image
Materials & Application

ผลิตภัณฑ์ใหม่จาก Steelcase ที่เปลี่ยนพอลิเมอร์ธรรมดาให้ทำงานได้เหมือนเส้นใยคาร์บอนราคาแพง

  • 13 Mar 2020
  • 7878

วิศวกรของบริษัท Steelcase ได้ออกแบบเก้าอี้ที่ผลิตขึ้นจากพอลิเมอร์ชนิดใหม่ สามารถเลียนแบบคุณสมบัติเชิงโครงสร้างของเส้นใยคาร์บอนได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่ามาก

ลองเอื้อมมือเข้าไปใต้เก้าอี้ทำงานที่คุณกำลังนั่งอยู่ คุณจะเจอก้านปรับอย่างน้อย 2 - 3 ก้านที่ใช้สำหรับสำหรับปรับความสูง ปรับเลื่อนเบาะไปหน้าหลัง หรืออีกก้านสำหรับปรับระดับแรงต้านของเก้าอี้เวลาเอนหลัง ซึ่งอาจต้องใช้เวลาเป็นชั่วโมงกว่าจะปรับจนได้จุดที่นั่งสบายที่สุด

ก้านปรับระดับต่าง ๆ เป็นฟังก์ชันการใช้งานของเก้าอี้ที่มีประโยชน์มาก แต่การออกแบบของเก้าอี้ Silq ผลงานใหม่จากผู้ผลิตเฟอร์นิเจอร์ Steelcase จะทำให้คุณลืมก้านปรับระดับเหล่านั้นไปเลย สาเหตุที่ Silq เป็นที่น่าจับตามองก็เพราะมันมีก้านปรับเพียงก้านเดียวที่สามารถปรับเลื่อนระดับความสูงของเก้าอี้ได้เพียงเท่านั้น ตัวเก้าอี้จะปรับส่วนที่เหลือให้อัตโนมัติเมื่อคุณนั่งลงไป เวลาที่คุณถ่ายน้ำหนักลง มันจะเลื่อนไปด้านหน้าในระดับที่พอเหมาะพร้อมกับเอนพนักเก้าอี้ด้านหลังลงเพื่อรองรับหลังของคุณให้นั่งได้อย่างสบาย หรือเมื่อคุณปรับเปลี่ยนความสูง ตัวเก้าอี้จะเปลี่ยนปรับระดับเพื่อให้เข้ากับศูนย์กลางแรงโน้มถ่วงของคุณด้วย

โครงสร้างของมันมีความเรียบง่ายเมื่อเทียบกับคุณสมบัติของมัน มีแค่ชิ้นส่วนโค้งเว้าของเก้าอี้ที่ติดกับฐานเหล็กใต้เบาะ และก้านสำหรับปรับระดับความสูงก้านเดียวเท่านั้น James Ludwig รองประธานฝ่ายออกแบบและวิศวกรรมสากลของ Steelcase กล่าวว่า "เก้าอี้ทำงานทั่วไปอาจมีชิ้นส่วนประกอบถึง 200 ชิ้น แต่เก้าอี้ตัวนี้กลับมีชิ้นส่วนเพียงประมาณ 30 กว่าชิ้น” Ludwig ซึ่งเป็นผู้ออกแบบเก้าอี้ เล่าถึงผลงานชิ้นนี้ด้วยความกระตือรือร้นและภาคภูมิใจว่า “การผสมผสานที่ลงตัวระหว่างความแข็งแกร่ง การปรับตัว และความเรียบง่ายนี้เป็นผลมาจากพอลิเมอร์ชนิดใหม่ที่วิศวกรของ Steelcase ได้พัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับโครงการนี้ วัสดุนี้มีคุณสมบัติด้านโครงสร้างที่แทบจะเหมือนเส้นใยคาร์บอนทุกประการ แต่ผลิตได้ง่ายกว่ามาก แถมยังราคาถูกกว่าเพียง 1 ใน 4 ของเส้นใยคาร์บอนทั่วไปด้วย

