Author: Thanate

รายวิชา 12: การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุสำหรับอุตสาหกรรม 4.0

Last Update: October 28,  2020

วัตถุประสงค์ของรายวิชา:

การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุเป็นเทคโนโลยีที่รองรับการพัฒนาต้นแบบอย่างรวดเร็วตอบสนองความต้องการการออกแบบที่ซับซ้อนและการประยุกต์ใช้งานที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตอุปกรณ์เครื่องมือทางการแพทย์ รายวิชานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาความสามารถของนักศึกษาในด้านเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ นักศึกษาจะได้เรียนรู้หลักการพื้นฐานของเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุและเทคโนโลยีวิศวกรรมย้อนกลับ รวมถึงการประยุกต์ใช้งานกับการผลิตอุปกรณ์เครื่องมือทางด้านการแพทย์และด้านอื่นๆ นอกจากนี้นักศึกษายังสามารถฝึกฝนเพื่อให้เกิดความเชี่ยวชาญในด้านการออกแบบสำหรับการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุอีกด้วย

ผลลัพธ์ของรายวิชา: เมื่อเรียนจบในรายวิชานี้ นักศึกษาสามารถ:

• • CLO1: ประยุกต์ใช้องค์ความรู้ด้านการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุและวิศวกรรมย้อนกลับกับผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายได้ (ประยุกต์ใช้)
  • CLO2: ค้นหาเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับกระบวนการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ (คิดค้น);
  • CLO3: วิเคราะห์ความแตกต่างภูมิหลักของหลักการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุและวิศวกรรมย้อนกลับ (วิเคราะห์);
  • CLO4: เลือกเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุที่เหมาะสมโดยคำนึงถึงปัจจัยต่างๆ เช่น ต้นทุน คุณภาพ เวลา และทรัพยากรที่มีอยู่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ (ประมวลผล);
  • CLO5: ประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุกับการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ (ประยุกต์ใช้);
  • CLO6: สื่อสารกับเพื่อนร่วมงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ (ประยุกต์ใช้)

Prerequisite: Computer Aided Design

 Course Outline:

สัปดาห์	หัวข้อ	ปฏิบัติการ	เอกสารประกอบการเรียน	เอกสารประกอบการสอน	หมายเหตุ
1	M1.1. Additive Manufacturing Basic Concepts and processes
2	M1.2. Solid- Based Additive Manufacturing Technologies		[Thai] MSIE-12-L-M1S2-L01
3	M1.3. Powder-Based Additive Manufacturing Technologies
4	M1.4. Liquid-Based Additive Manufacturing Technologies
5	M2.1. STereoLithography (STL) Models		[Thai] MSIE-12-L-M2S1-L01
6	M2.2. Slicing Techniques		[Thai] MSIE-12-L-M2S2-L01
7	M2.3. Reverse Engineering for Additive Manufacturing Application		[Thai] MSIE-12-L-M2S3-L01
8	M3.1. Optimization of 3D printing process parameters		[Thai] MSIE-12-L-M3S1-L01
9	M3.2. Influences, complementarity and Synergy in AM and conventional technologies		[Thai] MSIE-12-L-M3S2-L01
10	M3.3. Macro environment of AM
11	M3.4. AM Business models and reshaping production		[Thai] MSIE-12-L-M3S4-L01
12-15	M3.5. Case Studies/Group Projects

ปฏิบัติการ:

ในแต่ละปฏิบัติการ นักศึกษาจะได้ทำกิจกรรมต่างดังนี้:

ระบุความต้องการ การพัฒนาแบบจำลองด้วยโปรแกรมช่วยในการออกแบบผลิตภัณฑ์ จำลองการทำงานในโปรแกรมช่วยในการออกแบบในสภาวะการณ์ต่างๆ หาเงื่อนไขที่เหมาะสมในการพิมพ์ 3 มิติ พิมพ์ 3 มิติของชิ้นส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์ ประกอบชิ้นงานเป็นผลิตภัณฑ์เพื่อแสดงการทำงานตามฟังก็ชั่นที่กำหนด

ปฏิบัติการที่ 1: ออกแบบและพิมพ์ 3 มิติ ชิ้นงานต้นแบบ ผลิตแม่พิมพ์ซิลิโคนสำหรับการหล่อวัสดุ อิพ็อกซี่เรซิน

ปฏิบัติการที่ 2: ออกแบบและพิมพ์ 3 มิติ ชิ้นงานประกอบที่ไม่สามารถถอดออกจากกันได้ (เช่น นกหวีด)

