อีกหนึ่งผลงานของนักวิจัยไทยที่ สวทช. ภูมิใจ เมื่อเนคเทคร่วมวิจัยกับบริษัท เฮเดล เทคโนโลยี ประเทศไทย ประสบความสำเร็จในการผลิตเส้นลวดพลาสติกนำไฟฟ้าที่สามารถขึ้นรูปได้ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติทุกชนิด ทำให้ชิ้นงานสามมิติมีคุณสมบัตินำไฟฟ้าได้ด้วย
เทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติ หรือ 3D Printing คงไม่มีใครไม่รู้จักอีกแล้วในยุคปัจจุบันนี้ เพราะเป็นเทคโนโลยีที่ทำให้เราสามารถขึ้นรูปชิ้นงานได้เหมือนจริงด้วยการออกแบบผ่านหน้าจอคอมพิวเตอร์ด้วยโปรแกรมออกแบบ แล้วส่งข้อมูลไปยังเครื่องพิมพ์ที่สามารถพิมพ์ขึ้นรูปทีละชั้นๆ จนกลายเป็นชิ้นงานแบบสามมิติสมบูรณ์แบบด้วยเส้นลวดพลาสติกแบบต่างๆ
เครื่องพิมพ์สามมิติในปัจจุบันมีราคาไม่กี่พันบาทจนถึงหลักหมื่นบาทก็มี แต่วัสดุที่สามารถพิมพ์สามมิติมีเพียงพลาสติกไม่กี่ชนิด ได้แก่ เอบีเอส, พีแอลเอ, ไนลอนและทีพียู ซึ่งเป็นข้อจำกัด ทำให้เราสามารถขึ้นรูปได้เพียงชิ้นงานที่เป็นโมเดลไว้ดูเล่นเท่านั้น ไม่สามารถนำไปใช้งานได้จริง ไม่แข็งแรงทนทานเพียงพอ ไม่สามารถสร้างส่วนที่นำไฟฟ้าหรือนำความร้อน จึงไม่สามารถสร้างเป็นอุปกรณ์ที่ทำงานได้ แต่ในอนาคตอันใกล้ ด้วยการคิดค้นวิจัยวัสดุใหม่ๆ ที่ เป็นวัสดุคอมพอสิต ทำให้ก้าวต่อไปของการพิมพ์สามมิติจะสามารถพิมพ์วัสดุพลาสติกที่มีคุณสมบัติเฉพาะได้ เช่น พลาสติกที่นำไฟฟ้า หรือพลาสติกที่นำความร้อนได้ และแม้แต่พลาสติกที่มีสมบัติเป็นแม่เหล็กในตัว เป็นต้น ตลาดของวัสดุสำหรับการพิมพ์สามมิติคาดว่าจะเติบโตและมีมูลค่าตลาดทั่วโลกสูงถึง 2 หมื่นล้านดอลลาร์หรือประมาณ 7 แสนล้านบาทในอีก 10 ปีข้างหน้า (ข้อมูลจาก IDTechEx)
แนวโน้มความต้องการวัสดุคอมพอสิตพิมพ์ได้แบบสามมิติที่มีคุณสมบัติพิเศษเฉพาะดังกล่าวจะสูงขึ้น และสามารถทำให้การพิมพ์สามมิติยกระดับเป็นการพิมพ์เพื่อสร้างอุปกรณ์ที่ทำงานได้จริง หรือเรียกว่า Functional 3D Printing ตัวอย่างเช่น การพิมพ์ชิ้นส่วนที่นำไฟฟ้าได้ด้วยการผสมวัสดุนำไฟฟ้าประเภทคาร์บอน ได้แก่ กราฟีนและท่อคาร์บอนนาโน ทำให้ได้เส้นพลาสติกที่มีความต้านทานไฟฟ้าน้อย เราสามารถสร้างเป็นอุปกรณ์เซ็นเซอร์ที่มีความยืดหยุ่น โค้งงอ สร้างส่วนประกอบที่ป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและคลื่นวิทยุ สร้างวงจรนำไฟฟ้าในชิ้นงานสามมิติ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบสวมใส่ได้ เป็นต้น
การพิมพ์ชิ้นส่วนสามมิติด้วยพลาสติกที่นำความร้อนได้ด้วยการผสมวัสดุโลหะ ได้แก่ วัสดุผสมคอมพอสิตกับอนุภาคหรือเส้นใยของทองแดงหรืออลูมิเนียม ทำให้ได้เส้นพลาสติกที่ขึ้นรูปสามมิติแล้วสามารถนำความร้อนได้ จึงสามารถนำไปใช้ทดแทนชิ้นส่วนโลหะ เช่น ชิ้นส่วนโคมไฟรถยนต์ หรือใช้ระบายความร้อนในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากนำความร้อนได้มากกว่าพลาสติกทั่วไป และมีความยืดหยุ่นสูง นอกจากนี้ เส้นพลาสติกที่มีคุณสมบัติแม่เหล็ก จะทำให้เราสามารถพิมพ์อุปกรณ์สามมิติ เช่น มอเตอร์และหม้อแปลงไฟฟ้า เป็นต้น
ล่าสุดศูนย์นวัตกรรมการพิมพ์อิเล็กทรอนิกส์และอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ หรือ TOPIC ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) สวทช. ได้ร่วมวิจัยกับบริษัท เฮเดล เทคโนโลยี ประเทศไทย ประสบความสำเร็จในการผลิต Graphene-enhanced Conductive Filament หรือเส้นลวดพลาสติกนำไฟฟ้าด้วยวัสดุคอมพอสิตผสมกราฟีน ทำให้ได้เส้นลวดพลาสติกที่สามารถนำไฟฟ้าได้ดีที่สุดในโลก มีความต้านทานไฟฟ้าน้อยกว่า 0.5 โอห์มต่อเซนติเมตร และขึ้นรูปได้ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติทุกชนิด ออกวางจำหน่ายไปทั่วโลก อีกหนึ่งผลงานของนักวิจัยไทยที่ สวทช. ภูมิใจ
*บทความโดย ดร.อดิสร เตือนตรานนท์ ผู้อำนวยการหน่วยวิจัยศูนย์นวัตกรรมการพิมพ์อิเล็กทรอนิกส์และอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ เนคเทค
ที่มา : http://www.bangkokbiznews.com/news/detail/765730
