสระในการออกแบบสินค้าที่ผลิตตามความต้องการของลูกค้าแต่ละคน  งานที่มีความสลับซับซ้อน หรืองานที่มีรูปทรงแบบออแกนนิค ซึ่งอาจจะมีต้นทุนสูง หรืออาจจะไม่สามารถผลิตด้วยกรรมวิธีทั่วไปได้เลย

แต่ความอิสระนี้อาจจะถูกข้อบังคับด้านการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับอาหาร หากคุณต้องการพิมพ์งาน 3D ที่ต้องสัมผัสกับอาหาร คุณจะต้องคำนึงถึงความปลอดภัย และกฎระเบียบต่าง ๆ เพื่อไม่ให้เกิดการสัมผัสกับสารพิษ หรือการสะสมแบคทีเรียที่เป็นอันตราย

การพิมพ์ 3D ที่ปลอดภัยกับอาหารเป็นสิ่งที่เป็นไปได้ และวัสดุที่ได้รับอนุญาตให้ใช้กับอาหารก็มีมากขึ้นเรื่อย ๆ แต่ก็ยังมีความเคลือบแคลงเกี่ยวกับวิธีการทำงาน และการหาข้อกำหนดที่ตรงตัวก็ยังเป็นเรื่องที่ท้าทาย

จากนี้จะขอแนะนำเกี่ยวกับความปลอยภัยด้านอาหาร ข้อควรคำนึงเรื่องการพิมพ์ 3D สำหรับอาหาร และประเภทของเครื่องพิมพ์ 3D ที่ใช้ผลิต ทั้งในเครื่องแบบ stereolithography (SLA), fused deposition modeling (FDM), และ selective laser sintering (SLS)

จริง ๆ แล้วความปลอดภัยกับอาหาร (Food Safe) หมายถึงอะไรกันแน่?

ก่อนอื่นต้องทำความเข้าใจกับคำศัพท์ต่อไปนี้เสียก่อน

  • Food gradeคำว่า “Food grade” คือส่วนประกอบแต่ละส่วนในความปลอดภัยของอาหารและยาต่อการบริโภคของมนุษย์ และสามารถใช้ได้โดยตรงกับผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวกับอาหาร ซึ่งใช้กันทั่วไปในการอธิบายเครื่องมือและอุปกรณ์ที่มีคุณภาพ เพียงพอที่จะใช้สำหรับการผลิตอาหาร การจัดเก็บอาหาร หรือเพื่อเตรียมอาหาร นอกจากนี้ยังเป็นตัวบ่งชี้ที่มีความสำคัญด้านความปลอดภัยในทางปฏิบัติในหลายอุตสาหกรรม ที่จะทำให้ผู้บริโภครู้สึกปลอดภัย วางใจและยกระดับของสินค้าให้ก้าวสู้ระดับที่สูงขึ้น ตอบสนองลักษณะทางความนิยมทางสังคม และสิ่งแวดล้อม ดังนั้นวัสดุหรือบรรจุภัณฑ์ที่มีคำว่า ฟู้ดเกรด (Food Grade) จึงถือว่ามีความสะอาดและปลอดภัยต่อผู้บริโภค
  • Food safeหมายถึงการเลือกใช้วัสดุ Food grade ที่ปลอดภัยเหมาะสำหรับการใช้งานตามวัตถุประสงค์ และไม่เป็นอันตรายต่อผู้บริโภค สามารถนำมาบริโภคได้ โดยไม่เป็นอันตรายใด ๆ ต่อผู้บริโภค เพื่อให้ผู้บริโภคปลอดภัยจากอันตรายที่มาจากอาหารและยา เช่น อันตรายทางชีวภาพที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตที่เป็นจุลินทรีย์ก่อโรค อันตรายทางเคมีที่เกิดจากสารเคมีที่มีอยู่ในวัตถุดิบ อันตรายทางกายภาพที่เกิดจากสิ่งแปลกปลอม ปนเปื้อนมากับอาหาร ได้แก่ อันตรายทางชีวภาพ อันตรายทางเคมี และอันตรายทางกายภาพ
  • Food contact surfaces (พื้นผิวที่สัมผัสอาหาร) หมายถึง พื้นผิวที่สัมผัสกับอาหาร และพื้นผิวที่ของเหลวไหลหยดลงบนอาหารโดยตรง หรือหยดบนพื้นผิวที่สัมผัสกับอาหาร ซึ่งเกิดขึ้นตามปกติของการ ผลิตอาหาร รวมถึงภาชนะและพื้นผิวของเครื่องมือที่สัมผัสกับอาหาร พื้นผิวที่สัมผัสอาหาร (food contact surfaces) ทำจากวัสดุที่ปลอดภัยต่ออาหารที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อทนต่อสภาพแวดล้อมที่จะนำมาใช้ ซึ่งรวมถึงการสัมผัสกับสารทำความสะอาด สารฆ่าเชื้อและขั้นตอนการทำความสะอาดต่าง ๆ

