ทบทวนเทคโนโลยี SLS และ MFJ คือ
- SLS หรือ Selective Laser Sintering เป็นเทคโนโลยีที่ยิงแสงเลเซอร์พลังงานสูงไปยังผงวัสดุเพื่อให้เชื่อมติดกัน (Sintering) โดยมีการควบคุมอุณหภูมิและสภาวะภายในห้องพิมพ์ ตามแต่ละชนิดของวัสดุ
- MFJ หรือ Multi Fusion Jet เป็นเทคโนโลยีที่จดสิทธิบัตรโดย Hewlett-Packard (HP) ใช้หลักการเติม Binder หรือตัวประสานไปยังวัสดุผง ทำให้เกิดการยึดติดกันทีละส่วน ทีละชั้น จนได้เป็นรูปร่างตามที่ต้องการ
- ทั้ง 2 เทคโนโลยีนั้น ในบางข้อมูลถูกจัดอยู่ในกลุ่มเดียวกันคือ Powder Bed Fusion (PDF) หรือเทคโนโลยีที่ใช้ผงขึ้นรูปนั่นเอง
ด้วยความที่เทคโนโลยีนี้มีลักษณะของวัสดุที่ใกล้เคียงกัน จนเกิดเป็นคำถามว่า แบบไหนชิ้นงานที่ได้จะมีความแข็งแรงมากกว่ากัน ? นอกจากนี้ยังมีการเปรียบเทียบหลายอย่าง เนื่องจากเป็นเครื่องในระดับอุตสาหกรรม ต้องลงทุนสูง หลายปัจจัยที่เกี่ยวข้องต้องนำมาคำนวนเป็นต้นทุน อาทิเช่น
- ราคาเครื่องในระดับอุตสาหกรรมของทั้ง 2 แบบ
- สถาน/พื้นที่ในการติดตั้ง
- ปัจจัยอื่น พลังงานอื่น ที่ต้องการ เช่น แก๊ส ระบบไฟ
- ราคาวัสดุสิ้นเปลือง
- ราคาการซ่อมบำรุง เลเซอร์ ระบบฉีด Binder
ข้อมูลเหล่านี้ได้จากผู้ขาย ทั้งนี้ส่วนของเรื่องความแข็งแรงถึงแม้จะมีข้อมูล Technical Datasheet ออกมา แต่ปัจจัยทดสอบจริงก็ยังเป็นที่สนใจอยู่ บทความนี้เลยนำงานวิจัยที่ศึกษา ทดสอบความแข็งแรงของชิ้นงานนี้ทั้ง 2 เทคโนโลยีมาเปรียบเทียบกัน
ทดสอบความแข็งแรง สมบัติด้านไหนบ้าง
1. ทดสอบแรงดึงยืด (Tensile Test) เพื่อหาแรงดึงและระยะยืดตัวสูงสุด เป็นการทดสอบพื้นฐานทางกล
2. ทดสอบอายุความล้า (Fatigue life Test) เป็นการทดสอบซ้ำๆ เพื่อหาอายุการใช้งาน โดยมีผลเป็นจำนวนรอบการทดสอบ
สำหรับคนที่สนใจการทดสอบอื่นๆ สามารถอ่านเพิ่มเติมได้ในบทความ
เปรียบเทียบความแข็งแรงของไนลอน 12
บทความนี้อ้างอิงจากงานตีพิมพ์ทางวิชาการในชื่อ “In-depth comparison of polyamide 12 parts manufactured by Multi Jet Fusion and Selective Laser Sintering” หาอ่านฉบับเต็มได้ตามแหล่งข้อมูลต่างในอินเตอร์เน็ท โดยชิ้นงานทดสอบพื้นฐานมี 2 แบบ ดังภาพด้านล่าง
ส่วนชิ้นงานทดสอบอีกแบบ ใช้ข้อดีของเทคโนโลยีแบบผง ที่สามารถสร้างเนื้อใน (Infill) แบบโครงสร้างที่ซับซ้อนได้ (Lattice) ซึ่งให้ความแข็งแรงไม่ต่างจากเนื้อตันมาก แต่ปริมาณวัสดุที่ใช้และน้ำหนักลดลงอย่างมาก ใช้สำหรับทดสอบหาอายุความล้า
ผลทดสอบแรงดึง (Tensile) พบว่าทั้ง 2 เทคโนโลยีให้ค่าแรงดึงสูงสุด (UTS) ใกล้เคียงกันมาก โดยเทคโนโลยี MJF ชิ้นงานสามารถยืดตัว (30% กับ 10.3%) และรับแรงดัด แรงกระแทกได้ดีกว่าพอสมควร ดังนั้นใครที่มีการใช้งานที่ต้องดูดซับแรงน่าจะตอบโจทย์ได้ดีกว่า
อย่างไรก็ตามในหลาย ทิศทางการพิมพ์และทดสอบโดยรวม SLS ให้ค่าโดยรวมที่ดูสูงกว่า MFJ ดังตารางทดสอบ (พิจารณาจากค่า E)
ในส่วนของการทดสอบอายุการใช้งานเทคโนโลยี SLS ทำได้ดีสำหรับชิ้นงานที่เป็นโครงร่างผลึก 2 แบบ (CC และ CYF) ในขณะที่ชิ้นงานทดสอบแบบบาร์สี่เหลี่ยม และ SF (ซึ่งเป็นเหลี่ยมเช่นกัน) MFJ ทำได้ดีกว่า
- ทางนักวิจัยก็ไม่ได้ฟันธงว่าแบบไหนที่ดีกว่ากัน แค่นำผลทดสอบกับการวิเคราะห์มานำเสนอ แต่มีทิ้งท้ายไว้หนึ่งประโยคว่า MFJ มีความผันผวนน้อยกว่า SLS โดยรวม และมีผลทดสอบดีกว่าในช่วง Stress สูง และด้อยกว่าในช่วง Stress ต่ำ
- อย่างไรก็ตาม ยังมีอีกหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณาในการซื้อเครื่องทั้ง 2 เทคโนโลยีนี้ ดังที่กล่าวมาข้างต้นบทความ
- ท่านใดที่อยากศึกษาและอ่านผลวิเคราะห์ข้อมูลอย่างละเอียดสามารถค้นหาได้จากบทความ “In-depth comparison of polyamide 12 parts manufactured by Multi Jet Fusion and Selective Laser Sintering“
