เทคนิคการผลิตชิ้นส่วนจักรกลขนาดจิ๋วเพื่ออุตสาหกรรมในอนาคต
จาก Thailand Science and Technology Wikipedia
เนื้อหา |
หน่วยงานเจ้าของผลงาน
สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) Synchrotron Light Research Institute (Public Organization)
ชื่อของผลงาน
เทคนิคการผลิตชิ้นส่วนจักรกลขนาดจิ๋วเพื่ออุตสาหกรรมในอนาคต
สาขาของผลงาน
งานวิจัยด้านการแพทย์และสาธารณสุข
ปีผลิตผลงานได้สำเร็จ
2550
ผู้ผลิตผลงาน
ดร.นิมิต ชนนาวัง ผู้จักการระบบลำเลียงแสงที่ 6
รายละเอียดผลงาน
เทคโนโลยีการผลิตชิ้นส่วนจุลภาคได้รับการพัฒนาในระยะแรกเริ่มโดยนักวิจัยชาวเยอรมัน และได้แพร่ไปยังส่วนต่างๆของโลก เช่น สหรัฐอเมริกา ยุโรป ญี่ปุ่น ใต้หวัน เกาหลีใต้ และไทย ในปัจจุบันมีกิจกรรมการวิจัยและพัฒนา ตลอดจนการผลิตเชิงพาณิชย์มากขึ้นเรื่อยๆ สำหรับประเทศไทยนั้น การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรกลขนาดจิ๋วเพื่ออุตสาหกรรมในอนาคตนี้ได้พัฒนาขึ้นโดยการใช้รังสีเอกซ์จากเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอนที่ระบบลำเลียงแสงที่ 6 ณ ห้องปฏิบัติการแสงสยาม ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่มีประโยชน์อย่างมากต่อกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ และเป็นเทคนิคขั้นสูงซึ่งจะช่วยเพิ่มศักยภาพการแข่งขันของประเทศ โดยการเข้าสู่อุตสาหกรรมที่ใช้องค์ความรู้และมีมูลค่าเพิ่มสูงขึ้น ความสามารถในการผลิตโครงสร้างจุลภาคให้มีความหนาหลายร้อยไมโครเมตรขึ้นไปนี้ สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนจุลภาค ซึ่งไม่สามารถผลิตได้ด้วยเทคนิคการกลึงด้วยเครื่องจักร ดังที่ใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรมปัจจุบันได้ จากแนวโน้มที่ชิ้นส่วนเชิงกลและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในเครื่องมือ เครื่องใช้ต่างๆ จะมีขนาดเล็กลงเรื่องๆ ทำให้การผลิตโดยการกลึงด้วยเครื่องจักรแบบเดิมไม่สามารถผลิตชิ้นส่วนขนาดจิ๋วสำหรับอุปกรณ์สมัยใหม่เหล่านี้ได้ในปริมาณมาก เนื่องจากขนาดของชิ้นส่วนเล็กเกินกว่าจะกลึงได้ด้วยเครื่องจักร ดังนั้นกระบวนการผลิตชิ้นส่วนจุลภาคด้วยแสงซินโครตรอนที่ได้พัฒนาขึ้นนี้ จะมีบทบาทสำคัญแทนเทคนิคการผลิตชิ้นส่วนด้วยด้วยจักรที่ใช้ในปัจจุบัน กระบวนการผลิตชิ้นส่วนจุลภาคในเบื้องต้นนี้สามารถผลิตชิ้นส่วนขนาดจิ๋วที่มีความหนาระหว่าง 200-500 ไมโครเมตรได้ การผลิตชิ้นส่วนจุลภาคมีหลักการโดยสรุปคือ การฉายแสงซินโครตรอนซึ่งมีอำนาจทะลุทะลวงสูงผ่านลวดลายจุลภาคของโลหะบางชนิด เช่น ทองคำ หรือเงิน แล้วตกกระทบกับวัสดุพอลิเมอร์ไวแสงซึ่งมีความหนาตามต้องการ เนื่องจากแสงซินโครตรอนไม่สามารถทะลุผ่านทองคำหรือเงินได้ ดังนั้นจึงเกิดเป็นเงาของลวดลายจุลภาคขึ้นที่วัสดุไวแสง ส่วนที่ถูกฉายด้วยแสงซินโครตรอนจะกลายสภาพเป็นวัสดุคงทน สำหรับส่วนที่ไม่ถูกฉายแสงจะสามารถล้างทิ้งไปได้ด้วยสารละลายเคมีจึงเกิดเป็นโครงสร้างจุลภาคสามมิติของวัสดุขึ้น โครงสร้างจุลภาคที่สร้างได้ด้วยเทคนิคนี้ก็จะนำไปใช้เป็นแม่พิมพ์ต้นแบบในการผลิตซ้ำให้ได้ชิ้นส่วนจำนวนมากในภายหลังโดยไม่ต้องใช้แสงซินโครตรอนอีก จึงเหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรกลขนาดจิ๋วที่ต้องการความแม่นยำสูง โครสร้างที่เกิดขึ้นนี้สามารถใช้เป็นแม่พิมพ์ในการผลิตวัสดุประเภทต่างๆ เช่น โลหะ พลาสติก เซรามิก และยาง เป็นต้น
ประโยชน์ของผลงาน
-ช่วยในการพัฒนาชิ้นส่วนขนาดจิ๋วแก่อุตสาหกรรมในอนาคต เช่น
- อิเล็กทรอนิกส์ ได้แก่ ชิ้นส่วนของแขนกล มอเตอร์ของฮาร์ดดิสก์ แผ่นระบายความร้อนขนาดจิ๋ว ตัวเหนี่ยวนำ ตัวเก็บประจุปรับค่าได้ จอแสดงผลพลาสมา อุปกรณ์ไมโครเวฟ เซนเซอร์สำหรับตรวจวัดอุณหภูมิความชื้น หรือปริมาณมลพิษในสิ่งแวดล้อม ฯลฯ
- เคมี/ชีวะภาพ/การแพทย์ ได้แก่ ไมโครปั๊ม ไมโครวาล์ว ไมโครมิกเซอร์ ชุดตรวจวิเคราะห์ทางเคมีและชีวภาพ เครื่องคัดแยกดีเอ็นเอ อุปกรณ์จ่ายยาอัตโนมัติแบบฝังในร่างกาย เครื่องมือผ่าตัด และตัดแต่งเนื้อเยื่อผ่านกล้องจุลทรรศน์ เป็นต้น
- พลังงาน ได้แก่ แบตเตอรี่แบบลิเธียม เซลล์เชื้อเพลิง
- ยานยนต์ ได้แก่ ตัวตรวจวัดปริมาณเคมี ความเร่ง ระบบการทรงตัว หัวฉีดน้ำมัน
- ด้านอื่นๆ ได้แก่ อุปกรณ์ทางแสง ชิ้นส่วนกลไกจุลภาคสำหรับงานนาโนเทคโนโลยีเ ป็นต้น
- ผลิตแม่แบบโครงสร้างขนาดจิ๋ว เพื่อนำไปใช้เป็นแม่พิมพ์สำหรับวัสดุประเภทต่างๆ เช่น โลหะ พลาสติก เซรามิก และยางเป็นต้น
- ลดการนำเข้าชิ้นส่วนต่างประเทศ
การจำแนกการนำไปใช้ประโยชน์
อุตสาหกรรมการผลิต
การผลิต : การพัฒนาคุณภาพการผลิต การพัฒนากระบวนการผลิต การเพิ่มผลผลิต การลดค่าใช้จ่ายในการผลิต เป็นต้น
สาธารณสุข
ด้านการศึกษา-เรียนรู้-สร้างความตระหนัก ว&ท
อ้างอิง
กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี.(2552).30 ปี แคตตาล็อกผลงานเด่นกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี.กรุงเทพฯ : กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