Food grading และ food safety จะให้ความสำคัญกับการบริโภคเข้าไป อนุภาคขนาดเล็กมาก ๆ ขนาดไม่กี่นาโนเมตร จนถึงขนาดหลายร้อยนาโนเมตรอาจถูกถ่ายทอดไปในแต่ละกระบวนการ ตัวอย่างเช่นจากวัตถุดิบไปยังชิ้นงานพิมพ์ และจากชิ้นงานไปยังอาหาร

เนื่องจากระดับการถ่ายทอดอนุภาคจะน้อยมากในการสัมผัสอาหารแบบชั่วครู่ ดังนั้น Food grade จึงจะให้ความสำคัญกับการสัมผัสกับอาหารเป็นระยะเวลานาน ๆ มากกว่า เช่นภาชนะใส่อาหาร หลอดดูด ช้อนส้อม จาน และแม่พิมพ์อาหาร การทดสอบจะเป็นไปตามข้อกำหนดของ อย. แต่ละประเทศ ในส่วนขอประเทศไทยจะพิจารณาถึง

  • วัสดุผ่านอุณหภูมิในช่วงแนะนำที่ปลอดภัย
  • วัสดุนั้นมีความปลอดภัยกับอาหารแต่ละชนิด (ปริมาณไขมัน, ความเป็นกรด, ความชื้น และอื่น ๆ )
  • วัสดุนี้จะคงสภาพแวดล้อมที่จะถูกนำไปใช้รวมถึงการทำความสะอาดและการฆ่าเชื้อ

สำหรับในสหรัฐฯ จะเป็นไปตาม FDA CFR 21 และด้านยุโรปจะมีข้อกำหนด 10/2011

มองหาสัญลักษณ์เหล่านี้ของ อย. แต่ละประเทศ โปรดระลึกไว้ว่าวัสดุนั้นเป็นไปตามข้อกำหนดเท่านั้น ไม่ได้หมายความว่ามันได้รับอนุญาตให้ใช้โดยหน่วยงานนั้น ๆ ดังนั้นต้องตรวจสอบกับเอกสารข้อมูลด้านเทคนิคให้แน่ใจก่อน

มาตรฐานสากลในการพิจารณาจะเป็นไปตามรหัสอาหารของ อย. วัสดุที่ใช้จะต้องผ่านมาตรฐานดังต่อไปนี้

  • ไม่มีการแพร่วัตถุอันตราย
  • ไม่ส่งกลิ่น สี หรือรส
  • ปลอดภัยภายใต้การใช้งานปรกติ
  • ทนทาน ทนการกัดกร่อน และ ไม่ดูดซึม
  • มีน้ำหนักมากพอที่จะรองรับการล้างได้หลาย ๆ ครั้ง
  • ผิวเรียบ ทำความสะอาดได้ง่ายโดยไม่แตกหัก และไม่มีคม
  • ทนทาน ไม่เป็นรอย หลุม แตกลายงา รอยแยก รอยบาก การบิดเบี้ยว และย่อยสลาย
  • ตรวจสอบได้ง่าย

ข้อพิจารณาในด้านความปลอดภัยต่ออาหารของงานพิมพ์ 3D

การสะสมแบคทีเรีย

งานพิมพ์ 3D อาจจะกลายเป็นจานเพาะเชื้อแบคทีเรียได้ภายในเวลาแค่ไม่กี่สัปดาห์ ถึงแม้ว่าวัสดุบางชนิดจะเอาเข้าเครื่องล้างจานได้ แต่แบคทีเรียอันตรายบางชนิดเช่น E. coli และ salmonella ที่อาศัยในซอกเล็กซอกน้อยบนผิวงานก็อาจหลุดรอดไปได้ เชื้อราที่มีพิษบางชนิดก็สามารถเจริญเติบโตได้บนพลาสติกและยากที่จะกำจัด การใช้สารฟอกขาว หรือเอาเข้าเครื่องไมโครเวฟก็ไม่สามารถกำจัดมันได้

คงไม่มีปัญหาใด ๆ หากมันเป็นงานพิมพ์ที่ใช้แล้วทิ้ง แต่ถ้าคุณตั้งใจจะใช้มันถาวร ก็ขอแนะนำว่าให้เคลือบมันด้วยสารที่เป็น food safe

การเคลือบด้วยสารที่เป็น food safe และ น้ำยาผนึก

ทางเลือกที่ดีที่สุดในการลดอันตรายจากการสะสมของแบคทีเรีย และจากอนุภาคที่หลุดออกมา ทำได้โดยการจุ่มเคลือบงานพิมพ์สามมิตินั้นด้วย food grade epoxy หรือ polyurethane resin ตัวอย่างเช่น Masterbond’s EP42HT-2FG หรือ ArtResin หรือเทฟล่อน

อย่างไรก็ตามการเคลือบนั้นก็ไม่ได้รับประกันว่าจะใช้ได้อย่างปลอดภัยในระยะยาว เพราะสารเคลือบเหล่านี้ไม่ได้ทนต่อการล้างด้วยเครื่องล้างจาน และมันยังเสื่อมไปตามอายุด้วย ทำให้พื้นผิวเดิมเผยออกมา

