การพิมพ์ 3 มิติคืออะไร? ทำความเข้าใจง่าย ๆ ภายใน 15 นาที

Septillion Webmasterข่าวสาร

(ที่มาภาพ: https://www.3dengr.com/ideas-for-what-to-3d-print.html)

การพิมพ์ 3 มิติคืออะไร?

การพิมพ์ 3 มิติ คือ เทคโนโลยีการสร้างโมเดลดิจิทัล (ไฟล์ 3D) ให้กลายเป็นวัตถุจริงด้วยการเพิ่มวัสดุขึ้นทีละชั้น หรือที่เรียกว่า Additive Manufacturing (AM)

แล้วจะพิมพ์ออกมาได้ยังไง?

สิ่งแรกที่คุณต้องมีเลยก็คือไฟล์โมเดล 3 มิติ ที่มีนามสกุล STL ซึ่งคุณสามารถหาได้บนเว็บไซต์แจกไฟล์ 3 มิติ หรือเขียนไฟล์ขึ้นมาเองก็ได้ โดยใช้ซอฟต์แวร์การเขียนไฟล์ 3 มิติทั่วไป เช่น CAD, Solidworks, Fusion360, Netfabb ฯลฯ

ทำไมต้องเป็นไฟล์ STL?
  • STL เป็นรูปแบบไฟล์มาตรฐานอุตสาหกรรม ที่เครื่องพิมพ์ 3 มิติทุกยี่ห้อใช้เหมือนกัน
  • STL ใช้รูปสามเหลี่ยมเพื่อแสดงพื้นผิวด้านนอกและด้านในของวัตถุ 3 มิติ
  • STL เป็นเหมือนไฟล์ PDF ของการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งประกอบด้วยข้อมูลทั้งหมดที่จำเป็นในการพิมพ์ แต่ไม่สามารถแก้ไขได้

ที่นี้ เรามาดูกระบวนการหรือวิธีการพิมพ์ 3 มิติแบบหลัก ๆ ที่เป็นที่นิยมมากที่สุด 3 วิธีกันครับว่ามีอะไรบ้าง แล้วมันมีข้อดีข้อเสียแตกต่างกันยังไง

1. Material Extrusion

แปลแบบตรงตัวก็คือการอัดฉีดเส้นวัสดุ ซึ่งส่วนมากก็เป็นพลาสติก โดยวัสดุจะถูกทำความร้อนให้ละลาย แล้วฉีดขึ้นรูปออกมาผ่านหัวพิมพ์ เทคโนโลยีที่ใช้วิธีนี้เรียกว่า Fused Deposition Modelling (FDM) ปากกา 3 มิติเองก็ใช้เทคโนโลยีนี้เช่นกัน

FDM เป็นกระบวนการพิมพ์ 3 มิติที่ใช้กันแพร่หลายมากที่สุด โดยส่วนใหญ่ใช้ในการสร้างต้นแบบต้นทุนต่ำ  สร้างชิ้นส่วน หรือสร้างชิ้นงานเพื่อตรวจสอบดีไซน์

ข้อดี ข้อเสีย
+ สามารถนำไปสร้างต้นแบบที่ใช้ต้นทุนต่ำได้ – ความละเอียดจำกัด
+ ความเร็วการพิมพ์โดยเฉลี่ยน้อยกว่า 24 ชม. – มองเห็นชั้นเลเยอร์ชัด (แต่สามารถเอาไปปรับแต่งได้)
+ นำไปใช้งานได้หลากหลาย (ในการผลิตจำนวนน้อย) – คุณสมบัติเชิงกลไม่ค่อยสม่ำเสมอ

วัสดุที่นิยม: PLA / ABS / Nylon / TPU / ASA / PEI

อ่านข้อมูลเกี่ยวกับวัสดุพลาสติกเพิ่มเติม

2. Vat Polymerization

คือการขึ้นรูปด้วยแสง UV โดยมีวัสดุคือน้ำเรซิ่น หลักการคือใช้เลเซอร์ยิงแสง UV ทำให้เรซิ่นแข็งตัวขึ้นรูปทีละชั้น มี 2 แบบคือ Stereolithography (SLA) กับ Digital Light Processing  (DLP) ซึ่งกระบวนการนี้จำเป็นต้องมีการล้างและอบชิ้นงานหลังการพิมพ์ด้วย (ขึ้นอยู่กับเรซิ่นที่ใช้และขนาดของชิ้นงาน)

