ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก

ไทเทเนียมลอยน้ำได้! โครงสร้างตาข่ายพิมพ์ 3 มิติ ต่อยอดทุ่น-เซนเซอร์สำหรับงานกลางทะเล

10 ต.ค. 695 นาที3 วันที่แล้ว

นักวิจัยพัฒนาโครงสร้างตาข่ายไทเทเนียมด้วยการพิมพ์ 3 มิติ จนสามารถลอยน้ำทะเลได้แม้เกิดความเสียหาย จุดเด่นนี้อาจต่อยอดสู่ทุ่น เซนเซอร์ และโครงสร้างที่ต้องทำงานอยู่กลางทะเล

ขนาดตัวอักษร

นักวิจัยพัฒนาโครงสร้างตาข่ายไทเทเนียมด้วยการพิมพ์ 3 มิติ จนสามารถลอยน้ำทะเลได้แม้เกิดความเสียหาย จุดเด่นนี้อาจต่อยอดสู่ทุ่น เซนเซอร์ และโครงสร้างที่ต้องทำงานอยู่กลางทะเล

ทีมวิจัยจากออสเตรเลีย ใช้การพิมพ์ 3 มิติออกแบบไทเทเนียมให้กลายเป็นโครงสร้างตาข่ายภายในที่มีช่องว่างจำนวนมาก จนสามารถลอยอยู่ในน้ำทะเลได้ โดยไม่ต้องพึ่งการช่วยพยุง และโครงสร้างยังคงลอยได้แม้เกิดความเสียหายบางส่วน เทคโนโลยีนี้จึงช่วยให้วัสดุโลหะที่แข็งแรงถูกนำไปพัฒนาเป็นอุปกรณ์สำหรับงานโครงสร้างกลางทะเลที่ต้องเผชิญทั้งคลื่น แรงกระแทก และสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

เปลี่ยนไทเทเนียมให้เป็นโครงสร้างลอยน้ำ

หัวใจสำคัญของแนวคิดนี้ไม่ได้อยู่ที่การลดความหนาแน่นของไทเทเนียม แต่เป็นการ ออกแบบรูปทรงภายในของวัสดุใหม่ ด้วยโครงสร้างตาข่ายที่ประกอบด้วยช่องว่างจำนวนมาก ทำให้น้ำหนักโดยรวมของชิ้นงานลดลง โดยยังคงใช้ประโยชน์จากความแข็งแรงของไทเทเนียมได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ

ทีมวิจัยใช้การพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งช่วยสร้างรูปทรงซับซ้อนระดับโครงสร้างภายในได้ละเอียดกว่าวิธีผลิตทั่วไป โดยโครงสร้างทดลองมีลักษณะคล้ายตาข่ายสามมิติที่แบ่งออกเป็นเซลล์ขนาดเล็กหลายส่วน เมื่อรวมกันจึงเกิดเป็นชิ้นงานที่มีน้ำหนักเบา แต่ยังสามารถรับแรงได้ การออกแบบลักษณะนี้ยังช่วยแก้ข้อจำกัดสำคัญของวัสดุลอยน้ำทั่วไป เพราะหากส่วนหนึ่งของโครงสร้างเสียหาย ไม่ได้หมายความว่าทั้งชิ้นจะสูญเสียความสามารถในการลอยตัวทันที

การทดสอบการลอยตัวของไทเทเนียมในน้ำ

งานวิจัยจาก RMIT ทดสอบโครงสร้างในน้ำทะเล

งานวิจัยของนักวิทยาศาสตร์จาก มหาวิทยาลัย RMIT (RMIT University) ประเทศออสเตรเลีย พัฒนาโดยทีมวิจัยด้านวัสดุและการผลิตขั้นสูงของมหาวิทยาลัย โดยมุ่งศึกษาความเป็นไปได้ของโครงสร้างโลหะน้ำหนักเบาสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมทางทะเล

การทดลองพบว่าโครงสร้างตาข่ายไทเทเนียมสามารถลอยในน้ำทะเลได้ แม้มีการเอียงของชิ้นงาน และยังคงทำหน้าที่เป็นโครงสร้างลอยน้ำเมื่อเกิดความเสียหายบางส่วน ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สำคัญสำหรับอุปกรณ์ที่ต้องอยู่กลางทะเลและอาจเผชิญแรงกระแทกจากคลื่นหรือวัตถุอื่น