Ludwig เล่าให้ฟังว่าตอนที่ทีมได้สร้างต้นแบบของเก้าอี้ Sliq ชิ้นแรกนี้ พวกเขาใช้เส้นใยคาร์บอนเป็นวัสดุในการผลิต ทำให้ได้เก้าอี้ทำงานที่มีคุณสมบัติโดดเด่น สามารถปรับตัวเข้ากับสรีระของผู้ใช้ได้ดี ทั้งรูปร่างและส่วนสูง สามารถรองรับหลังให้นั่งได้อย่างสบายเมื่อเอนลง แต่เมื่อฝ่ายบัญชีของ Steelcase ประเมินว่ามันมีราคาสูงเกินกว่าจะผลิตออกขายในปริมาณมากได้ Ludwig จึงมอบหมายให้ทีมของเขาสร้างวัสดุชนิดใหม่ที่สามารถนำมาผลิตเก้าอี้ให้มีคุณสมบัติเหมือนกับเส้นใยคาร์บอน แต่อยู่ในช่วงราคาที่สามารถแข่งขันกับเก้าอี้พลาสติกและโลหะได้

งานนี้ไม่ใช่งานที่หนักหนาเกินกว่าความสามารถของทีมงาน ที่ประกอบไปด้วยวิศวกรผู้เชี่ยวชาญที่มีประสบการณ์หลากหลาย ไม่เพียงแต่ด้านการออกแบบเฟอร์นิเจอร์สำนักงานเท่านั้น ทีมงานยังเคยออกแบบเรือดำน้ำนิวเคลียร์มาแล้วด้วย โดยในช่วงไม่กี่เดือนถัดมาทีมงานก็สามารถพัฒนาวัสดุใหม่นี้ขึ้นมาได้ Ludwig อธิบายถึงผลงานนี้ว่าเป็นวัสดุ “พอลิเมอร์ประสิทธิภาพสูง” ซึ่งกำลังอยู่ในช่วงรอจดสิทธิบัตร และบอกว่ามันมีคุณสมบัติเทียบเท่ากับเก้าอี้ที่ทีมงานของเขาสร้างขึ้นด้วยเส้นใยคาร์บอน เก้าอี้ตัวต้นแบบที่ผลิตขึ้นจากพอลิเมอร์ใหม่นี้ สามารถโค้งงอได้ รองรับหลังได้เหมือนกัน แถมยังไม่เปราะบางเหมือนเส้นใยคาร์บอนอีกด้วย และที่สำคัญคือราคาถูกกว่ามาก

หนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้เส้นใยคาร์บอนมีราคาสูงเป็นเพราะต้องใช้แรงงานปริมาณมากในการประกอบชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน ช่างเทคนิคต้องสร้างชั้นแผ่นเส้นใย โดยวางแผ่นเส้นใยและเรซินเป็นชั้น ๆ ลงบนแม่พิมพ์ จากนั้นจึงนำไปอัดในสภาวะความร้อนต่ำและแรงดันสูง ซึ่งอาจต้องใช้เวลาหลายชั่วโมง Ludwig กล่าวว่าพอลิเมอร์ใหม่ของ Steelcase นี้สร้างขึ้นด้วยกระบวนการใหม่ที่ทีมงานของเขาคิดค้นขึ้น ซึ่งเขาบอกว่า "ไม่ใช่การฉีดขึ้นรูปเสียทีเดียว" แต่เขาไม่ยอมลงรายละเอียดลึกไปมากกว่านี้ เพราะวงการผลิตเก้าอี้ทำงานมักจะเก็บความลับในงานออกแบบของตนเองเสมอ แต่เขาบอกว่ากระบวนการนี้รวดเร็วพอ ๆ กับการฉีดขึ้นรูป ดังนั้นการผลิตเก้าอี้ Sliq จากพอลิเมอร์ประสิทธิภาพสูงจึงเป็นเรื่องที่ง่าย ใช้แรงงานน้อยกว่าและเวลาสั้นกว่าเก้าอี้ที่ทำจากเส้นใยคาร์บอน ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบในการแข่งขันอย่างชัดเจน

เก้าอี้ Silq ถูกวางขายในราคาเริ่มต้นที่ 970 ดอลลาร์ในตลาดอเมริกาเมื่อกลางปี 2018 และออกวางจำหน่ายในยุโรปและเอเชียในช่วงปลายปี ลูกค้าที่ยังไม่ต้องการทดลองนวัตกรรมพอลิเมอร์ใหม่ของ Steelcase และยังคงยึดติดกับความหรูหราของวัสดุเส้นใยคาร์บอนก็สามารถซื้อหามาไว้ในครอบครองได้ ในราคาที่สูงกว่า 4 เท่านั่นเอง

 

อ้างอิง: บทความ “Steelcase's New, Inexpensive Polymer Behaves Like Costly Carbon Fiber”
จากเว็บไซต์ www.wired.com