ความปลอดภัยสำหรับเครื่องล้างจาน

โดยทั่วไปวัสดุที่ใช้พิมพ์สามมิติมักจะมีค่าการต้านทานความร้อนต่ำ ซึ่งหมายความว่ามันจะเกิดการเปราะ แตก หรือเสียรูปเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น หากคุณตั้งใจจะทำความสะอาดงานพิมพ์สามมิติด้วยเครื่องล้างจาน โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่ามันใช้วัสดุที่ปลอดภัยสำหรับใช้กับเครื่องล้างจาน และตรวจสอบอุณหภูมิด้วย

อุปกรณ์ที่ปลอดภัยกับอาหาร

เนื่องจากอนุภาคสามารถเคลื่อนย้ายจากตัวเครื่องพิมพ์สามมิติไปยังงานพิมพ์สามมิติได้ ดังนั้นมันจึงสำคัญมากที่ตัวเครื่องพิมพ์ อุปกรณ์ และเครื่องมือต่าง ๆ ที่สัมผัสกับวัสดุพิมพ์ และงานพิมพ์ จะต้องไม่มีส่วนประกอบของสารเคมีอันตรายด้วย

ทั้งนี้รวมไปถึงการใช้งานวัสดุหลายชนิดในเครื่องเดียวกัน ซึ่งวัสดุที่ใช้ก่อนหน้านี้อาจจะไม่เป็น food safe หรือมีสารพิษตกค้างอยู่ก็ได้

วัสดุพิมพ์ที่เป็น Food safe

วัสดุพิมพ์สามมิติหลาย ๆ ชนิดไม่เป็น food safe และอาจมีสารเคมีที่เป็นพิษปนเปื้อนอยู่ จงใช้แต่วัสดุพิมพ์ที่ทำมาเพื่อการใช้พิมพ์งานที่สัมผัสอาหารได้โดยเฉพาะเท่านั้น

ระยะเวลาที่สัมผัสอาหาร

อย่างที่ทราบแล้ว ความเสี่ยงที่จะเกิดการปนเปื้อนจะมากขึ้นเมื่อมีการยืดระยะเวลาที่งานพิมพ์สามมิติสัมผัสกับอาหารให้ยาวนานขึ้น ดังนั้นจึงควรจำกัดเวลาที่งานพิมพ์ต้องสัมผัสกับอาหารให้น้อยที่สุด

การใช้เครื่องพิมพ์สามมิติผลิตภาชนะบรรจุอาหาร

ลองถามตัวเองว่าทำไมจึงต้องพิมพ์งานที่สัมผัสอาหาร หากเป็นงานออกแบบ งานสร้างสรรค์ โดยทั่วไปแล้วมีวิธีทำโดยอ้อมในการผลิตเช่นการทำเป็นแม่พิมพ์ก่อน สามารถอ่านรายละเอียดในหัวข้อต่อไป

งานพิมพ์ระบบ Stereolithography (SLA) ที่เป็น Food Safe

งานพิมพ์ระบบ SLA จะขึ้นรูปวัตถุสามมิติด้วยการใช้แสงเลเซอร์ยิงไปยังเรซินเหลวไวแสง เพื่อให้เรซิน ณ จุดนั้นแข็งตัว

แล้วเรซินนั้นเป็นชนิดที่ปลอดภัยกับอาหารไหม? คำตอบคือ ไม่ เนื้อเรซินสามารถก่อเกิดอนุภาคได้ ทำให้เรซินทุกชนิด รวมถึงงานพิมพ์ไม่ปลอดภัยต่ออาหารด้วยตัวของวัสดุเอง แม้เรซินสำหรับงานทันตกรรม และทางการแพทย์จะได้รับการรับรองว่าเข้ากันได้กับร่างกาย แต่มันก็ไม่ได้หมายความว่ามันปลอดภัยกับอาหาร วัสดุเหล่านี้ได้รับการรับรองให้ใช้เฉพาะเจาะจงกับงานบางชนิดเท่านั้น และไม่ควรสัมผัสอาหาร

งานพิมพ์จากเครื่องพิมพ์ระบบ SLA จะมีผิวที่เรียบกว่า จึงง่ายกว่าในการเคลือบผิวเพื่อป้องกันการก่อตัวของแบคทีเรีย ปัจจัยที่มีผลต่อความเรียบของผิวได้แก่ ชนิดของเรซิน ความหนาของเลเยอร์ ทิศทางการวาง จำนวนโครงตาข่ายของโมเดลงาน และการอบแสงยูวี งานพิมพ์ที่เสร็จแล้วจะต้องล้าง และอบยูวีตามขั้นตอนที่บริษัทผู้ผลิตแนะนำก่อนจะนำไปเคลือบ อย่างไรก็ตามการเคลือบก็ยังไม่ได้รับประกันว่าจะปลอดภัยกับอาหารเนื่องจากสารเคลือบอาจจะทำปฏิกิริยากับเรซิน หรือเสื่อมสภาพไปตามเวลา ทำให้ผิวเรซินเปิดเผยออกมา

