อุตสาหกรรม AM มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในทศวรรษที่ผ่านมา ในทำนองเดียวกัน AM ในการศึกษาก็เปลี่ยนไป ในช่วงต้น ฉันกำลังเรียนการพิมพ์ 3D ในชั้นประถมศึกษา และเช่นเคย ลูกของฉันก็สัมผัสเครื่องพิมพ์ 3D ที่โรงเรียนเช่นกัน อย่างไรก็ตาม สถาบันการศึกษาส่วนใหญ่ใช้เครื่องพิมพ์ 3D ราคาถูก เป้าหมายของฉันคือการทำให้นักเรียนตระหนักถึงความสามารถในการผลิตระดับอุตสาหกรรมของการพิมพ์ 3D เพื่อให้พวกเขาสามารถเรียนรู้วิธีนำไปใช้ในโลกแห่งความเป็นจริงและเข้าใจประโยชน์ของ AM หลายบริษัทใช้ AM สำหรับการผลิต และทั่วโลกเริ่มเข้าใจว่าเครื่องพิมพ์ 3D ไม่ได้มีไว้สำหรับของเล่นเท่านั้น เราได้ดำเนินการก่อสร้างห้องปฏิบัติการเพื่อให้นักเรียนได้รับประสบการณ์ตรงกับเครื่องพิมพ์ที่ผลิตชิ้นส่วนคุณภาพสูงในระดับอุตสาหกรรม ปัจจุบัน ฉันใช้ ADDFab (Advanced Digital Design and Fabrication Core Facility) ที่ Life Sciences Lab ที่ UMass Amherst ADD Fab เป็นศูนย์การออกแบบระบบ AM แบบดิจิทัลที่สมบูรณ์แบบ พร้อมด้วยเครื่องพิมพ์และเทคนิคการพิมพ์มากมาย

UMass Amherst Life Science Lab

เครื่องพิมพ์ส่วนใหญ่ที่ติดตั้งใน ADD Fab ถูกใช้โดยนักศึกษาและเจ้าหน้าที่ที่ทำการวิจัย เครื่องพิมพ์ทั้งหมดเหล่านี้ซื้อด้วยทุนจากสภาวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต (MLSC) ในเครือจักรภพ รัฐแมสซาชูเซตส์ เราไม่ได้ผูกติดอยู่กับผู้ผลิตเครื่องพิมพ์รายใดรายหนึ่ง และทำงานร่วมกับบริษัทและองค์กรต่าง ๆ เพื่อพัฒนาการศึกษาและเทคโนโลยี โดยคำนึงถึงศักยภาพที่มาจากห้องปฏิบัติการเครื่องพิมพ์ 3D ระดับไฮเอนด์ เราจึงเน้นที่ประเด็นสำคัญ 3 ประการ ① การออกแบบ-การสร้างแบบจำลองคุณภาพสูง บริการหลักของ ADDFab คือการออกแบบและสร้างแบบจำลองชิ้นส่วนระดับอุตสาหกรรม เราใช้วัสดุพิมพ์ 3D ที่หลากหลาย เช่น ไนลอน 12, สแตนเลส, Onyx และวัสดุผสมที่รักษาด้วย UV การเพิ่มตัวเลือกด้วยวิธีนี้ทำให้เราสามารถตอบสนองความต้องการด้านการผลิตเกือบทั้งหมดในวิทยาเขตและโดยลูกค้าของเรา

