เด็กไทยเก่ง วิ่งตามฝัน ทำรถแข่ง Formula Student โดยประยุกต์ใช้ 3D Printer และ 3D Scanner ในศึกที่กำลังจะถึง TSAE AUTO CHALLENGE 2024

Formula Student คือการแข่งขันวิศวกรรมของนักเรียนที่จัดขึ้นเป็นประจำทุกปีทั่วโลก ทีมนักศึกษาจากทั่วโลกออกแบบ สร้าง ทดสอบ และแข่งรถกันใน สูตรการแข่งขัน ขนาดเล็ก รถยนต์ได้รับการตัดสินตามเกณฑ์ต่างๆ ทั้งการทรงตัว ความเร็ว การออกแบบทางวิศวกรรม รวมถึงต้นทุนในการผลิต เรียกได้ว่าเอาใจสายซิ่ง และสายออกแบบกันเลย ซึ่งประเทศไทยเราเองก็มีการแข่งขันนี้ในทุกๆปีเช่นกัน อย่างตัวอย่างที่เรานำมาเป็นทีมที่มีชื่อว่า Alternative Formula Student ซึ่งเป็นทีมของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ ที่กำลังออกแบบรถแข่ง Formula ของทีมเพื่อลงแข่งในแมตช์สำคัญอย่าง TSAE AUTO CHALLENGE 2024

TSAE Auto Challenge Student Formula

เป็นสมาคมวิศวกรรมยานยนต์ไทย หรือ Society of Automotive Engineers-Thailand ต้องการส่งเสริมความร่วมมือในระดับนานาชาติกับทางสมาคมวิศวกรรมยานยนต์ไทย (TSAE) จึงจัดโครงการทุนสนับสนุนการนำเสนอผลงานวิชาการระดับอุดมศึกษาในสาขาวิศวกรรมยานยนต์ ณ ประเทศญี่ปุ่น แก่นิสิตนักศึกษาของไทย จำนวนไม่เกิน 2 – 4 ทุนต่อปี นิสิตนักศึกษาที่มีความสนใจ ขอให้ส่งบทความเข้าร่วมในการประชุมวิชาการดังกล่าว และร่วมในกิจกรรมการแลกเปลี่ยนนักศึกษา

ทำไมถึงได้ให้การสนับสนุนน้อง Alternative Formula Student
ต้องบอกเลยว่าเป็นเรื่องที่เหมือนจะเป็นพรมลิขิตของพวกเรา เนื่องจากเราจำเป็นต้องหาโมเดลประเภทเครื่องยนต์ และพาร์ทต่างๆเพื่อนำมาทำการสแกนสำหรับเป็นความรู้ให้กับลูกค้าของเรา แล้วบังเอิญหนึ่งในทีมของเราเป็นศิษย์เก่าของ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ
ซึ่งได้ทำการนำเสนอยืมอุปกรณ์ของทางมหาวิทยาลัยได้ และซึ่งเหมาะกับตอนที่น้องๆกำลังหาแหล่งผลิตชิ้นส่วนสำคัญให้ เราเลยทำการแลกเปลี่ยนกันโดยนำอุปกรณ์ที่น้องๆต้องการต่อยอดมาทำการสแกนแล้วพิมพ์ให้เป็นกรณ์พิเศษ จึงทำให้ได้รู้ว่าที่น้องๆต้องการคือนำมาพัฒนารถแข่ง Formula
ที่จะมีการแข่งขันในเร็วๆนี้ ซึ่งทางทีมพวกเราเองก็อยากลองของจึงทำการตกลงกัน

 

เราใช้ FreeScan Trio สำหรับการสแกนรูและหลุมของวัตถุ
Freescan Trio เป็นเครื่อง 3D Scanner Laser And Multifunctional ที่สร้างมาเพื่อตอบโจทย์ทุกความต้องการของอุตสาหกรรม ตั้งแต่ขนาดกลาง-ขนาดใหญ่ ในด้านของความเร็ว และความละเอียดสูงสุด 0.02 mm รวมถึงยังมีฟังชั่นในการใช้งานพิเศษอย่างการสแกนรูน็อต หรือหลุมลึก
เพื่อที่จะนำไป Inspection หรือ ทำการ Reverse Engineer ต่อนั่นเอง เรียกได้ว่าเครื่องเดียวตอบโจทย์ทุกความต้องการจริงๆเพราะนอกจาก ที่เราใช้ยังมีอีกหลายโหมดที่ใช้งานได้ดี

