วิวัฒนาการของแท่นพิมพ์เมื่อหลายร้อยปีก่อนเปลี่ยนโลกไปอย่างไร มาบัดนี้เครื่องพิมพ์สามมิติก็กำลังพลิกโฉมอนาคตดุจกัน
อะไหล่เครื่องยนต์จรวด ตุ๊กตาช็อกโกแลต ปืนจำลองยิงได้ บ้านริมคลองแบบดัตช์ แว่นกันแดดแบรนด์ดัง รถสปอร์ตสุดหรู เรือพาย หูชีวประดิษฐ์ต้นแบบ พิซซ่า และอื่นๆอีกสารพัด แทบไม่มีสัปดาห์ไหนผ่านไปโดยที่เราไม่ได้ยินข่าวคราวความสำเร็จอันน่าทึ่งจากเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติ (3D Printing) ที่กำลังรุดหน้าอย่างรวดเร็ว
อันที่จริง องค์การนาซาถึงขนาดกำลังทดสอบเครื่องพิมพ์สามมิติบนสถานีอวกาศนานาชาติ เพื่อศึกษาว่าอาจใช้ในการผลิตอาหาร สร้างเครื่องมือ และอะไหล่สำหรับภารกิจระยะยาว
อีกด้านหนึ่งบนพื้นโลก บริษัทแอร์บัสวาดภาพว่า ภายในปี 2050 เครื่องบินทั้งลำอาจสร้างขึ้นด้วยชิ้นส่วนที่พิมพ์จากเครื่องพิมพ์สามมิติ ขณะที่บริษัทจีอีใช้เครื่องพิมพ์สามมิติอยู่แล้วในการทำปลายหัวฉีดสำหรับเครื่องไอพ่น และความสนใจก็ไม่ได้จำกัดอยู่เฉพาะในแวดดวงของยักษ์ใหญ่ทางธุรกิจเท่านั้น
เรารู้กันอยู่แล้วครับว่า การพิมพ์สามมิติจะมีบทบาทสำคัญในอนาคต ตามคำกล่าวของเฮดวิก ไฮนส์มัน ผู้ร่วมงานคนหนึ่งในบริษัทสถาปนิกสัญชาติดัตช์ชื่อ ดียูเอส ซึ่งกำลัง พิมพ์ บ้านหลังหนึ่งริมคลองเบยก์สโลเตอร์ในกรุงอัมสเตอร์ดัม
ในช่วงเวลาสามปี คาเมอร์เมเคอร์ (KamerMaker) หรือ เครื่องสร้างห้อง แท่นพิมพ์สูง 6 เมตร จะสร้างผนังบัวคอร์นิซ และห้องหับต่างๆ พร้อมไปกับการทดลองใช้ทั้งวัสดุ แบบ และแนวคิดที่แตกต่างหลากหลาย ผมมองเห็นอนาคตที่คุณจะสามารถเลือกดาวน์โหลดแผนผังบ้านเหมือนกับซื้อของในไอจูนส์ เคาะคีย์บอร์ดอีกสองสามครั้งเพื่อปรับแต่งให้ได้ตามใจชอบ แล้วสั่งแท่นพิมพ์มาลงพื้นที่ของคุณเพื่อให้ผลิตชิ้นส่วนบ้านออกมาครับ ไฮนส์มันเสริม
เครื่องพิมพ์สามมิติทำงานคล้ายกับเครื่องพิมพ์ตั้งโต๊ะมาก แต่แทนที่จะใช้หมึก การ พิมพ์ จะเกิดขึ้นผ่านพลาสติก ขี้ผึ้ง เรซิน ไม้ คอนกรีต ทองคำ ไทเทเนียม ใยคาร์บอน ช็อกโกแลต และแม้แต่เนื้อเยื่อมีชีวิต หัวพ่นของเครื่องพิมพ์สามมิติจะฉีดวัสดุลงไปทีละชั้นในรูปของเหลว ส่วนผสมข้นๆคล้ายแป้งเปียก หรือผงละเอียดเหมือนแป้ง วัสดุบางชนิดจะแข็งตัว ขณะที่บางชนิดต้องหลอมด้วยความร้อนหรือแสง
วิทยาการนี้เหมาะกับการผลิตจำนวนจำกัด ผลิตภัณฑ์ต้นแบบ หรือของที่ใช้ครั้งเดียว และเนื่องจากเครื่องพิมพ์สามมิติสร้างวัตถุขึ้นทีละน้อยโดยวางวัสดุเฉพาะบนจุดหรือบริเวณที่ต้องการ มันจึงสามารถสร้างวัตถุที่มีความซับซ้อนเชิงเรขาคณิตอย่างที่แม่พิมพ์แบบฉีดทั่วไปทำไม่ได้ ทั้งมักมีน้ำหนักน้อยกว่าโดยไม่ต้องแลกกับความแข็งแรง เครื่องพิมพ์สามมิติยังสามารถสร้างวัตถุที่สลับซับซ้อนได้เป็นชิ้นเดียว เช่น ปลายหัวฉีดเชื้อเพลิงไทเทเนียมของบริษัทจีอี ซึ่งหากใช้กระบวนการผลิตปกติต้องประกอบขึ้นจากชิ้นส่วนอย่างน้อย 20 ชิ้น
ด้วยความแม่นยำระดับนี้ทำให้การสร้างสิ่งที่ไม่เคยทำได้มาก่อนกลายเป็นเรื่องที่เป็นไปได้ ทีมงานจากมหาวิทยาลัย ฮาร์วาร์ดได้พิมพ์เนื้อเยื่อมีชีวิตพร้อมโครงข่ายเส้นเลือดขึ้น ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญสู่การปลูกถ่ายอวัยวะที่สร้างหรือพิมพ์ขึ้นจากเซลล์ของคนไข้เองในอนาคต เจนนิเฟอร์ ลูวิส หัวหน้าคณะนักวิจัย บอกว่า นั่นคือเป้าหมายสูงสุดของของการพิมพ์สามมิติเชิงชีววิทยาค่ะ เรายังต้องใช้เวลาอีกหลายปีกว่าจะไปถึงจุดนั้น
การผลิตโดยเติมต่อนั้นช้ากว่ากระบวนการผลิตแบบทั่วไปมาก แต่นั่นอาจเปลี่ยนแปลงได้ ฮ็อด ลิปสัน ศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ ผู้คลุกคลีกับการพิมพ์สามมิติมานานปี เชื่ออย่างนั้น และบอกว่า ความเร็ว ความละเอียด และความหลากหลายของวัสดุที่ใช้ ล้วนกำลังได้รับการพัฒนา พร้อมกับเครื่องพิมพ์ที่ใช้วัสดุได้หลายอย่าง และสร้างวัตถุที่มีทั้งส่วนเคลื่อนไหวและวงจรไฟฟ้าจริงๆ ได้ด้วยครับ
ลิปสันกับทีมงานเป็นผู้พิมพ์แบบจำลองเครื่องโทรเลขของแซมวล มอร์ส ด้วยความเคารพในประวัติศาสตร์พวกเขาจึงเคาะข้อความเดียวกับที่มอร์สผู้ตื่นตะลึงในผลงานของตนเองเคยส่งเมื่อปี 1844 ว่า พระเจ้าสร้างอะไรขึ้นมานี่
เรื่องโดย รอฟฟ์ สมิท
ธันวาคม 2557