ปฏิบัติการที่ 3: ออกแบบและพิมพ์ 3 มิติ ชิ้นงานเกียร์

ปฏิบัติการที่ 4: วิศวกรรมย้อนกลับสำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรกล

ปฏิบัติการที่ 5: ออกแบบและพิมพ์ 3 มิติ ชิ้นงานที่เชื่อมต่อกัน 3 จุด

ปฏิบัติการที่ 6: ออกแบบและพิมพ์ 3 มิติ สำหรับทำรูปบนแผ่นวัสดุกึ่งโปร่งแสง

ปฏิบัติการที่ ึ7: ออกแบบและพิมพ์ 3 มิติ ชิ้นงานประกอบที่มีความซับซ้อนที่มีชิ้นส่วนประกอบอย่างน้อย 8 ชิ้นที่สามารถเคลื่อนไหวได้

แหล่งการเรียนรู้:

Textbooks: No designated textbook, but class notes and handouts will be provided.

Laboratory: PPT handouts, necessary equipment, tools and consumables

Reference Books:

1. ISO/ ASTM DIS 52900:2018 (E), (2018), Additive manufacturing – General principles – Terminology, ISO/ ASTM International 2018.
2. Wohlers T., (2018), Wohlers Report 2018, 3D Printing and Additive Manufacturing State of the Industry: Annual Worldwide Progress Report, Wohlers Associates, ISBN ISBN 978-0-9913332-4-0.
3. Redwood B., Schöffer F., Garret B., (2017), The 3D Printing Handbook: Technologies, design and applications, Editura 3D Hubs, ISBN 978-90-827485-0-5.
4. Zhang J., Jung Y.G., (2018), Additive Manufacturing: Materials, Processes, Quantifications and Applications, Elsevier, ISBN 978-0-12-812155-9
5. Gibson I., Rosen D., Stucker B., (2015), Additive Manufacturing Technologies – 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing, Editura Springer, ISBN 978-1-4939-2112-6.
6. Page T., (2012), Design for Additive Manufacturing: Guidelines for Cost Effective Manufacturing, LAP Lambert Academic Publishing, ISBN 384732294X.
7. Barnatt C., (2013), 3D Printing: The Next Industrial Revolution, CreateSpace Independent Publishing Platform, ISBN-13: 978-1484181768.
8. Marchese K., Gorham R., Joyce J., Sniderman B., Passaretti M., (2017), 3D opportunity for business capabilities – Additive manufacturing transforms the organization, Deloitte Insights, Available at: https://www2.deloitte.com/content/dam/insights/us/articles/3256_3D-opportunity_AM-capabilities/DUP_3D-opportunity_business-capabilities.pdf,
9. Öberg C., Shams T., Asnafi N., (2018), Additive Manufacturing and Business Models: Current Knowledge and Missing Perspectives, Technology Innovation Management Review, Available at: https://timreview.ca/sites/default/files/article_PDF/Öberg_et_al_TIMReview_June2018.pdf

Journals and Magazines:

• Rapid Prototyping Journal, Emerald
• Additive Manufacturing, Elsevier
• Virtual and Physical Prototyping, Taylor and Francis
• Journal of Materials Processing Technology, Elsevier
• Computer Aided Design, Elsevier
• Computer and Industrial Engineering, Elsevier
• International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Springer
• International Journal of Computer Integrated Manufacturing, Taylor and Francis
• Robotics and Computer Integrated Manufacturing, Elsevier

Teaching and Learning Methods:

The teaching is done via lectures, laboratories and project sessions by the instructor. Tutorial sessions are conducted on the use of tools in each subject. The learning methods include group discussion, individual/group assignment and group project/case study.

Time Distribution and Study Load:

Lectures: 15 hours

Laboratories: 45 hours

Group project/Tutorials/Assignments/Self-study: 70 hours

Workshops for Group project preparation: 30 hours

Evaluation Scheme:  The final grade will be computed according to the following weight distribution: Mid-semester examination 20%, assignments, workshops and group projects 50%, final examination 30%. In final grading,

An “A” would be awarded if a student shows a deep understanding of the knowledge learned through home assignments, project works, and exam results.

A “B” would be awarded if a student shows an overall understanding of all topics.

A “C” would be given if a student meets below average expectation in understanding and application of basic knowledge.

A “D” would be given if a student does not meet expectations in both understanding and application of the given knowledge.

Developers: Mihaela-Elena ULMEANU (UPB), Pisut KOOMSAP (AIT), Dorota KLIMECKA (CUT), Thanate Ratanawilai (PSU), Chukree Daesa (PSU)