นักวิจัยจีนปฏิวัติ 3D Printing ความละเอียดสูง และเร็วระดับวินาที คาดนำไปใช้ในวงการชีววิทยา
.
รายงานจากสื่อจีน Guang Ming Daily เมื่อวันที่ 12 ก.พ. ระบุว่า เทคโนโลยีพิมพ์สามมิติ (3D Printing) ซึ่งเป็นเครื่องมือสำคัญของงานวิจัยและอุตสาหกรรม กำลังเผชิญโจทย์ท้าทายระหว่าง “ความเร็ว” กับ “ความแม่นยำ” ที่มักไปด้วยกันไม่ได้
.
ล่าสุด ทีมนักวิจัยจีนนำโดย ไต้ฉยงไห่ นักวิชาการสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งจีนจากมหาวิทยาชิงหัว ได้พัฒนาเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติแบบใหม่ที่เรียกว่า DISH (Digital Incoherent Synthesis of Holographic light fields) หลังวิจัยต่อเนื่องนาน 5 ปี โดยงานวิจัยนี้ได้รับการเผยแพร่ออนไลน์ ในวารสาร Nature เมื่อวันที่ 12 ก.พ.
.
เทคโนโลยีใหม่นี้เพิ่มความเร็วการพิมพ์แบบปริมาตร (Volumetric Printing - เทคโนโลยีการพิมพ์ที่สร้างวัตถุทั้งชิ้นขึ้นมาพร้อมกันในครั้งเดียว) ได้หลายสิบเท่า และสามารถพิมพ์โครงสร้างซับซ้อนขนาดมิลลิเมตรได้ในเวลาเพียง 0.6 วินาที พร้อมยกระดับความละเอียดอย่างมาก
.
หลายฝ่ายจึงมองว่าเทคโนโลยี DISH จะเข้ามาเปลี่ยนโฉมหน้าอุตสาหกรรมล้ำสมัย ทั้งในด้านชีวการแพทย์ และเทคโนโลยีไมโคร-นาโน ให้สามารถผลิตชิ้นงานคุณภาพสูงได้ด้วยความเร็วระดับวินาที
.
สำหรับเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติแบบปริมาตรแบบดั้งเดิม มีโอกาสที่ชิ้นงานจะจมตัวลงก่อให้เกิดการไหลของวัสดุ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อคุณภาพของชิ้นงาน ทำให้จำเป็นต้องเลือกใช้วัสดุที่มีความหนืดสูงเท่านั้น ขณะที่เทคโนโลยี DISH มีระยะเวลาในการฉายแสงสั้นมาก จึงลดผลกระทบจากการไหลของวัสดุลงอย่างมาก ทำให้สามารถรองรับวัสดุได้หลากหลาย ตั้งแต่สารละลายความหนืดต่ำใกล้เคียงน้ำ ไปจนถึงเรซินความหนืดสูง
.
ทีมวิจัยค้นพบว่า Computational Optics (เทคโนโลยีที่ใช้การคำนวณของคอมพิวเตอร์ในการควบคุมและออกแบบแสง เพื่อเพิ่มความแม่นยำ) ไม่ได้มีไว้แค่จับภาพสนามแสง แต่ยังสามารถย้อนกระบวนการมาใช้สร้างวัตถุได้โดยตรง และนำแนวคิดนี้ต่อยอดสู่การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ
.
เทคโนโลยีใหม่นี้สามารถทะลุข้อจำกัดด้านความเร็วของการสแกนแบบทีละจุดหรือทีละชั้น สามารถฉายแสงสามมิติที่ซับซ้อนได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ สร้างโครงสร้างระดับมิลลิเมตรใน 0.6 วินาที เร็วกว่าวิธีแบบเดิมที่ใช้ราว 30 วินาทีอย่างมาก
.
นอกจากนี้ ภาชนะพิมพ์ต้องการเพียงพื้นผิวเชิงแสงหนึ่งระนาบ ไม่ต้องหมุนหรือใช้กลไกความแม่นยำสูง ทำให้สามารถใช้งานได้หลากหลายขึ้น โดยเฉพาะการพิมพ์แบบต่อเนื่องในท่อลำเลียงของเหลว ซึ่งเป็นสิ่งที่เทคโนโลยีพิมพ์สามมิติแบบปริมาตรแบบเดิมไม่สามารถทำได้ ดังนั้น DISH จึงไม่เพียงแก้โจทย์ “ความเร็วกับความแม่นยำ” แต่ยังเปิดทางสู่การผลิตสามมิติที่ยืดหยุ่นและหลากหลายกว่าเดิม
.
