3D Printing นวัตกรรมพลิกโลก

ภาพตัวอย่างวัตถุที่ได้จากการพิมพ์แบบสามมิติ
ภาพตัวอย่างวัตถุที่ได้จากการพิมพ์แบบสามมิติ

บทความนี้ได้รับการเผยแพร่ครั้งแรกในนิตยสาร e-commerce ฉบับที่ 161 ประจำเดือนพฤษภาคม 2555

การ์ตูนที่อยู่ในดวงใจผมตลอดกาลก็เห็นจะไม่มีอะไรเกินโดราเอมอนไปได้ ไม่ใช่เพียงเพราะว่าความนิยมที่อาจกล่่าวได้ว่าเข้าขั้น “คลาสสิค” แต่หากยังเป็นเพราะมีเนื้อหาที่น่าสนใจ โดยเฉพาะความรู้ด้านวิทยาศาสตร์และนวัตกรรมสิ่งประดิษฐ์แบบใหม่ที่สะท้อนผ่านทางบรรดา “ของวิเศษ” ทั้งหลายที่ควักออกมาจากกระเป๋าสี่มิติ และหนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ที่ผมยังจำได้ถึงทุกวันนี้ก็คือไอเท็มชิ้นหนึ่งที่สามารถก๊อปปี้วัตถุต่างๆ ได้ทุกรูปแบบตั้งแต่ไม้จิ้มฟันยันเรือรบ ไม่ว่าจะเป็นข้าวของเครื่องใช้ หรือกระทั่งอาหารการกิน ด้วยความเป็นเด็กในตอนนั้นก็พาลคิดไปว่า ถ้าเกิดเรามีเจ้านี่อยู่ในบ้านก็คงจะดีไม่ใช่น้อย เพราะเราสามารถสร้างสิ่งของที่จำเป็นได้จากต้นแบบที่มีอยู่ นับเป็นการลดต้นทุนชีวิตลงไปได้มาก

ปัจจุบันความฝันดังกล่าวไม่ไกลเกินจริงอีกต่อไป เพราะเทคโนโลยี 3D Printing หรือกระบวนการพิมพ์แบบสามมิติกำลังได้รับการพูดถึงมากขึ้นเรื่อยๆ และมีแนวโน้มว่ากำลังจะเข้ามาเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันของเราเหมือนกับพริ้นเตอร์ทั่วไปในอนาคต ลองคิดดูว่าจะสะดวกสบายขนาดไหนหากว่าต่อไปเราไม่ต้องเดินทางออกนอกบ้านเพื่อไปซื้อของเล็กๆ น้อยๆ และจะดีเช่นไรเมื่อไม่ต้องเสียเวลาเข้าคิวรอที่ศูนย์ซ่อมรถอีกต่อไปเพราะเราสามารถสร้างชิ้นส่วนที่บุบสลายได้เอง ยิ่งไปกว่านั้น ไม่เพียงแต่ 3D Printing จะทำให้เราต้องสร้างคำนิยามใหม่ให้กับคำว่า “พิมพ์” เท่านั้น แต่อาจถึงขั้นทำให้เกิดการปฏิวัติคลื่นลูกใหม่เลยด้วย!

พิมพ์วัตถุใช้เอง?

3D Printing คืิอกระบวนการผลิตรูปแบบหนึ่งซึ่งนำวัตถุดิบต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นพลาสติก โลหะ ฯลฯ มาขึ้นรูปชิ้นงานทีละชั้นจนได้เป็นรูปทรงที่สามารถจับต้องได้ โดยสิ่งที่ผู้ใช้จะต้องมีคือเครื่องพิมพ์ระบบสามมิติ (3D Printer) วัตถุดิบ และพิมพ์เขียวของวัตถุที่เราต้องการ “พิมพ์” ออกมา ซึ่งอาจอยู่ในรูปแบบไฟล์ CAD (Computer Aided Design) หรือไฟล์ 3D Scanner

