Volumetric Additive Manufacturing, VAM

พิมพ์ทั้งชิ้นในพริบตา ประหยัดเวลา ไร้รอยต่อ

การพิมพ์สามมิติแบบปริมาตร หรือ VAM เป็นเทคโนโลยีที่สร้างชิ้นงานขึ้นมาพร้อมกันทั้งชิ้นในแทบพริบตา โดยชิ้นงานที่ได้มีความเรียบเนียนและแข็งแรงสม่ำเสมอ ช่วยแก้ข้อจำกัดของเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบเดิมที่ต้องขึ้นรูปทีละชั้น ใช้เวลานาน และบางครั้งเกิดรอยต่อระหว่างชั้นได้

หลักการทำงานของเทคโนโลยี VAM คือ การฉายแสงเข้าไปในภาชนะที่บรรจุเรซินไวแสง (photopolymer) เพื่อกระตุ้นให้วัสดุแข็งตัวเป็น “โครงสร้างสามมิติ” พร้อมกันทั้งชิ้นงานในครั้งเดียว กระบวนการนี้ใช้เวลาแค่หลักวินาทีจนถึงไม่กี่นาที และทำให้ได้ชิ้นงานที่มีสมบัติเชิงกลสม่ำเสมอทุกทิศทาง นอกจากนี้ยังใช้กับเรซินที่มีความหนืดสูงและวัสดุชีวภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เทคโนโลยี VAM แบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลัก ได้แก่ Computed Axial Lithography (CAL) หรือ Tomographic VAM ที่มีหลักการทำงานคล้ายกับเครื่องซีทีสแกนแบบย้อนกลับ คือฉายแสงรอบทิศทางเพื่อสร้างชิ้นงานขึ้นมา, Xolography ที่อาศัยการตัดกันของแสงสองความยาวคลื่นเพื่อให้เกิดการแข็งตัวเฉพาะจุดที่กำหนดอย่างแม่นยำ และ Holographic VAM ที่ล่าสุดนักวิจัยจาก Tsinghua University ได้พัฒนาเทคโนโลยี Digital Incoherent Synthesis of Holographic Light Fields (DISH) ซึ่งสร้างชิ้นงานสามมิติได้เสร็จสมบูรณ์ภายใน 0.6 วินาที ด้วยการควบคุมสนามแสงแบบโฮโลกราฟิกแม่นยำสูง

ปัจจุบัน VAM ก้าวพ้นจากห้องวิจัยไปสู่ระยะเริ่มต้นเชิงพาณิชย์แล้ว มีเครื่องพิมพ์จากสตาร์ตอัป อย่าง Xolo GmbH, Readily3D และ PERFI Technologies ออกสู่ตลาด และเริ่มใช้งานในสถาบันวิจัยชั้นนำทั่วโลก คาดว่าภายในปี ค.ศ. 2026-2028 จะเห็นการใช้งานอย่างแพร่หลายตามโรงพยาบาลและโรงงานผลิตชิ้นส่วนความแม่นยำสูง และจะเป็นเทคโนโลยีหลักที่ขับเคลื่อน “การแพทย์เฉพาะบุคคล” เช่น การผลิตอุปกรณ์ เช่น “เฝือกสบฟัน” หรือ “พิมพ์หู” ที่ปกติต้องรอหลายวัน กลายเป็นผลิตใช้งานได้ทันทีเมื่อมาพบแพทย์ ขณะที่ด้านคอมพิวเตอร์และอิเล็กทรอนิกส์ก็จะมีบทบาทสำคัญในการผลิตเลนส์ความละเอียดสูงสำหรับสมาร์ตโฟนหรือเซนเซอร์ และการผลิตชิปวิเคราะห์สารเคมี เป็นต้น

สำหรับประเทศไทย เทคโนโลยี VAM ซึ่งผสมผสานศาสตร์ด้านปัญญาประดิษฐ์, ทัศนศาสตร์ และวัสดุศาสตร์เข้าด้วยกัน อาจเป็นฟันเฟืองสำคัญที่จะมาเปลี่ยนบทบาทของประเทศ จาก “ผู้ซื้อ” เป็น “ผู้สร้าง” นวัตกรรม และช่วยยกระดับอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องมือแพทย์ไทย โดย สวทช. ร่วมขับเคลื่อนการวิจัยด้านวัสดุ เช่น เรซินไวแสงเกรดทางการแพทย์ หมึกชีวภาพ เพื่อลดการนำเข้า ทำหน้าที่เป็นแกนกลางร่วมกับสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (อย.) ในการเตรียมความพร้อมด้านกฎหมายและการขึ้นทะเบียนเครื่องมือแพทย์ และสร้างความร่วมมือเชิงรุกกับโรงพยาบาลชั้นนำเพื่อผลักดันเทคโนโลยีนี้