เมื่อเปรียบเทียบวัสดุที่มี ความหนาแน่นเท่ากัน โครงสร้างไทเทเนียมดังกล่าวมีความแข็งแรงสูงกว่าวัสดุอย่างสเตนเลสและพลาสติก HDPE ในระดับประมาณ 70% จุดนี้ทำให้แนวคิดดังกล่าวน่าสนใจในฐานะการออกแบบ “โครงสร้าง” มากกว่าการพัฒนาโลหะชนิดใหม่

แม้เสียหายบางส่วน แต่ยังไม่จมน้ำ

หนึ่งในจุดเด่นของโครงสร้างนี้คือความสามารถในการลอยน้ำหลังเกิดความเสียหาย ซึ่งแตกต่างจากโครงสร้างลอยน้ำที่อาศัยห้องอากาศหรือวัสดุพยุงเพียงไม่กี่ส่วน

ในการทดสอบ นักวิจัยทำให้โครงสร้างเกิดความเสียหายในระดับต่าง ๆ ทั้งการแตกร้าวบริเวณจุดเชื่อมต่อและการสูญเสียส่วนประกอบของโครงตาข่าย แต่โครงสร้างยังสามารถรักษาการลอยตัวได้ จนกว่าจะได้รับแรงกดหรือความเสียหายรุนแรงจนรูปทรงโดยรวมเสียไป

โครงสร้างตาข่ายของไทเทเนียลอยน้ำ

คุณสมบัตินี้มีความสำคัญกับการทำงานกลางทะเล เพราะอุปกรณ์ที่ติดตั้งอยู่ในทะเลต้องรับมือกับสภาพแวดล้อมที่คาดเดาได้ยาก การที่โครงสร้างยังลอยอยู่ได้หลังเสียหายบางส่วน อาจช่วยลดความเสี่ยงที่อุปกรณ์จะจมหายและทำให้การบำรุงรักษาทำได้ง่ายขึ้น

ต่อยอดทุ่นและเซนเซอร์ตรวจวัดกลางทะเล

หนึ่งในการใช้งานที่เห็นภาพได้ชัดคือ ทุ่นลอยน้ำ ซึ่งสามารถใช้เป็นฐานติดตั้งอุปกรณ์ตรวจวัดต่าง ๆ เช่น เซนเซอร์สำหรับเก็บข้อมูลสภาพแวดล้อมในทะเล

ในอนาคตโครงสร้างลักษณะนี้ยังอาจนำไปประยุกต์กับอุปกรณ์ตรวจสอบหรือโครงสร้างบางส่วนของระบบนอกชายฝั่ง ซึ่งต้องการทั้งความแข็งแรง น้ำหนักที่เหมาะสม และความสามารถในการรับมือกับน้ำทะเล

สำหรับงานตรวจวัดกลางทะเล คุณสมบัติด้านการลอยตัวมีความสำคัญโดยตรง เพราะเซนเซอร์จำเป็นต้องอยู่ในตำแหน่งที่กำหนดเพื่อเก็บข้อมูลอย่างต่อเนื่อง ขณะที่โครงสร้างรองรับต้องทนต่อแรงจากคลื่นและสภาพแวดล้อมเป็นเวลานาน

3D Printing กับการพัฒนาโครงสร้างที่ซับซ้อน

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ เป็นอีกส่วนสำคัญที่ทำให้แนวคิดนี้เกิดขึ้นได้ เพราะสามารถสร้างโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนและมีรูปแบบเฉพาะตามคุณสมบัติที่ต้องการได้

แทนที่จะเลือกวัสดุเพียงจากคุณสมบัติของตัวเนื้อโลหะ นักออกแบบสามารถควบคุมทั้ง วัสดุและรูปทรง ไปพร้อมกัน เช่น ปรับขนาดช่องว่าง ความหนาของโครงตาข่าย หรือรูปแบบการเชื่อมต่อ เพื่อให้ได้สมดุลระหว่างน้ำหนัก ความแข็งแรง และการลอยตัว

การพัฒนาโครงสร้างไทเทเนียมแบบ 3D Printing

แนวคิดนี้สะท้อนทิศทางใหม่ของวัสดุศาสตร์ที่ไม่ได้มองว่า “วัสดุอะไรแข็งแรงที่สุด” เพียงอย่างเดียว แต่ให้ความสำคัญกับการออกแบบโครงสร้างระดับจุลภาคและระดับชิ้นงาน เพื่อให้วัสดุเดิมสามารถทำหน้าที่ที่แตกต่างออกไปได้