ประติมากรรม PLA และ ONYX พิมพ์ด้วย ADD Fab

ADD Fab ประกอบด้วย Onyx One และ Mark Two เนื่องจาก ADDFab มีเครื่องพิมพ์ 3D จากผู้ผลิตหลายราย เราจึงใช้ซอฟต์แวร์ที่แตกต่างกันทั้งหมด 5 ซอฟต์แวร์เพื่อใช้งานเครื่องพิมพ์แต่ละเครื่อง Eiger บนเว็บของ Markforged เป็นรายการโปรดของฉัน สิ่งที่น่าสนใจอย่างหนึ่งของเครื่องพิมพ์ Markforged คือคุณสามารถ “อุ่นเครื่อง” และเริ่มพิมพ์ได้ทันที เครื่องพิมพ์อื่น ๆ มีขั้นตอนการตั้งค่าที่ซับซ้อน, อุ่นใจ และใช้เวลาสร้างโต๊ะและถาดนานหลายชั่วโมง แต่เครื่องพิมพ์ Markforged ไม่มี ทำให้เป็นเครื่องพิมพ์ที่สมบูรณ์แบบสำหรับการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว เครื่องพิมพ์ Markforged เป็นที่นิยมอย่างมากกับ ADD Fabs เนื่องจากใช้งานง่าย ② AM วิจัย จุดสนใจที่สองของ ADD Fab คือการศึกษาแบบจำลองลามิเนต ปัจจุบันการศึกษานี้แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ประการแรกคือการวิจัยวัสดุ งานวิจัยนี้มุ่งเน้นไปที่โลหะเป็นหลักและกำลังศึกษาโลหะผสมที่ดีที่สุดสำหรับการพิมพ์ 3D โลหะผสมแบบดั้งเดิมได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับกระบวนการผลิตอื่น ๆ แต่ถ้าเราปรับโลหะผสมให้เหมาะสมสำหรับการพิมพ์ 3D ล่ะ การศึกษาที่สองเกี่ยวกับรูปทรงที่พิมพ์ 3D จุดสนใจหลักของการศึกษานี้คือโครงสร้างขัดแตะซึ่งมีแนวคิดต่างกัน วัตถุประสงค์การวิจัยของเราคือการช่วยให้บริษัทต่าง ๆ เข้าใจวิธีใช้เครื่องพิมพ์ 3D เพื่อแสดงรูปร่างที่ต้องการ การศึกษานี้จำเป็นต้องมีตรรกะ แต่บางครั้งก็ต้องใช้ประสาทสัมผัสด้วย ความรู้และความคิดสร้างสรรค์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการพิมพ์ที่สมบูรณ์แบบ ③ การศึกษา จุดสนใจที่สามของ ADD Fab คือการศึกษา เราสนับสนุนชั้นเรียนระดับปริญญาตรีและระดับบัณฑิตศึกษาที่กำลังเรียน AM และสอนนักเรียนถึงวิธีใช้เครื่องเหล่านี้ ฉันเชื่อว่าจำเป็นต้องเข้าใจกระบวนการผลิตเมื่อออกแบบชิ้นส่วนด้วยการพิมพ์ 3D และฉันต้องการช่วยให้นักเรียนเข้าใจความสามารถ (และข้อจำกัด) ของเทคนิคการซ้อนเครื่องพิมพ์ 3D เรายังจัดเวิร์กช็อปภาคปฏิบัติสำหรับผู้คนในอุตสาหกรรม AM เพื่อสัมผัสวิธีใช้เครื่องพิมพ์ 3D ระดับไฮเอนด์ นักเรียนมักจะช่วยเหลือในบทเรียนบางส่วน ซึ่งเป็นโอกาสที่ดีในการเชื่อมต่อกับสมาชิกในอุตสาหกรรม ผู้สำเร็จการศึกษาจาก ADDFab มักใช้ประสบการณ์ในการทำงานในอุตสาหกรรม AM ADDFabตอนนี้ ADD Fab ให้การสนับสนุนธุรกิจในท้องถิ่นอย่างต่อเนื่องในช่วงการระบาดของไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ ล่าสุดเราได้เปิดตัว (Open Source Respirator Project) เพื่อผลิตเครื่องช่วยหายใจจำนวนมากที่สามารถนำมาใช้ซ้ำได้ เราช่วยธุรกิจในท้องถิ่นด้วยการสร้างต้นแบบสิ่งต่าง ๆ เช่น แม่พิมพ์และแบบจำลองใบหน้าที่ใช้ทำระบบทางเดินหายใจนี้ ในโครงการนี้ นักศึกษาดำเนินการเครื่องพิมพ์ทั้งหมดและส่งมอบชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3D

เครื่องช่วยหายใจแบบ 3D

ในสาขาการวิจัยของฉัน เมื่อเร็ว ๆ นี้ ฉันได้รับมอบหมายให้สร้างเซ็นเซอร์ที่ไม่ใช่อิเล็กทรอนิกส์สำหรับโครงการวิจัยด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ ฉันถูกขอให้รอที่บ้าน ดังนั้นฉันจึงนำ Markforged Onyx One และ Makerbot กลับบ้าน และสามารถใช้เวลาในมหาวิทยาลัยน้อยลง การรวมกันของทั้งสองมีประสิทธิภาพมาก วัสดุบน Onyx นั้นยอดเยี่ยม แต่แฮร์สปริงที่เราต้องการนั้นไม่สปริงตัวเพียงพอ และ PLA ก็มีความแข็งในปริมาณที่เหมาะสม Markforged นั้นดีกว่าในด้านคุณภาพและการตกแต่งของส่วนประกอบ แต่ฉันไม่สามารถทำโปรเจ็กต์นี้ให้เสร็จได้หากไม่มีเครื่องพิมพ์ทั้ง 2 เครื่อง ADDFabจากนี้ไป ADDFab ไม่ค่อยรับสมัครนักเรียน แต่ฉันแปลกใจเสมอที่มีนักเรียนจำนวนมากที่ต้องการเข้าห้องปฏิบัติการ พวกเขาทั้งหมดสนใจ AM จริง ๆ และต้องการเรียนรู้ เราเข้าใจดีว่า AM เป็นเทคโนโลยีที่จะสนับสนุนอนาคตของอุตสาหกรรมการผลิต เป้าหมายของเราคือการถ่ายทอดความมหัศจรรย์ของงานประติมากรรมจากการพิมพ์ 3D ให้กับนักศึกษา/วิทยาเขต/ชุมชน แน่นอนว่าการมอบส่วนที่ดีให้กับผู้คน การค้นคว้าวิจัยที่ก้าวหน้า และช่วยให้นักเรียนพบโอกาสดี ๆ ในอุตสาหกรรม AM ก็เป็นความสุขที่แท้จริงของงานของเราเช่นกัน   คลิกที่นี่สำหรับบทความต้นฉบับ