SLA เหมาะมากสำหรับการพิมพ์แม่พิมพ์หรืองานโมเดล เพราะวิธีการพิมพ์แบบนี้ทำให้ไม่เห็นชั้นเลเยอร์ ได้ชิ้นงานพื้นผิวเรียบ และมีความละเอียดสูง

ข้อดี ข้อเสีย
+ ให้ความแม่นยำสูง และได้รายละเอียดที่ซับซ้อน – อาจเกิดร่องรอยของการแกะ Support*
+ พื้นผิวเรียบลื่น เหมาะสำหรับโมเดลต้นแบบ – เน่าเปื่อยได้เมื่อโดนแสงแดด
+ มีวัสดุประเภทต่าง ๆ ให้เลือก – ชิ้นส่วนที่ได้จะค่อนข้างเปราะ

วัสดุที่นิยม: Standard / Tough / Durable / Clear / Rubber-like

อ่านข้อมูลเกี่ยวกับวัสดุเรซิ่นเพิ่มเติม

3. Powder Bed Fusion

คือการใช้พลังงานความร้อนสูงในการหลอมผงวัสดุภายในห้องพิมพ์ จากนั้นจึงใช้เลเซอร์เข้าไปช่วยทำให้วัสดุจับตัวขึ้นรูป เรียกว่า Selective Laser Sintering (SLS) วิธีการนี้ชิ้นงานไม่จำเป็นต้องมี Support* สามารถพิมพ์ขึ้นรูปได้ทั้งพลาสติกและโลหะ ซึ่งถ้าเน้นไปที่การผลิตโลหะเราจะเรียกว่า Direct Metal Laser Sintering & Selective Laser Melting (DMLS & SLM)

Selective Laser Sintering (SLS)

SLS ใช้สำหรับการผลิตต้นแบบและการผลิตชิ้นส่วนพลาสติกที่มีคุณสมบัติทางกลที่ดี แข็งแรง และละเอียดกว่า

ข้อดี ข้อเสีย
+ เหมาะสำหรับชิ้นงานต้นแบบที่นำไปใช้ได้จริง – ต้นทุนสูงกว่าการพิมพ์แบบ FDM และ SLA
+ พิมพ์ชิ้นงานที่มีลักษณะซับซ้อนได้ โดยไม่ต้องพึ่ง Support* – รอบการผลิตช้าถ้าผลิตเป็นชุด
+ สามารถผลิตงานเป็นชุดย่อยหลายชุดได้ – พื้นผิวมีความหยาบและมีรูพรุนเห็นได้ชัด

วัสดุที่นิยม: Nylon / TPU / Carbon filled / Glass filled / PA 11

 

Direct Metal Laser Sintering & Selective Laser Melting (DMLS & SLM)

DMLS & SLM เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนโลหะ 3 มิติที่ใช้งานได้ทันที คุณภาพสูง ชิ้นงานละเอียด มักนำไปใช้ในงานอุตสาหกรรมการบิน ยานยนต์ และทางการแพทย์

ข้อดี ข้อเสีย
+ ได้ชิ้นส่วนโลหะที่มีความซับซ้อนสูง และมีประสิทธิภาพ – มีต้นทุนสูงกว่าการพิมพ์ 3 มิติแบบพลาสติก
+ ชิ้นงานมีคุณภาพตามคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ – คุณสมบัติทางกลของชิ้นงานลดลงเมื่อเวลาผ่านไป
+ เหมาะสำหรับงานวิศวกรรมระดับสูง – ชิ้นส่วนที่ผลิตได้ค่อนข้างเปราะ