นอกจากนี้ เทคโนโลยีพิมพ์สามมิติแบบปริมาตรแบบเดิมมีข้อจำกัดด้านช่วงความชัด (depth of field) ทำให้จุดใกล้โฟกัสคมชัด แต่พื้นที่นอกโฟกัสความละเอียดลดลงอย่างชัดเจน
.
ขณะที่ DISH แก้ปัญหาด้วยการผสานระบบปรับเทียบแสงระดับพิกเซล ระบบปรับแสงให้คมชัดและแม่นยำขึ้น และใช้เทคนิคโฮโลกราฟิกเข้าด้วย ช่วงความชัดจึงขยายจากระดับไมโครเมตรสู่ระดับเซนติเมตร โดยยังรักษาความละเอียด 11 ไมโครเมตรไว้ได้ และพิมพ์โครงสร้างเล็กสุดได้ถึง 12 ไมโครเมตร
.
เทคโนโลยี DISH มีศักยภาพประยุกต์ใช้กว้างขวาง ในด้านชีววิทยาสามารถใช้วัสดุที่เข้ากันได้ทางชีวภาพพิมพ์โครงสร้างจำลองหลอดเลือดหรือพิมพ์ในตำแหน่งจริงบนเนื้อเยื่อ เปิดแนวทางใหม่ให้วิศวกรรมเนื้อเยื่อและการคัดกรองยา
.
ขณะเดียวกันยังมีศักยภาพในการเข้าสู่สายผลิต เพื่อผลิตชิ้นส่วนจุลภาค เช่น อุปกรณ์โฟโตนิก โมดูลกล้อง และชิ้นงานรูปทรงซับซ้อน รวมถึงรองรับการพิมพ์หลายวัสดุ และนำไปใช้งานในหุ่นยนต์ขนาดเล็ก และแบบจำลองเนื้อเยื่อความละเอียดสูง เป็นต้น
.
.
📧 ติดต่อเรา Email: info@jeenthainews.com
.
#เทคโนโลยีจีน #3DPrinting #พิมพ์สามมิติ
https://www.facebook.com/share/p/1G2HnBf8YG/ 
🧬 นักวิจัยจีนปฏิวัติ 3D Printing ความละเอียดสูง และเร็วระดับวินาที คาดนำไปใช้ในวงการชีววิทยา
.
รายงานจากสื่อจีน Guang Ming Daily เมื่อวันที่ 12 ก.พ. ระบุว่า เทคโนโลยีพิมพ์สามมิติ (3D Printing) ซึ่งเป็นเครื่องมือสำคัญของงานวิจัยและอุตสาหกรรม กำลังเผชิญโจทย์ท้าทายระหว่าง “ความเร็ว” กับ “ความแม่นยำ” ที่มักไปด้วยกันไม่ได้
.
ล่าสุด ทีมนักวิจัยจีนนำโดย ไต้ฉยงไห่ นักวิชาการสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งจีนจากมหาวิทยาชิงหัว ได้พัฒนาเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติแบบใหม่ที่เรียกว่า DISH (Digital Incoherent Synthesis of Holographic light fields) หลังวิจัยต่อเนื่องนาน 5 ปี โดยงานวิจัยนี้ได้รับการเผยแพร่ออนไลน์ ในวารสาร Nature เมื่อวันที่ 12 ก.พ.
.
เทคโนโลยีใหม่นี้เพิ่มความเร็วการพิมพ์แบบปริมาตร (Volumetric Printing - เทคโนโลยีการพิมพ์ที่สร้างวัตถุทั้งชิ้นขึ้นมาพร้อมกันในครั้งเดียว) ได้หลายสิบเท่า และสามารถพิมพ์โครงสร้างซับซ้อนขนาดมิลลิเมตรได้ในเวลาเพียง 0.6 วินาที พร้อมยกระดับความละเอียดอย่างมาก
.
หลายฝ่ายจึงมองว่าเทคโนโลยี DISH จะเข้ามาเปลี่ยนโฉมหน้าอุตสาหกรรมล้ำสมัย ทั้งในด้านชีวการแพทย์ และเทคโนโลยีไมโคร-นาโน ให้สามารถผลิตชิ้นงานคุณภาพสูงได้ด้วยความเร็วระดับวินาที
.
สำหรับเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติแบบปริมาตรแบบดั้งเดิม มีโอกาสที่ชิ้นงานจะจมตัวลงก่อให้เกิดการไหลของวัสดุ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อคุณภาพของชิ้นงาน ทำให้จำเป็นต้องเลือกใช้วัสดุที่มีความหนืดสูงเท่านั้น ขณะที่เทคโนโลยี DISH มีระยะเวลาในการฉายแสงสั้นมาก จึงลดผลกระทบจากการไหลของวัสดุลงอย่างมาก ทำให้สามารถรองรับวัสดุได้หลากหลาย ตั้งแต่สารละลายความหนืดต่ำใกล้เคียงน้ำ ไปจนถึงเรซินความหนืดสูง
.
ทีมวิจัยค้นพบว่า Computational Optics (เทคโนโลยีที่ใช้การคำนวณของคอมพิวเตอร์ในการควบคุมและออกแบบแสง เพื่อเพิ่มความแม่นยำ) ไม่ได้มีไว้แค่จับภาพสนามแสง แต่ยังสามารถย้อนกระบวนการมาใช้สร้างวัตถุได้โดยตรง และนำแนวคิดนี้ต่อยอดสู่การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ
.
เทคโนโลยีใหม่นี้สามารถทะลุข้อจำกัดด้านความเร็วของการสแกนแบบทีละจุดหรือทีละชั้น สามารถฉายแสงสามมิติที่ซับซ้อนได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ สร้างโครงสร้างระดับมิลลิเมตรใน 0.6 วินาที เร็วกว่าวิธีแบบเดิมที่ใช้ราว 30 วินาทีอย่างมาก
.
นอกจากนี้ ภาชนะพิมพ์ต้องการเพียงพื้นผิวเชิงแสงหนึ่งระนาบ ไม่ต้องหมุนหรือใช้กลไกความแม่นยำสูง ทำให้สามารถใช้งานได้หลากหลายขึ้น โดยเฉพาะการพิมพ์แบบต่อเนื่องในท่อลำเลียงของเหลว ซึ่งเป็นสิ่งที่เทคโนโลยีพิมพ์สามมิติแบบปริมาตรแบบเดิมไม่สามารถทำได้ ดังนั้น DISH จึงไม่เพียงแก้โจทย์ “ความเร็วกับความแม่นยำ” แต่ยังเปิดทางสู่การผลิตสามมิติที่ยืดหยุ่นและหลากหลายกว่าเดิม
.
นอกจากนี้ เทคโนโลยีพิมพ์สามมิติแบบปริมาตรแบบเดิมมีข้อจำกัดด้านช่วงความชัด (depth of field) ทำให้จุดใกล้โฟกัสคมชัด แต่พื้นที่นอกโฟกัสความละเอียดลดลงอย่างชัดเจน
.
ขณะที่ DISH แก้ปัญหาด้วยการผสานระบบปรับเทียบแสงระดับพิกเซล ระบบปรับแสงให้คมชัดและแม่นยำขึ้น และใช้เทคนิคโฮโลกราฟิกเข้าด้วย ช่วงความชัดจึงขยายจากระดับไมโครเมตรสู่ระดับเซนติเมตร โดยยังรักษาความละเอียด 11 ไมโครเมตรไว้ได้ และพิมพ์โครงสร้างเล็กสุดได้ถึง 12 ไมโครเมตร
.
เทคโนโลยี DISH มีศักยภาพประยุกต์ใช้กว้างขวาง ในด้านชีววิทยาสามารถใช้วัสดุที่เข้ากันได้ทางชีวภาพพิมพ์โครงสร้างจำลองหลอดเลือดหรือพิมพ์ในตำแหน่งจริงบนเนื้อเยื่อ เปิดแนวทางใหม่ให้วิศวกรรมเนื้อเยื่อและการคัดกรองยา
.
ขณะเดียวกันยังมีศักยภาพในการเข้าสู่สายผลิต เพื่อผลิตชิ้นส่วนจุลภาค เช่น อุปกรณ์โฟโตนิก โมดูลกล้อง และชิ้นงานรูปทรงซับซ้อน รวมถึงรองรับการพิมพ์หลายวัสดุ และนำไปใช้งานในหุ่นยนต์ขนาดเล็ก และแบบจำลองเนื้อเยื่อความละเอียดสูง เป็นต้น
.
.
📧 ติดต่อเรา Email: info@jeenthainews.com
.
#เทคโนโลยีจีน #3DPrinting #พิมพ์สามมิติ
https://www.facebook.com/share/p/1G2HnBf8YG/