5 Multiple Scan Modes
98 Laser Line สแกนละเอียด งานไว ไม่ต้องมีมาร์คเกอร์
26 Laser Line สแกนเก็บมาร์คเกอร์ แบบคมๆ 0.02mm
7 Laser Line โหมดสแกนละเอียดสูงมาก
1 Laser Line/Single Line สแกนรูน็อต หลุมลึก(สแกนเนอร์ทั่วไปไม่สามารถทำได้)
Built-In Photogrammetry โหมดช่วยพิเศษให้ได้ภาพเหมือนจริงจากการสแกน

ประยุกต์ใช้ 3D Printer ในการผลิต
อย่างที่ทราบกันว่า Formula Student มีการแข่งขันในด้านต้นทุนการผลิต เพราะฉนั้นสิ่งเดียวที่ตอบโจทย์ยิ่งกว่าการสั่งซื้อหรือนำเข้ามาของอะไหล่ ชิ้นส่วนที่สำคัญต่างๆคือ
3D Print ที่จะนำมาใช้งานจริง ซึ่งอาจจะต้องผ่านกระบวนการต่างๆในการผลิต โดยทางเรานอกจากการสแกนที่ทำให้น้องๆแล้วเราก็ได้ทำการพิมพ์ด้วยวัสดุที่แข็งแรงมากๆอย่าง CarbonFiber
ที่ทำโดย Flashforge Creator 4s เนื่องจากมีขนาดที่กว้างและใหญ่ โดย Flashforge Creator 4s มีความกว้างถึง 400 x 350 x 500mm รวมถึงวัสดุที่พิมพ์ต้องใช้ความร้อนสูง เพราะหัวฉีดสามารถทำความร้อนได้ถึง 360°C

แต่อย่างที่ทราบกันว่า 3D Print ไม่สามารถจบชิ้นงานที่ต้องทนทั้งความร้อน เคมี หรือแรงกระแทก ถึงวัสดุที่ได้มาจะมีความแข็งแรงที่สูง แต่สิ่งจะนำไปใช้งานจริงอาจจะทำให้อันตารายได้
ทำให้การผลิตส่วนนี้จำเป็นต้องนำไปหุ้ม Carbon เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและทนทานในการใช้งาน รวมถึงมีความปลอดภัยในการใช้งานในส่วนของท่อไอดี

จากนั้นจะทำการประกอบเข้ากับเครื่องยนต์และส่วนอื่นๆเข้ากันจริงๆ และต่อไปจะมีอะไรเพิ่มเติม สามารถติดตามน้องๆทีม Alternative Formula Student ซึ่งเป็นทีมของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือได้เลย

สรุป

การใช้ 3D Print เข้ามาทำในส่วนงานปฏิบัติจริง ถือว่าใช้งานได้ดี เนื่องจากของบางอย่างไม่สามารถผลิตหรือนำเข้ามาได้ จึงทำให้ 3D Printer และ 3D Scanner มีบทบาทอย่างมากในการทำทดแทน อย่างตัวอย่างที่เห็นในบทความนี้ ที่น้อง Alternative Formula Student ได้นำมาทำให้เห็น ซึ่งในส่วนนี้น้องๆกล่าวไว้ว่าจะทำให้น้องๆได้คะแนนพิเศษในด้านต้นทุนการผลิตและน้ำหนักของตัวรถได้ 3D Print เป็นงานประเภท DIY งานทดแทน เพราะฉนั้นการที่จะนำไปใช้จริงโดยไม่มีกระบวนการอื่นๆเข้ามาร่วมในปัจจุบันยังถือว่ายังเป็นไปได้น้อยมาก แต่ถ้าผู้ที่นำไปใช้มีไอเดียที่จะทำเพิ่มเติม หรือทำอย่างอื่นร่วมด้วย อย่างเช่นการอัดไฟเบอร์กลาส การหุ้มด้วย Carbon หรือการนำไปทำเป็นโมลด์ ก็จะทำให้ 3D Print เป็นประโยชน์อย่างยิ่งในหลายๆการทำงาน รวมไปถึงการใช้งาน 3D Scanner

---