วัสดุที่นิยม: Stainless steel / Aluminum / Titanium

นอกจากนี้ก็ยังมีเทคโนโลยีการพิมพ์แบบอื่น ๆ อีก แต่ยังไม่นิยมเท่า ซึ่งแค่เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 อย่างนี้ก็ค่อนข้างครอบคลุมการใช้งานทุกรูปแบบแล้ว หากคุณต้องการชิ้นงานที่มีหลายสี ทางเราขอแนะนำว่าพิมพ์ชิ้นงานด้วยวิธีการง่าย ๆ แล้วนำไปลงสีเพิ่มเติมจะประหยัดได้มากกว่าครับ

อ่านเกี่ยวกับเทคโนโลยีการพิมพ์แบบ FDM, SLA และ SLS เพิ่มเติม

ข้อแนะนำพิเศษ: จะซื้อเครื่องพิมพ์ 3 มิติ หรือใช้บริการการพิมพ์ 3 มิติดี?

เนื่องจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติมีหลายราคา ยิ่งสเปคสูง ก็ยิ่งมีราคาที่สูง เทียบง่าย ๆ ก็เหมือนสมาร์ทโฟนหรือคอมพิวเตอร์ หากคุณมีไฟล์ 3 มิติที่พร้อมสำหรับการพิมพ์ แต่ยังไม่แน่ใจว่าระหว่างการซื้อเครื่องพิมพ์กับใช้บริการการพิมพ์ 3 มิติ แบบไหนจะคุ้มกว่ากัน เรามีวิธีช่วยตัดสินใจมาให้ครับ

คุณควรซื้อเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ถ้า… คุณควรใช้บริการการพิมพ์ 3 มิติ ถ้า…
คุณต้องการพิมพ์ชิ้นงานอย่างน้อย 10 – 25 ครั้งต่อสัปดาห์ คุณต้องการชิ้นงานที่น้อยกว่า 5 ชิ้น หรือมากกว่า 25 ชิ้นต่อเดือน
คุณต้องการใช้งานเครื่องพิมพ์ในการทำงานประจำอยู่แล้ว คุณต้องการพิมพ์ชิ้นงานด้วยวิธีการและวัสดุหลาย ๆ แบบ หรือต้องการใช้เครื่องพิมพ์ระดับอุตสาหกรรม แต่ยังไม่มีงบซื้อเครื่อง
คุณมีงบพร้อมสำหรับการลงทุนขนาดใหญ่ คุณอยากได้ชิ้นงานที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยีใหม่ล่าสุดตลอดเวลา
คุณพร้อมที่จะเรียนรู้การใช้งาน การตั้งค่า และเพิ่มประสิทธิภาพให้กับเครื่องพิมพ์ คุณอยากโฟกัสเรื่องการออกแบบมากกว่าการจัดการไฟล์
คุณมีพื้นที่และเวลาที่จำเป็นต่อการติดตั้งและใช้งานเครื่องพิมพ์ คุณต้องการทดสอบและเรียนรู้เครื่องพิมพ์ก่อนตัดสินใจซื้อ

ถ้ารู้สึกว่าข้อมูลเหล่านี้มีประโยชน์ อย่าลืมไปกดไลก์กดแชร์ให้กำลังใจกันได้ที่หน้าเพจนะครับ

*Support หมายถึง การวางรูปที่แบบที่นอกเหนือจากตัวโมเดล เพื่อช่วยประคองโมเดลที่มีความซับซ้อน หรือมีส่วนที่ยื่นออกมา ไม่ให้โมเดลล้ม ย้อย ขาด หรือหักงอระหว่างการพิมพ์ ซึ่งซอฟต์แวร์ของเครื่องพิมพ์เกือบทุกยี่ห้อจะมีฟังก์ชัน Support ให้อัตโนมัติอยู่แล้ว โดยที่เราไม่ต้องไปจัดการสร้าง Support เองให้ยุ่งยากครับ

ที่มา: https://www.3dhubs.com/knowledge-base/introduction-fdm-3d-printing

Share this Post

จำนวนผู้เข้าชม

จำนวนผู้เข้าชม