Resin
โดยทั่วไป 3D printer resin เป็นการพิมพ์จากสารละลายของเหลว ด้วยกระบวนการพิมพ์ SLA (Stereolithography) ซึ่งของเหลวที่ว่านี้ก็คือ “เรซิ่น” นั่นเอง
เรซิ่น จะประกอบไปด้วยมอนอเมอร์ (Monomer) และโอลิโกเมอร์ (Oligomer) สายโซ่โมเลกุลสั้นๆ ส่วนใหญ่เป็นอะตอมของคาร์บอนและหมู่ฟังชันก์อื่นอีกเล็กน้อย ถ้าถูกทิ้งไว้ในสถานะนี้เรซิ่นจะยังคงอยู่ในรูปของเหลว
ข้อดีของ 3D printer resin คือ มีพื้นผิวที่เรียบเนียน, ให้คุณภาพสูง, เก็บรายละเอียดและลวดลายได้ดี, และอื่นๆ อีกมากมาย
SLA 3D printing resins
เรซิ่นที่ใช้สำหรับ 3D printer มีอยู่หลักๆ 6 ประเภท ดังนี้
1) Standard resin
Standard resins หรือเรซิ่นทั่วๆไปที่ใช้กับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เรซินชนิดนี้จะสามารถสร้างความแข็งให้กับชิ้นงาน เวลาพิมพ์จะได้ความละเอียดสูง มีผิวเรียบเนียนเหมือนการฉีดขึ้นรูป โดยไม่สูญเสียความแข็งแรง ด้วยประสิทธิภาพที่โดดเด่น แถมยังให้รายละเอียดได้ยอดเยี่ยม ต้นทุนต่ำ ทำให้เรซิ่นเหมาะสำหรับการใช้พิมพ์งานต้นแบบ ถือได้ว่าเป็นเรซิ่นที่มีคุณภาพสูงชนิดหนึ่งที่น่าสนใจ
เรซิ่นมีหลายสีให้เลือกใช้ สีของเรซินส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของชิ้นงาน ตัวอย่างเช่นเรซิ่นสีเทา เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีรายละเอียดดี และเรซิ่นสีขาว สำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการพื้นผิวเรียบมาก
ข้อดี
♠ มีคุณสมบัติที่ดี และให้รายละเอียดสูง
♠ พื้นผิวเรียบเนียน
♠ ทางเศรษฐกิจส่วนใหญ่ใช้วัสดุ SLA
ข้อเสีย
♦ เปราะ
♦ มีการยืดตัวต่ำ
♦ ทนแรงกระแทกได้น้อย
♦ ทนอุณหภูมิการดัดงอเนื่องจากความร้อนไม่มาก
2) Tough resin
Tough resin เป็นเรซิ่นชนิดที่มีความแกร่งคล้ายกับวัสดุ ABS และยังได้รับการพัฒนาสำหรับการใช้งานที่ต้องการวัสดุที่สามารถทนต่อ stress และ strain สูง เป็นการสร้างความสมดุลให้กับความแข็งแรงและมีความสอดคล้อง ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการสร้างต้นแบบชิ้นส่วนที่ใช้งานได้ และการประกอบที่จะเกิดstress และ strain ในช่วงเวลาสั้น ๆ
ชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วยเรซิ่นจะมีความเหนียว มีความต้านทานแรงดึงได้สูงถึง 55.7 MPa และโมดูลัสความยืดหยุ่น 2.7 GPa เรียกได้ว่ามีความเทียบเท่ากับ ABS กันเลยทีเดียว
Tough resin จะใช้ผลิตชิ้นส่วนที่แข็งแรงทนทานต่อการแตกหัก และใช้งานเป็นต้นแบบ เช่น ตู้ที่มีข้อต่อแบบ snap-fit หรือต้นแบบที่แข็งแรงทนทาน
ข้อดี
♣ ความแข็งแกร่ง
♣ ความต้านทานที่ดีมากต่อแรงกระทำแบบซ้ำๆ
ข้อเสีย
♦ ไม่เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีผนังบาง (แนะนำความหนาของผนังขั้นต่ำ 1 มม.)
♦ ทนอุณหภูมิการดัดงอเนื่องจากความร้อนต่ำ
♦ ค่อนข้างเปราะ มีการยืดตัวต่ำเมื่อขาด
(https://formlabs.com)
(https://www.3dhubs.com)
3) Durable resin
Durable resin เป็นเรซิ่นที่ทนทานมาก ถือได้ว่าเป็นเรซิ่นทางวิศวกรรมก็ว่าได้ เหมาะกับเป็นวัสดุที่ทนต่อการสึกหรอและยืดหยุ่น เรซิ่นชนิดนี้มาพร้อมคุณสมบัติเชิงกลที่คล้ายกับโพลีโพรพิลีน (PP) ด้วยค่าโมดูลัสต่ำ การยืดตัวสูง และความต้านทานแรงกระแทกสูง Durable resin จึงสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีผิวเรียบ มันวาว และมีความต้านทานสูงต่อการเสียรูป เรซินชนิดนี้สามารถใช้กับชิ้นส่วนที่ต้องการความยืดหยุ่นสูง แรงเสียดทานต่ำ
Durable resin เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างต้นแบบสินค้าอุปโภคบริโภค, ตลับลูกปืน, บรรจุภัณฑ์ต่างๆ, Snap fits และ flexures รวมถึงผลิตภัณฑ์ต่างๆที่ต้องการให้มีความยืดหยุ่นเป็นพิเศษ
ข้อดี
♠ ความต้านทานการสึกหรอสูง
♠ มีความยืดหยุ่น การยืดตัวค่อนข้างสูงที่จุดขาด
♠ ทนต่อแรงกระแทกได้สูง และสูงกว่า Tough resin
ข้อเสีย
♦ ไม่เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีผนังบาง ความหนาของผนังอย่างน้อย 1 มม.
