ในปัจจุบัน ปัญหาขยะจากบรรจุภัณฑ์และวัสดุที่ใช้ครั้งเดียวทิ้งกำลังเป็นประเด็นสำคัญด้านสิ่งแวดล้อม เนื่องจากปริมาณขยะที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและผลกระทบต่อระบบนิเวศ ทำให้เกิดความต้องการบรรจุภัณฑ์ทางเลือกที่สามารถย่อยสลายได้และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม วัสดุจากธรรมชาติและของเหลือทิ้งทางการเกษตรจึงได้รับความสนใจเพิ่มขึ้น เนื่องจากสามารถนำมาใช้ผลิตบรรจุภัณฑ์ทดแทนวัสดุสังเคราะห์ที่ไม่ย่อยสลายได้

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ (3D Printing) เปิดโอกาสให้สามารถออกแบบและสร้างแม่พิมพ์ที่ซับซ้อนได้อย่างแม่นยำ ช่วยให้การขึ้นรูปผลิตภัณฑ์จากเยื่อกระดาษและเส้นใยมะพร้าวทำได้ง่ายและประหยัดเวลา งานวิจัยนี้จึงมีเป้าหมายเพื่อพัฒนากระบวนการผลิตเบาะรองกันกระแทกและบรรจุภัณฑ์จากของเสียมะพร้าว โดยผสมผสานกับกระดาษรีไซเคิลและแป้งมันสำปะหลัง พร้อมประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติในการผลิตแม่พิมพ์ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความแข็งแรง น้ำหนักเบา และย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ตอบโจทย์การใช้งานเชิงพาณิชย์และช่วยลดปัญหาสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ เป็นกระบวนการผลิตชิ้นงานหรือวัตถุโดยการเพิ่มวัสดุทีละชั้นเพื่อสร้างวัตถุที่มีรูปทรงสามมิติ โดยการพิมพ์ 3D สามารถสร้างวัตถุจากวัสดุต่าง ๆ เช่น พลาสติก, โลหะ, เรซิน, และวัสดุผสมอื่น ๆ ซึ่งกระบวนการนี้มีความยืดหยุ่นและช่วยให้สามารถผลิตชิ้นงานที่ซับซ้อนหรือชิ้นส่วนเฉพาะเจาะจงได้อย่างแม่นยำ

ภาพจาก :http://eyeopener.accutome.com/3d-printing-eliminates-human-donors-and-costly-middlemen/

ประเภทของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ

1. Fused Deposition Modeling (FDM) เป็นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3D ที่แพร่หลายที่สุด โดยการหลอมเส้นพลาสติก ผ่านหัวฉีดแล้วเพิ่มวัสดุทีละชั้น กระบวนการนี้เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นงานพลาสติกขนาดเล็กถึงกลาง
2. Stereolithography (SLA) ใช้แสงเลเซอร์ทำให้เรซินเหลวเกิดการแข็งตัวเป็นรูปทรงทีละชั้น กระบวนการนี้ช่วยสร้างชิ้นงานที่มีความละเอียดสูงและมีพื้นผิวที่เรียบเนียน เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง
3. Selective Laser Sintering (SLS) ใช้เลเซอร์ในการหลอมรวมผงวัสดุ โดยการหลอมผงวัสดุให้กลายเป็นชั้นบาง ๆ กระบวนการนี้เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่ซับซ้อนและแข็งแรง
4. Digital Light Processing (DLP) ใช้แสงฉายผ่านเลเยอร์ของเรซินเหลว ทำให้ชั้นของเรซินแข็งตัวพร้อมกัน เทคโนโลยีนี้มีความเร็วในการพิมพ์มากกว่า SLA และให้ผลลัพธ์ที่มีความละเอียดสูง
5. Multi-Jet Fusion (MJF) ใช้การฉีดน้ำหมึกผสมกับผงพลาสติกและใช้ความร้อนในการหลอมวัสดุ กระบวนการนี้เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นงานที่ต้องการความทนทานและการผลิตชิ้นงานปริมาณมาก

บทความงานวิจัยเรื่อง "Development of Sustainable Packaging Cushions from Coconut Waste Using 3D Printing Techniques" ของ พงษ์ศักดิ์ กิติโรจน์พันธ์, ผศ.ดร. สกล ธีระวรัญญู, ภาวิณี พัฒนจันทร์, กชเหม กมลวิทย์ กลุ่มสาขาการวิจัยเชิงกลยุทธ์ : การวิจัยเพื่อการพัฒนาที่ทั่วถึงและยั่งยืน (รูปแบบการวิจัยเชิงกลยุทธ์)  คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์และการออกแบบ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี โดยวัตถุประสงค์ของการวิจัยนี้คือการพัฒนากระบวนการใหม่ในการผลิตชิ้นงานหลากหลายประเภทจากเยื่อกระดาษเนื้อมะพร้าวและแม่พิมพ์ที่สร้างด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติ (3D Printing)

3D-printed molds for (a) bottle cushion, (b) corner cushion, and (c) wrapping cushion

ภาพจาก : https://ph02.tci-thaijo.org/index.php/ennrj/article/view/255399/171830

งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพสูงของการใช้ประโยชน์จากผลพลอยได้ของมะพร้าว ซึ่งมีมูลค่าของเสียที่สามารถนำมาใช้ได้ราว 647 ล้านบาท การศึกษาวิจัยในอนาคตสามารถมุ่งเน้นไปที่การออกแบบแม่พิมพ์ใหม่ ๆ เพื่อผลิตบรรจุภัณฑ์หรือของตกแต่งที่มีความซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มทั้งมูลค่าทางเศรษฐกิจและประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมจากการใช้ประโยชน์ของวัสดุเหลือใช้จากมะพร้าว

Three forms of final cushion packaging: (a) bottle type, (b) corner type, and (c) wrapping type

ภาพจาก : https://ph02.tci-thaijo.org/index.php/ennrj/article/view/255399/171830

การประยุกต์ใช้วัสดุเหลือใช้จากมะพร้าวในลักษณะนี้ไม่เพียงช่วยลดปริมาณขยะและเพิ่มมูลค่าให้กับวัสดุเหลือทิ้ง แต่ยังสร้างโอกาสทางเศรษฐกิจใหม่ให้แก่อุตสาหกรรมมะพร้าวและบรรจุภัณฑ์ยั่งยืน อีกทั้งยังสอดคล้องกับแนวทางเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) ที่มุ่งเน้นการใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่า

ในอนาคตควรมีการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับการออกแบบแม่พิมพ์และรูปแบบผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายยิ่งขึ้น เพื่อรองรับการใช้งานที่ซับซ้อนและตอบสนองต่อความต้องการของตลาด ทั้งในด้านบรรจุภัณฑ์และของตกแต่ง ซึ่งจะช่วยเพิ่มมูลค่าและขยายศักยภาพการใช้ประโยชน์จากของวัสดุเหลือใช้จากมะพร้าวให้เกิดประโยชน์สูงสุด ทั้งในเชิงเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน

เอกสารอ้างอิง

Kitirojapn, P., Teeravarunyou, S., Kamolwit, K., and Pattanachan, P. (2025). Development of Sustainable Packaging Cushions from Coconut Waste Using 3D Printing Techniques. Environment and Natural Resources Journal, 23(2), 132-141. 

นานาสาระน่ารู้. (11 กันยายน 2567). เทคโนโลยีการพิมพ์ 3D คืออะไร?. https://www.nstda.or.th/home/3d-printing-tech/