จะว่าไปเทคนิค 3D Printing ก็ไม่ใช่ของใหม่นัก เพราะได้มีการใช้ในแวดวงอุตสาหกรรมสำหรับกระบวนการ Rapid prototyping หรือการทำต้นแบบรวดเร็ว  มาตั้งแต่ยุคทศวรรษ 1980 แล้ว โดยอีกชื่อหนึ่งที่อาจเคยได้ยินในแวดวงวิศวกรรมเครื่องกลคือ Additive Manufacturing (AM) หรือการขึ้นรูปชิ้นงานด้วยการเติมเนื้อวัสดุเข้าไป ซึ่งจะต่างจากการผลิตแบบสกัดเนื้อวัสดุออกหรือ Subtractive Manufacturing (SM) อย่างเช่น การกลึง เจาะ ไส หรือเจียรไน เป็นต้น เพราะฉะนั้นอาจกล่าวได้ว่า 3D Printing ก็คือกระบวนการที่เป็นลูกพี่ลูกน้องของเทคนิคดังกล่าวนั่นเอง

ขั้นตอนการทำงานของ 3D Printing สามารถแบ่งได้เป็นสามส่วนใหญ่ๆ ด้วยกันคือ 1. ขั้นแรกจะต้องทำการสร้างรูปแบบจำลองสามมิติจากโปรแกรมคอมพิวเตอร์ประเภท CAD/CAM หรือทำการสแกนวัตถุแบบสามมิติให้ได้รูปทรงของวัตถุออกมา 2. นำข้อมูลที่ได้มาใส่เครื่องพิมพ์สามมิติ และ 3. ปล่อยให้ระบบสร้างวัตถุขึ้น โดยเริ่มจากชั้นล่างสุดค่อยๆ ขึ้นมาเหมือนกับการสร้างพีระมิดนั่นเอง สำหรับเวลาที่ใช้นั้นก็ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง ไม่ว่าจะเป็นความซับซ้อนของงาน หรือความเร็วของเครื่องพิมพ์ ซึ่งอาจกินเวลาตั้งแต่หลายนาทีไปจนถึงหลายชั่วโมง

ประโยชน์ของ 3D Printing

ประโยชน์ของ 3D Printing ที่เห็นได้ชัดเจนมากสุดก็คือ เปิดโอกาสให้นักออกแบบสามารถเห็นโมเดลสามมิติที่ตนออกแบบได้ในทันที ทำให้สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องเสียเวลาว่าจ้างผู้ผลิตรายอื่น จึงถือว่าเป็นการประหยัดต้นทุนอีกทางหนึ่ง สำหรับเจ้าของโรงงานเองก็สามารถผลิตสินค้าเท่าที่มีการสั่งซื้อ ทำให้ตัดประเด็นเรื่อง “การประหยัดทางขนาด” (economy of scale) เพื่อลดต้นทุนการผลิตลงไปได้ อีกทั้งยังช่วยประหยัดพื้นที่จัดเก็บสินค้า และประหยัดต้นทุนได้มากกว่าเมื่อเทียบกับกระบวนการ SM ที่เราต้องเสียวัตถุดิบระหว่างการผลิตมาก ด้านผู้บริโภคก็ได้รับประโยชน์ในแง่ที่ว่าคนที่อยู่ห่างไกลจะสามารถผลิตวัตถุขึ้นใช้เองได้โดยไม่ต้องเสียเวลาเดินทางเข้ามายังตัวเมือง เพียงแค่ดาวน์โหลดพิมพ์เขียวจากอินเทอร์เน็ตก็สามารถสร้างวัตถุขึ้นใช้ได้เอง