แม่พิมพ์

การทำแม่พิมพ์ตามแบบเป็นวิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการใช้ประโยชน์จากเครื่องพิมพ์ระบบ SLA โดยที่งานพิมพ์จาก SLA ไม่เหมาะที่จะสัมผัสอาหารโดยตรง แต่มันเหมาะมากที่จะใช้ทำแม่พิมพ์แล้วใช้การขึ้นรูปแบบสุญญากาศด้วยพลาสติกที่เป็น Food safe

การขึ้นรูปโดยใช้แม่พิมพ์นี้ง่าย และผลงานที่ได้ก็สวยงามมาก

งานแม่พิมพ์ 3D และใช้การขึ้นรูปแบบสุญญากาศ

การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า (Electroplating)

กระบวนการผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในสารละลายเกลือของโลหะ (Metallic salts) แล้วทำให้อิออนบวกวิ่งมารับประจุไฟฟ้าลบที่ชิ้นงาน ซึ่งทำหน้าที่เป็นขั้วลบ (Cathode) จึงทำให้เกิดเป็นชั้นผิวบางของโลหะมาเคลือบอยู่บนผิวด้านนอกของชิ้นงาน มักใช้เพื่อป้องกันการเกิดสนิมโลหะ หรือเพื่อให้พื้นผิวงานมีความคงทน

งานพิมพ์จากเครื่อง SLA เหมาะมากกับการชุบโลหะ เนื่องจากผิวที่เรียบ แต่พลาสติกไม่นำไฟฟ้า ดังนั้นจึงต้องเคลือบด้วยสารนำไฟฟ้าเช่นกราไฟท์ conductive lacquer, electroless plate, หรือ a vaporized coating

การเคลือบโลหะเพื่อให้ปลอดภัยต่ออาหารมีอยู่จริง แต่กระบวนการนั้นต้องผ่านสารเคมีจำนวนมาก ดังนั้นจึงต้องมั่นใจว่ากระบวนการผลิตมีความปลอดภัย และได้รับการรับรอง

เซรามิก

งานพิมพ์เซรามิกจากเครื่อง SLA สามารถผลิตงานเซรามิกได้จริง โดยการนำงานที่พิมพ์เสร็จแล้วไปเผาในเตาเผา มันจะทำให้เรซินไหม้หมดไป เหลือแต่เนื้อเซรามิกซึ่งมีความแข็งแรง และทนต่อสารเคมีส่วนใหญ่ได้ พื้นผิวของงานจะถูกเคลือบแก้วไปในตัวทำให้มีความปลอดภัยมากขึ้นด้วย

งานพิมพ์ 3D ด้วยวัสดุเซรามิก สามารถผลิตงานที่ยากจะทำด้วยมือ

งานพิมพ์ระบบ Fused Deposition Modeling (FDM) ที่เป็น Food Safe

FDM เป็นการพิมพ์สามมิติที่ขึ้นรูปงานด้วยการหลอมเส้นพลาสติกและฉีดออกมาเป็นเส้นเล็ก ๆ ซ้อนกันเป็นชั้น ๆ จนเป็นรูปร่างที่ต้องการ

เส้นพลาสติกที่ถูกฉีดออกมาจะมีหน้าตัดเป็นวงกลม เมื่อวันซ้อนกันจะมีช่องว่างเล็ก ๆ ระหว่างเส้น และระหว่างชั้น ดังนั้นเราจึงแนะนำว่าให้พิมพ์ที่ความสูงระหว่างชั้นที่ต่ำที่สุดเท่าที่ทำได้เพื่อให้ปลอดภัยกับอาหาร

ดังนั้นสิ่งที่ท้าทายมากที่สุดของเครื่องพิมพ์ FDM คือการหลีกเลี่ยงการสะสมตัวของแบคทีเรียในช่องว่างนั้น ในการใช้งานที่สัมผัสอาหารในระยะยาว จำเป็นต้องมีการทำให้ผิวงานเรียบ โดยการใช้สารเคมีเช่น acetone, d-Limonene, หรือ ethyl acetate เพื่อกำจัดส่วนที่ไม่เรียบบนผิวงานออกไป แต่อย่างไรก็ตามการเคลือบผิวก็ยังจำเป็นอย่างมาก

ชั้นของเส้นพลาสติกของเครื่อง FDM (ซ้าย) เทียบกับเครื่อง SLA (ขวา)

เส้นพลาสติกชนิด Food grade จะไม่มีส่วนผสมที่ทำให้หัวพิมพ์สึกหรอ อย่างไรก็ตามควรหลีกเลี่ยงหัวพิมพ์ชนิดทองเหลืองผสมตะกั่ว ให้ใช้หัวพิมพ์แบบสเตนเลสสำหรับงานที่สัมผัสอาหาร

นอกจากนี้ต้องตรวจสอบเครื่องพิมพ์ว่าสามารถใช้งานร่วมกับเส้นพลาสติกได้ ตัวอย่างเช่นพลาสติก PEI มีคุณสมบัติที่เหมาะ และเป็นไปตามที่ อย. กำหนดแต่มันก็ต้องการความร้อนสูงกว่า 300 °C ซึ่งไม่ใช่จะทำความร้อนได้ขนาดนั้นทุกเครื่อง

