แม้ว่าเทคโนโลยีเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ทำงานด้วยเครื่องยนต์ลูบสูบเป็นจังหวะ ดูด-อัด-ระเบิด-คาย จะถือกำเนิดขึ้นมาเป็นร้อยปีแล้ว แต่การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีนี้ในปัจจุบันยังคงก้าวต่อไปอย่างไม่หยุดยั้งเพื่อให้ได้เครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพสูงที่สุดเท่าที่จะทำได้
ซึ่งก็คือเครื่องยนต์ที่มีอัตราการใช้เชื้อเพลิงต่ำที่สุด แต่สามารถให้กำลังมากที่สุดนั่นเอง และตอนนี้เราก็มีข่าวดีจะมาแจ้งให้เพื่อนๆ ทุกคนได้ทราบว่า ล่าสุดค่ายยานยนต์ยักษ์ใหญ่จากเยอรมันอย่าง Porsche ก็ประสบความสำเร็จอีกขั้นในเรื่องนี้ ด้วยการที่พวกเขาสามารถใช้เทคโนโลยี 3D Print ในการผลิตลูกสูบที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพจากเครื่องยนต์ ให้รีดกำลังออกมาได้อีกหลายแรงม้าจากเครื่องยนต์ตัวเดิม ซึ่งรายละเอียดเรื่องนี้จะเป็นอย่างไร เรามาติดตามอ่านกันเลย
Porsche วิจัยสร้างลูกสูบด้วยเทคโนโลยี 3D Print
ในงานวิจัยและพัฒนาครั้งนี้ได้ทำขึ้นกับเครื่องยนต์ของรถยนต์ Porsche รุ่น 911 GT2 RS โดยพวกเขาได้ทำการออกแบบลูกสูบใหม่ให้กับเครื่องยนต์ โดยลูกสูบใหม่นี้มีความซับซ้อนจนไม่สามารถผลิตได้ด้วยกระบวนการผลิตทั่วไป จึงได้ใช้เทคโนโลยี 3D Print มาช่วยในการผลิต
ผลที่ได้พบว่าเครื่องยนต์ตัวเดิมมีประสิทธิภาพการทำงานสูงขึ้น และสามารถรีดกำลังออกมาได้มากกว่าเดิมถึง 30 แรงม้าเลย แม้ว่าเครื่องยนต์ตัวเดิมของ 911 GT2 RS จะให้กำลังสูดสุดอยู่ที่ 700 แรงม้าแล้วก็ตาม
ข้อดีของการนำเทคโนโลยี 3D Print มาใช้ในการผลิตลูกสูบ
ข้อดีที่เห็นได้ชัดเจนของการนำเทคโนโลยี 3D Print มาใช้ในการผลิตลูกสูบก็คือ เราสามารถผลิตลูกสูบที่มีความซับซ้อนได้มากกว่ากระบวนการผลิตปกติ ทำให้สามารถเพิ่มช่องสำหรับระบบน้ำหล่อเย็นเพื่อระบายความร้อนแทรกเข้าไปในเนื้อลูกสูบได้ ช่วยให้การระบายความร้อนทำได้ดีขึ้น ในขณะที่ลูกสูบมีน้ำหนักน้อยลงกว่าเดิมถึง 10% แน่นอนว่าผลที่ตามมาก็คือประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ที่สูงขึ้น และพละกำลังที่เพิ่มมากขึ้นตามมานั่นเอง
เบื้องลึกการผลิตลูกสูบด้วยเทคโนโลยี 3D Print ของ Porsche
คราวนี้เราจะมาเจาะลึกเทคนิค 3D Print ที่ทาง Porsche ใช้ในการสร้างลูกสูบในงานวิจัยนี้ พวกเขาเผยว่าวิธีการสร้างลูกสูบในงานวิจัยนี้ถูกเรียกว่า Laser Metal Fusion Process ซึ่งเป็นเทคนิคใหม่ที่ทำได้โดยการพ่นผงโลหะเป็นชั้นๆ ก่อนที่จะใช้แสงเลเซอร์ยิงผงที่โรยไว้จนมันหลอมรวมตัวกันเป็นเนื้อโลหะที่ต้องการ จากนั้นก็ทำซ้ำไปเรื่อยๆ ชั้นแล้วชั้นเล่าจนกระทั่งได้ลูกสูบที่สมบูรณ์
และด้วยเทคนิคนี้ไม่ว่าชิ้นงานจะมีความซับซ้อนเพียงได้ หรือจะมีการแทรกรูระบายน้ำไว้ตรงไหนภายในเนื้อลูกสูบก็ไม่ใช่ปัญหา และด้วยประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่ดีขึ้นนี่เอง ทำให้ผลการทดสอบเดินเครื่องติดต่อกัน 200 ชั่วโมงของเครื่องยนต์วิจัยนี้ พบว่าทุกอย่างราบรื่นไร้ปัญหาใดๆ ถือเป็นความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่อีกหนึ่งขั้นของวงการเครื่องยนต์สันดาปภายใน
เทคโนโลยีการผลิตลูกสูบด้วยเทคโนโลยี 3D Print นี้อาจมาช้าไป
อย่างไรก็ตาม ในข่าวดีนี้ก็จะมีข่าวร้ายที่เราอยากแจ้งให้เพื่อนๆ ที่รักเสียงคำรามของเครื่องยนต์สันดาปภายในให้ทราบด้วยว่า เทคโนโลยีการผลิตลูกสูบด้วยเทคโนโลยี 3D Print อาจมาช้าไป เพราะทีมวิจัยของปอร์เช่ชุดนี้ได้เผยแล้วว่า การจะนำเทคโนโลยีนี้เข้าสู่ไลน์การผลิตจริงนั้นอาจต้องใช้เวลาพัฒนาถึง 10 ปีเลยทีเดียว เพราะการผลิตลูกสูบด้วยเทคโนโลยี 3D Print นั้น กว่าจะได้ลูกสูบแต่ละชิ้นมีต้นทุนที่สูง และต้องใช้เวลาการผลิตนานกว่าเทคนิคปกติที่ใช้อยู่ในปัจจุบันมาก
อีกทั้งเมื่อคำนึงถึงการพัฒนาอย่างก้าวกระโดดของยานยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบัน เชื่อว่าไม่เกิน 10 ปีข้างหน้านี้ ยานยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในอาจสูญพันธุ์ไปแล้วก็ได้ จึงพูดได้ว่า เทคโนโลยีนี้อาจมาช้าเกินไป
และนี่ก็คือข่าวความเคลื่อนไหวที่น่าสนใจในโลกเทคโนโลยียานยนต์ที่เราอยากจะแจ้งให้เพื่อนๆ ได้ทราบในครั้งนี้ แม้ว่าเทคโนโลยีการสร้างลูกสูบด้วย 3D Print อาจมาช้าเกินไปอย่างที่คาดการณ์ไว้ แต่นี่ก็เป็นเครื่องพิสูจน์แล้วว่า เทคโนโลยี 3D Print นั้นเหมือนเป็นพระเจ้าที่สามารถสร้างสรรค์บันดาลสิ่งไดก็ได้แม้ว่าจะมีความซับซ้อนของชิ้นงานมากเพียงได้ เพราะอย่าว่าแต่ลูกสูบ ปัจจุบันได้มีการนำ 3D Print มาใช้ในการสร้างอวัยวะเทียมที่มีความซับซ้อนกว่าลูกสูบมากได้แล้วนะครับ