แต่เดิมเทคนิค 3D Printing มักถูกใช้เพียงเพื่อสร้างวัตถุต้นแบบจากโมเดลสามมิติ แต่ในปัจจุบันเราก็ได้เริ่มเห็นการใช้งานเพื่อสร้างวัตถุเพื่อใช้งานจริงกันมากขึ้นแล้ว ไม่ว่าจะเป็นการผลิตโมเดลของเล่น เครื่องประดับ เฟอร์นิเจอร์แบบง่ายๆ ไปจนถึงชิ้นส่วนรถยนต์และเครื่องบิน นอกจากนั้นยังมีแนวโน้มที่จะนำไปประยุกต์ใช้อีกหลายด้าน ทั้งการสร้างรูปปั้นสำหรับบรรดาศิลปิน การสร้างโมเดลของวัตถุโบราณที่บุบสลาย ด้านประโยชน์ด้านการแพทย์ก็มี เช่นการทำขาเทียม ฟันปลอม กระดูก หรือในอนาคตเราก็อาจสามารถสร้างเซลล์ของอวัยวะได้จากระบบการพิมพ์สามมิตินี้

ภาพหัวกะโหลกนี้สร้างมาจากเทคนิค 3D Printing เห็นได้ชัดว่าการนำมาใช้ด้านการแพทย์คงไม่ไกลเกินเอื้อม
ภาพหัวกะโหลกนี้สร้างมาจากเทคนิค 3D Printing เห็นได้ชัดว่าการนำมาใช้ด้านการแพทย์คงไม่ไกลเกินเอื้อม

และที่ไม่น่าเชื่อแต่ว่าเป็นไปแล้วก็คือ การทำอาหาร! โดยเฉพาะการขึ้นรูปวัตถุของแข็งกึ่งเหลว เช่น การทำชีส ไอซ์ซิ่ง หรือช็อคโกเลตให้เป็นวัตถุต่างๆ ตามต้องการ โดยตอนนี้ French Culinary Institute กำลังศึกษาระบบ 3D Printing เสรี (open-source) ที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัย Cornell ในเว็บไซต์ Fab@Home เพื่อสร้างเมนูอาหารให้แปลกตาไม่เหมือนใคร ส่วนทางสถาบัน MIT ก็ได้สร้างเครื่องพิมพ์สามมิติสำหรับการทำอาหารที่มีชื่อว่า Cornucopia ด้วยเช่นกัน

พริ้นเตอร์สามมิติ บนโต๊ะของทุกบ้าน!?

อย่างที่กล่าวไป กระบวนการ 3D Printing ได้ถูกใช้ในงานระดับอุตสาหกรรมมานับสิบปีแล้วเหมือนกับนวัตกรรมรุ่นพ่ออย่างคอมพิวเตอร์ แต่ความเคลื่อนไหวที่น่าสนใจในช่วงปีสองปีให้หลังมานี้ชี้ให้เห็นว่า 3D Printing อยู่ไม่ไกลเกินเอื้อมเท่าใดนัก เริ่มจากตอนนี้ก็ได้มีบริการพิมพ์วัตถุสามมิติตามสั่งเกิดขึ้นมาแล้ว ซึ่งบริการที่ขึ้นชื่อที่สุดก็น่าจะเป็น Shapeways ที่เปิดโอกาสให้เราออกแบบวัตถุสามมิติอย่างง่ายได้ด้วยตนเองจากบนหน้าเว็บ สามารถเลือกวัตถุดิบได้ และพิมพ์ออกมาเป็นโมเดลให้เราเก็บเป็นที่ระลึก หรือจะเปิดเป็นร้านค้าออนไลน์ก็สามารถทำได้

Shapeways บริการออนไลน์ที่ให้เราออกแบบวัตถุสามมิติแล้วพิมพ์ออกมาเป็นที่ระลึก
Shapeways บริการออนไลน์ที่ให้เราออกแบบวัตถุสามมิติแล้วพิมพ์ออกมาเป็นที่ระลึก

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

The MakerBot Replicator หนึ่งในเครื่องพิมพ์สามมิติสำหรับใช้ตามบ้านที่สามารถใช้งานได้จริง
The MakerBot Replicator หนึ่งในเครื่องพิมพ์สามมิติสำหรับใช้ตามบ้านที่สามารถใช้งานได้จริง

อนาคตของ 3D Printing

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

เริ่มจาก ราคาซึ่งยังนับว่าแพงมาก โดยเฉพาะเครื่ิองพิมพ์สามมิติคุณภาพสูงสำหรับใช้ในงานอุตสาหกรรม 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

Advertisements

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s