เส้นพลาสติกชนิด Food grade

เส้นพลาสติกที่นิยมใช้กันทั่วไปกับเครื่องพิมพ์สามมิติคือ PLA และ ABS คำถามคือ PLA และ ABS เป็นพลาสติกที่ปลอดภัยกับอาหารหรือไม่? คำตอบคือ “อาจจะ” ทั้งนี้ขึ้นกับปัจจัยหลายอย่าง

เส้นพลาสติกชนิด Food safe จะมี PLA, PP, co-polyester, PET, PET-G, HIPS, nylon-6, ABS, ASA, และ PEI แต่ถ้าต้องเอาเข้าเครื่องล้างจานแล้วละก็ ให้หลีกเลี่ยง PET, nylon, และ PLA เนื่องจากมันจะอ่อนตัวเมื่อได้รับความร้อน และเสียรูปเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึง 60-70°C และหากต้องใช้กับของเหลวที่ร้อนควรใช้วัสดุ co-polyester, High Temperature PLA หรือ PEI จะเหมาะกว่า

แม้จะไม่อยู่ในข้อห้าม แต่มีการศึกษาบางฉบับอ้างว่า polystyrene อาจจะปลดปล่อยสาร styrene วัสดุ co-polyesters อาจมีผลกระทบกับสุขภาพ และเส้นพลาสติกที่เป็น Food grade อาจสูญเสียคุณสมบัตินั้นไปกับการเกิด oxidation หรือเสื่อมสภาพไประหว่างกระบวนการพิมพ์

FILAMENT BRAND FDA EU SMOOTHABLE DISHWASHER SAFE HOT LIQUIDS
ABS Adwire PRO Approved NA Yes, acetone Yes Yes
Innofil3D Approved except red, orange, and pink Approved except red, orange, and pink Yes, acetone Yes Yes
ASA Innofil3D NA Compliant Yes No
Bendlay Orbi-Tech NA Compliant Yes, brake cleaner No No
Biocompound Extrudr GreenTEC NA Compliant
Co-Polyester Colorfabb XT Approved Compliant No Yes Yes
HIPS Easyfil Compliant Compliant Yes, d-limonene Yes No
Fillamentum NA Compliant Yes, d-limonene Yes No
InnoFil3D Approved Approved Yes, d-limonene Yes No
Nylon Taulman Nylon 680 Compliant NA No No
PEI ULTEM® 1000 Compliant NA Yes Yes
PET InnoPet EPR Approved except red and orange Approved except red and orange Yes, ethyl acetate No No
Refil Approved NA Yes, ethyl acetate No No
Taulman T-Glase Approved NA Yes, ethyl acetate No No
Verbatim Compliant NA Yes, ethyl acetate No No
PET-G Extrudr MF NA Approved Yes, ethyl acetate No No
HDGlass Approved Approved Yes, ethyl acetate No No
PLA Filaments.ca TrueFS Approved NA No No No
Fillamentum NA Compliant No No No
Innofil3D Approved except red, orange, pink, apricot skin, grey, and magenta Approved except red, orange, pink, apricot skin, grey, and magenta No No No
Copper3D PLActive Antibacterial Approved Compliant No No No
Makergeeks Approved NA No No No
Purement Antibacterial Approved Approved No No No
PLA-HT Makergeeks Raptor Approved NA No Yes Yes
Makergeeks Raptor Approved NA No Yes Yes
PP Centaur Compliant Compliant No Yes Yes
InnoFil3D Approved Approved No Yes Yes
Nunus Compliant Compliant No Yes Yes
Verbatim Compliant NA No Yes Yes
SBS Filamentarno NA Approved only in Russia Yes, d-limonene Yes Yes

โปรดทราบ: ข้อมูลในตารางข้างต้นอาจจะมีการเปลี่ยนแปลงในอนาคต

งานพิมพ์ระบบ Selective Laser Sintering (SLS) ที่เป็น Food Safe

การพิมพ์ระบบ Selective Laser Sintering เป็นการยิงแสงเลเซอร์ไปยังผงโพลีเมอร์เพื่อหลอมละลาย วัสดุที่นิยมใช้คือ nylon ซึ่งมีคุณสมบัติทางวิศวกรรมที่ดีมาก

ผงโพลีเมอร์อาจจะเป็น Food grade แต่ผงบางส่วนที่อยู่บนผิวของงานอาจจะไม่ได้ถูกหลอมเหลวเพียงพอ ก่อให้เกิดรูพรุนเล็ก ๆ เป็นที่สะสมของแบคทีเรียได้ และถึงแม้ว่าวัสดุ Nylon 12 จะสามารถอบไอน้ำเพื่อทำความสะอาดได้ แต่ก็ควรจะมีการเคลือบผิวด้วยสารเคลือบชนิด Food grade อีกครั้งจะดีกว่า

ขั้นตอนหลังการพิมพ์ตามปรกติของงานพิมพ์ SLS คือการย้อมสี ซึ่งขั้นตอนนี้อาจจะทำให้สีย้อมซึมเข้าไปในเนื้องาน และทำให้งานพิมพ์นั้นไม่ปลอดภัยต่ออาหารก็ได้