♦ ทนอุณหภูมิการดัดงอเนื่องจากความร้อนต่ำ
♦ ความต้านทานแรงดึงต่ำ (ต่ำกว่า Tough resin)
(https://formlabs.com)
(https://www.3dhubs.com)
4) Heat resistant resin
เรซินทนความร้อน เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความเสถียรทางความร้อนสูงและทำงานที่อุณหภูมิสูง เรซินนี้สามารถทนอุณหภูมิการความร้อนได้ในช่วง 200 – 300 ° C และที่อุณหภูมิ 238 ° C ที่ 0.45 MPa ใช้เพื่อพิมพ์รายละเอียดต้นแบบที่แม่นยำพร้อมความทนทานต่ออุณหภูมิสูง ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตติดตั้งที่ต้องทนความร้อน, ต้นแบบแม่พิมพ์, อุปกรณ์การไหลของของเหลว, เครื่องมือ และ thermoforming ต่างๆ
ข้อดี
♥ ทนอุณหภูมิการดัดงอเนื่องจากความร้อนสูง
♥ พื้นผิวเรียบเนียน
ข้อเสีย
♦ เปราะ มีการยืดตัวต่ำเมื่อขาดหรือหัก
♦ ไม่เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีผนังบาง ควรมีความหนาของผนังขั้นต่ำ 1 มม.
5) Rubber-like resin
Rubber-like resin หรือ Flexible resin เป็นวัสดุที่มีความคล้ายยางมาก ช่วยให้วิศวกรสามารถจำลองชิ้นส่วนยางที่อ่อนนุ่มต่อการสัมผัสได้ง่าย และรวดเร็ว เรซิ่นชนิดนี้มีค่าโมดูลัสต่อแรงดึงต่ำ แต่มีการยืดตัวที่จุดขาดสูงมาก เหมาะสำหรับวัตถุที่จะถูกงอหรือถูกบีบอัด
Flexible resin ถูกทดสอบจากเครื่องมือวัดและทดสอบความแข็งของยางและพลาสติก มีค่า 80A Shore ซึ่งใกล้เคียงกับยาง (rubbers) ที่ใช้ผลิตพื้นรองเท้าหรือดอกยาง วัสดุนี้มีโมดูลัสแรงดึงต่ำ แตมีการยืดตัวสูง สำหรับชิ้นส่วนที่มีความยืดหยุ่นที่แข็งกว่าพร้อมผิวสัมผัสที่อ่อนนุ่ม
นอกจากนี้ยังสามารถนำมาใช้เพื่อเพิ่มคุณสมบัติที่เหมาะกับการใช้งานให้กับความต้องการได้หลากหลาย เช่น บรรจุภัณฑ์, ตรายาง, การสร้างต้นแบบที่สวมใส่ได้ อย่างเช่นรองเท้า เสื้อผ้า
ข้อดี
♠ มีความยืดหยุ่นสูง
♠ ความแข็งต่ำ
♠ ทนต่อแรงกระแทกสูง
ข้อเสีย
♦ ขาดคุณสมบัติของยางแท้
♦ ต้องการ support structures ครอบคลุม
♦ คุณสมบัติของวัสดุจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากชิ้นส่วนสัมผัสกับรังสี UV หรือแสงแดด
♦ ไม่เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีผนังบางมากๆ ความหนาของผนังขั้นต่ำ 1 มม.
6) Ceramic filled resin
Ceramic filled resin หรือ Rigid Resin เป็นเรซิ่นที่มีการเสริมแรงด้วยแก้ว หรืออนุภาคเซรามิกอื่น ๆ เช่น ซิลิกา ส่งผลให้วัสดุมีพื้นผิวเรียบเนียน ทำให้มีความแข็งแกร่งสูง วัสดุนี้มีความทนทานต่อการเสียรูปสูง เหมาะสำหรับการพิมพ์ผนังหรือความหนาบางๆ ได้ดี
Rigid Resin มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี และทนความร้อนได้ สามารถทนอุณหภูมิการดัดงอเนื่องจากความร้อนถึง 88 ° C ที่ 0.45 MPa มีค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นสูง แต่การทดสอบเนื้อสัมผัส (texture analysis) เป็นการทดสอบวัสดุภายใต้ความเค้นคงที่แล้วสังเกตการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง (deformationพบว่าความต้านทานต่อการเสียรูปต่ำเมื่อเวลาผ่านไป แต่ยังคงสูงกว่าเรซิน SLA อื่น ๆ มีความเปราะมากกว่า Tough resins และ Durable resins
Rigid Resin ใช้สำหรับผลิตเป็นใบพัด, กังหันและพัดลม, อุปกรณ์จับยึดและเครื่องมือ, manifolds, ปลอกไฟฟ้าและตัวเรือนยานยนต์ และอื่นๆ
ข้อดี
♥ ความแข็งแกร่งสูง
♥ เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีความละเอียด
♥ ทนความร้อนปานกลาง
ข้อเสีย
♦ เปราะ มีการยืดตัวต่ำเมื่อแตก
♦ ทนต่อแรงกระแทกต่ำ