แม้ผลการทดลองจะชี้ให้เห็นศักยภาพของโครงสร้างไทเทเนียมลอยน้ำ แต่ยังไม่ใช่การยืนยันว่าจะสามารถนำไปใช้กับโครงสร้างทางทะเลขนาดใหญ่ได้ทันที ยังคงต้องมีการทดสอบการขยายขนาดของชิ้นงาน รวมถึงการทำงานในสภาพแวดล้อมจริงเป็นเวลานาน โดยเฉพาะการรับมือกับคลื่น การกัดกร่อน แรงกระแทก และแรงกดที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง หากการพัฒนาในระยะต่อไปสามารถพิสูจน์ประสิทธิภาพในสภาพทะเลจริงได้ แนวคิดนี้อาจกลายเป็นอีกทางเลือกสำหรับทุ่น เซนเซอร์ และโครงสร้างที่ต้องทำงานกลางทะเลได้ในอนาคต

เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร

ที่มาข้อมูล: rmit, interestingengineering, newatlas
ที่มาภาพ: rmit

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

การพิมพ์สามมิติ
เขียนโดย

นักเขียนอิสระ สนใจเทคโนโลยี เชื่อว่าคอนเทนต์และ Storytelling ที่ดี สามารถเชื่อมโยงผู้คนกับข้อมูลได้

บทความที่เกี่ยวข้อง

นักศึกษาไทยเจ๋ง! บุกเวทีวิจัยโลก ร่วมพัฒนาเทคโนโลยีตรวจจับนิวทริโน เชื่อมโยงความสำเร็จ Nobel Prize in Physics 2026Thai Genius

นักศึกษาไทยเจ๋ง! บุกเวทีวิจัยโลก ร่วมพัฒนาเทคโนโลยีตรวจจับนิวทริโน เชื่อมโยงความสำเร็จ Nobel Prize in Physics 2026

งานวิศวกรรมไม่ได้หยุดอยู่แค่ในห้องเรียน แต่สามารถต่อยอดไปสู่ภารกิจสำรวจจักรวาลระดับโลกได้!

13 ต.ค. 69|13 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
“ราดำ” ภัยเงียบที่มากับบ้านหลังน้ำท่วมวิทยาศาสตร์

“ราดำ” ภัยเงียบที่มากับบ้านหลังน้ำท่วม

สถานการณ์น้ำท่วมกรุงเทพมหานครในปลายเดือนกันยายน 2026 ถือเป็นหนึ่งในเหตุการณ์น้ำท่วมที่รุนแรงที่สุดในรอบหลายปี กรุงเทพมหานครประกาศเป็นพื้นที่ภัยพิบัติทั้ง 50 เขต หลังฝนตกหนักต่อเนื่องนาน 48 ชั่วโมง

13 ต.ค. 69|15 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
ราวม่านโซลาร์เซลล์! เปิด-ปิดเองตามแสงแดด คุมผ่านมือถือ-เสียง ไม่ต้องเดินสายไฟเทคโนโลยี

ราวม่านโซลาร์เซลล์! เปิด-ปิดเองตามแสงแดด คุมผ่านมือถือ-เสียง ไม่ต้องเดินสายไฟ

อุปกรณ์ราวม่านอัจฉริยะพลังงานแสงอาทิตย์ ปรับเปลี่ยนแสงในบ้านอัตโนมัติตามการโคจรของดวงอาทิตย์ ควบคุมผ่านสมาร์ตโฟนและคำสั่งเสียง โดยไม่ต้องเจาะผนังหรือเดินสายไฟให้ยุ่งยาก

13 ต.ค. 69|16 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
ใช้ร่างกายเป็นเครือข่าย! เซนเซอร์ขนาด 3 มม. เชื่อมอุปกรณ์ ช่วยตรวจ-รักษาเฉพาะจุดวิทยาศาสตร์

ใช้ร่างกายเป็นเครือข่าย! เซนเซอร์ขนาด 3 มม. เชื่อมอุปกรณ์ ช่วยตรวจ-รักษาเฉพาะจุด

13 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%AI

อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้าสิ่งแวดล้อม

พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้า

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคตเทคโนโลยี

หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคต

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศวิทยาศาสตร์

กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศ

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2!วิทยาศาสตร์

เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2!

11 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
Meta แบนโฆษณา TikTok บน Facebook และ Instagram ใน 7 ประเทศ รวมไทย มีผลทันที!Social Media

Meta แบนโฆษณา TikTok บน Facebook และ Instagram ใน 7 ประเทศ รวมไทย มีผลทันที!

10 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
Google SynthID Detector ตรวสอบลายน้ำ ภาพ คลิปวิดีโอ เสียง ที่สร้างจาก AIAI

Google SynthID Detector ตรวสอบลายน้ำ ภาพ คลิปวิดีโอ เสียง ที่สร้างจาก AI

10 ต.ค. 69
อ่านต่อ →