สรุป

ความปลอดภัยต่ออาหารของงานพิมพ์สามมิติอาจจะไม่ได้ง่ายอย่างที่คิด หรือไม่อาจฟันธงลงไปได้ว่าใช่ หรือไม่ การนำงานพิมพ์สามมิติไปสัมผัสอาหารมีข้อควรคำนึงถึงอย่างระมัดระวังก่อนนำไปใช้งานจริง หากต้องการทราบรายละเอียดเพิ่มเติม ขอแนะนำให้อ่านบทความต่อไปนี้:

 

ติดตั้งเครื่อง Kings 600 Pro SLA รุ่นใหญ่งานเนียบระดับอุตสาหกรรม คุณภาพดีเยี่ยม

ติดตั้งเครื่อง Kings 600 Pro SLA รุ่นใหญ่งานเนียบระดับอุตสาหกรรม คุณภาพดีเยี่ยม

เมื่อวันที่ 15-18 มิถุนายน 2563 ที่ผ่านมานั้นทาง Print3dd จะนำเครื่อง SLA ขนาดใหญ่อย่างเครื่อง Kings 600 Pro 3D Printer ไปติดตั้ง ณ มหาวิทยาลัยราชภัฏเพชรบูรณ์ สาขาวิชาออกแบบผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม เพื่อใช้ในการเรียนการสอน ออกแบบผลิตภัณฑ์สินค้าต่างๆ ด้วยเทคโนโลยีของตัวเครื่อง Kings 600 Pro นั้น ชิ้นงานที่ได้ออกมาผิวของชิ้นงานจะเรียบเนียนมาก ขนาดที่สามารถขึ้นรูปได้ก็ใหญ่โดขนาดจะอยู่ที่ 600*600*400 mm สามารถใช้กับไฟฟ้าที่ 220-240VAC ได้เลย เครื่อง Kings 600 Pro SLA (Stereolithography) เครื่องระบบนี้จะใช้วัสดุตั้งต้นเป็นน้ำเรซิ่นที่มีความไวแสง และทำปฏิกิริยาด้วยแสงเลเซอร์ งานที่ออกมาเลยจะมีคุณภาพผิวสวยเก็บรายละเอียดได้ดีมากๆ เนื้อจากสารตั้งต้นเป็นของเหลวและจุดเลเซอร์นั้นเล็กมากสามารถทำให้สามารถทำชิ้นงานที่มีรายละเอียดเล็กๆ  หรือชิ้นงานที่ซับซ้อน และรายละเอียดสูงๆได้

จุดเด่นคือชิ้นงานสวยที่สุดใน 3D Printer ทุกระบบ อีกทั้งสามารถพิมพ์ได้ใหญ่ ตั้งแต่ 300mm-1700mm ขึ้นกับรุ่นที่เลือก 

สามารถนำเครื่องไปพิมพ์ชิ้นงานตัวอย่าง หรือ Prototype อย่างเช่น

Automotive : กันชนรถยนต์ / หมวกกันน็อต / Console รถเข็น / อุปกรณ์ต่างๆในรถยนต์
Architecture : ตัวอย่างบ้าน / โครงสร้างสถาปัตยกรรม ที่ซับซ้อน
Artist : รูปปั้น / พระพุทธรูป / งานศิลปะขแนงต่างๆ
Medical : กระดูกและกระโหลกจาก CT หรือ MRI สแกน เพื่อใช้ในการวางแผนวิเคราะการรักษา / แบบหล่อชิ้นส่วนในการปลูกถ่าย implant

 

 

 

การติดตั้งตัวเครื่องนั้นต้องมีการควบคุมปัจจัยภายนอกที่มีผลต่อการขึ้นรูปชิ้นงานต่างๆ อย่างเช่น ความชื้น อุณหภูมิในห้องทำงาน เราควรจพทำห้องแยกตัวเครื่องออกจากเครื่องจักรอื่นๆ โดนภายในห้องนั้นจะต้องติดตั้งแอร์เพื่อให้ตัวเครื่อง Kings 600 Pro ทำงานในสภาวะอุณหภูมิที่เหมาะสมมากที่สุด และที่สำคัญอีกอย่างคือต้องควบคุมความชื้นภายในห้องด้วย เรื่องพวกนี้ไม่ต้องกังวลไปทางช่างของทางเราจะคอยให้คำแนะนำ และให้ความช่วยเหลืออยู่าตลอดเวลา  การนำเคื่องเข้าไปติดตั้งนั้นที่ตัวเครื่องจะมีล้อ และขาที่ไว้สำหรับตั้งตัวเครื่องด้วยตอนที่เราทำการติดตั้งจะต้องล็อคขาทั้ง 4 ด้านก่อน ทำการติดตั้งส่วนอื่นๆ เพราะว่าเครื่องพิมพ์แบบเรซิ่นนั้นตัวเครื่องจะต้องได้ระดับในทุกๆ แกน จะได้พิพม์งานออกมาแบบสมบูรณ์แบบที่สุดแบบเต็มแท่นพิมพ์

ติดตั้งเครื่อง Kings 600 Pro มหาวิทยาลัยราชภัฏเพชรบูรณ์

 

สินค้าเดินทางมาจาดกรุงเทพ-เพชรบูรณ์
ส่งเครื่อง Kings 600 Pro 3D Printer พร้อมกับอุปกรณ์ที่จำเป็นทั้งหมด
นำเครื่องลงด้วยเครนยก เพราะตัวเครื่องมีน้ำหนักมากทำมาจากวัสดุอย่างดี แข็งแรง
นำเครื่องลงด้วยเครนยก เพราะตัวเครื่องมีน้ำหนักมากทำมาจากวัสดุอย่างดี แข็งแรง
ภายในห้องต้องมีการควบคุมอุณหภูมิ ติดแอร์ไว้ภายในห้อง
แท่นพิมพ์ของเครื่องสามารถถอดได้
มีห้องที่สามารถควบคุมการทำงานของตัวเครื่องให้ได้ง่ายขึ้น
มีห้องที่สามารถควบคุมการทำงานของตัวเครื่องให้ได้ง่ายขึ้น
ประตูแข็งแรง และมีการติดฟิล์ม เพื่อป้องกันแสง UV เข้าไปในเครื่อง
มาพร้อมกับหน้าจอ Desktop ที่ใช้ในการควบคุมการทำงาน
มาพร้อมกับหน้าจอ Desktop ที่ใช้ในการควบคุมการทำงาน พับเก็บได้ เพิ่มพื้นที่ในการทำงานและเคลื่อนย้ายงาน
มาพร้อมกับเครื่องดูดความชื้น และตู้สำหรับอบชิ้นงานด้วยแสง UV ขนาดใหญ่
ที่ด้านบนเครื่องมีสัญญาณไฟแจ้งเตือนการทำงาน
ตรวจรับกับทางอาจารย์และเจ้าหน้าที่ตรวจรับเครื่อง Kings 600 Pro
ติดม่านเพื่อป้องกันแสง UV จากภายนอกส่งผลกระทบต่อน้ำยาเรซิ่น

 

ลูกค้า: M-SUGAR LIMITED PARTNERSHIP

ลูกค้า: M-SUGAR LIMITED PARTNERSHIP

ขอขอบคุณ M-SUGAR LIMITED PARTNERSHIP
ที่อุดหนุนเครื่องพิมพ์สามมิติ Formlabs Form 3 ไปใช้ในการพัฒนาสินค้าอาหาร ขนมหวาน ให้มีคุณภาพดียิ่งขึ้น

การใช้ cleaning mesh ในการกำจัดเศษเรซินที่ลอยในถาด

การใช้ cleaning mesh ในการกำจัดเศษเรซินที่ลอยในถาด

สำหรับเครื่อง Form 3Form 3B

เมื่อเกิดการพิมพ์ที่ล้มเหลว จะมีเศษงานที่แข็งตัวแล้วลอยอยู่ในถาดเรซิน ทำให้เกิดความลำบากในการจัดการ เครื่องมือ tank tool ก็อาจจะจัดการกับเศษเล็ก ๆ ได้ไม่หมด เครื่องมืออีกอันหนึ่งในเครื่อง Form 3/Form 3B คือ Cleaning Mesh ซึ่งจะรวบรวมเอาเศษเรซินเล็กๆ เข้าด้วยกันเป็นชิ้นเดียว ช่วยให้นำออกจากถาดเรซินได้อย่างง่ายดาย ในการทำ Cleaning Mesh จะสั่งผ่านหน้าจอของเครื่องพิมพ์ในเมนู Setting.

ข้อสังเกต เมนูนี้จะปรากฏในเครื่องที่มี firmware 1.5.15 หรือใหม่กว่า
Tank tool
Tank tool
สามารถแยกออกได้

 

การทำ Cleaning Mesh

Cleaning Mesh เป็นการพิมพ์ชิ้นงานบาง ๆ ที่ก้นถาดเรซินโดยตรง จะช่วยกำจัดเศษเรซินที่พิมพ์เสียซึ่งลอยอยู่ในถาดเรซินออกได้ในครั้งเดียว ทั้งหมดนี้จะใช้เวลาทำประมาณ 15-20 นาทีเท่านั้น

ขั้นตอนการพิมพ์ Cleaning Mesh

  1. ตรวจดูว่าไม่มีงานที่กำลังพิมพ์ค้างอยู่ และเครื่องพิมพ์อยู่ในสถานะไม่ได้ใช้งาน
  2. ใส่ถาดเรซินซึ่งเคยมีงานที่พิมพ์สียเข้าไปในเครื่องพิมพ์
  3. กดที่ Settings > Maintenance > Cleaning Mesh จะเห็นหน้าจอPrint Cleaning Mesh
  4. กดที่ Clean เครื่องจะเริ่มทำงาน
ข้อสังเกต แท่นพิมพ์จะไม่เลื่อนลงมาในถาดเรซินเมื่อเครื่องทำการพิมพ์ Cleaning Mesh

การเตรียมพร้อมในการนำ Cleaning mesh ออกจากถาดเรซิน

Cleaning mesh จะทำการรวบรวมเศษเรซินเล็ก ๆ เข้าด้วยกัน และรวมตัวเป็นตาข่ายเมื่อเสร็จเรียบร้อยแล้ว ก็ถึงเวลานำตาข่ายนี้ออกจากถาดเรซิน

ขั้นตอนการนำ Cleaning mesh ออกจากถาดเรซิน

  1. แน่ใจว่าการทำงานเสร็จสิ้นแล้วอย่างสมบูรณ์ สังเกตได้จากข้อความนี้บนหน้าจอ
    How did your print come out?
  2. นำขวดเรซินออกจากเครื่อง
  3. นำแท่นพิมพ์ออกจากเครื่อง
  4. นำถาดเรซินออกจากเครื่อง
  5. นำถาดเรซินวางลงในกล่องของมัน แล้ววางบนพื้นที่เรียบ
  6. เตรียม tank tool วางไว้ใกล้มือ

การนำ Cleaning mesh ออกจากถาดเรซิน

เมื่อเตรียมพร้อมแล้ว ให้ใช้ tank tool ค่อยๆ แซะ Cleaning mesh ออกจากถาดเรซิน

ขั้นที่ 1 วาง tank tool ลงตรงด้านที่ตรงข้ามกับ mixer

เคล็ดลับ Cleaning mesh จะไม่ได้ครอบคลุมทั่วทั้งถาดเรซิน มันจะมีขนาดเท่ากับแท่นพิมพ์ ให้เริ่มแซะที่ตำแหน่งใกล้กึ่งกลางถาดเรซิน

ขั้นที่ 2 แทรกขอบของ tank tool ไปใต้แผ่น Cleaning mesh

เคล็ดลับ อาจจะออกแรงกดแผ่นฟิล์มก้นถาดเพื่อให้ tank tool สามารถแทรกเข้าไปได้

ขั้นที่ 3 ค่อย ๆ ลาก tank tool ต่อไป

ลาก tank tool ไปจนเลยครึ่งหนึ่งของแผ่น cleaning mesh

ขั้นที่ 4 ยกแผ่น cleaning mesh ขึ้นตรง ๆ

เมื่อเปิดแผ่น cleaning mesh ไปจนเลยครึ่งหนึ่งแล้ว ให้ยกด้ามจับของ tank tool ขึ้นให้แผ่น cleaning mesh หลุดออกมาจากก้นถาดทั้งแผ่น

ขั้นที่ 5 การกำจัด cleaning mesh

cleaning mesh คือเรซินที่แข็งตัวแล้ว จึงสามารถนำไปทิ้งรวมกับขยะทั่วไปได้ แต่ถ้ามีเรซินที่ยังไม่แข็งตัวเกาะอยู่ ให้นำไปวางตากแดด 1-2 วัน จนมันแข็งตัวทั้งหมด

เคล็ดลับ เพื่อความประหยัด ปล่อยให้เรซินหยดออกจากแผ่น cleaning mesh แล้วนำกลับไปเทลงในถาดเรซินได้

ลูกค้า: Success Robotics Co.,Ltd.

ลูกค้า: Success Robotics Co.,Ltd.

ขอขอบคุณ Success Robotics Co.,Ltd.
ที่อุดหนุนเครื่องพิมพ์สามมิติ Flashforge Creator 3, Formlabs Form 3 และ Fullscale Max 450 ไปใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้มีคุณภาพสูงขึ้น

3D Printer : Flashforge Creator 3, Formlabs Form 3 , Fullscale Max 450

ลูกค้า: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ลูกค้า: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ขอขอบคุณ คณะพัฒนาธุรกิจและอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ
ที่อุดหนุนเครื่องพิมพ์สามมิติ Flashforge Guider 2s, Formlabs Form 3 และเครื่องสแกนสามมิติ Einscan-SE เพื่อใช้ในการเรียนการสอนของมหาวิทยาลัย

3D Printer : Flashforge Guider 2s, Formlabs Form 3 

    3D Scanner: Einscan-SE    

ลูกค้า: บริษัท นิโปร (ประเทศไทย) จำกัด

ลูกค้า: บริษัท นิโปร (ประเทศไทย) จำกัด

ขอขอบคุณ บริษัท นิโปร (ประเทศไทย) จำกัด

ที่อุดหนุนเครื่องพิมพ์สามมิติ Formlabs Form 3 ไปใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้มีคุณภาพสูงขึ้น

3D Printer :   Formlabs Form 3  

 

ลูกค้า: บริษัท ฟูรูกาวา ไฟเทล (ประเทศไทย) จำกัด

ลูกค้า: บริษัท ฟูรูกาวา ไฟเทล (ประเทศไทย) จำกัด

ขอขอบคุณ บริษัท ฟูรูกาวา ไฟเทล (ประเทศไทย) จำกัด

ที่อุดหนุนเครื่องพิมพ์สามมิติ Formlabs Form 3 พร้อมด้วย Form Wash และ Form Cure ไปใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้มีคุณภาพสูงขึ้น

3D Printer :   Formlabs Form 3, Form Wash และ Form Cure