• sales
  • 064-931-9191
  • admin@sync-innovation.com
  • support
  • 095-778-1204
  • support@sync-innovation.com
  • mon-sat 8:00-19:00
Menu

Engineering Plastic Materials in 3D Printing Technology

What is Engineering Materials ? วัสดุวิศวกรรมคืออะไร

คำว่าวัสดุวิศวกรรม หรือ Engineering Materials นั้น แต่เดิมไม่ได้มีคำนิยามอะไรที่เฉพาะเจาะจงลงไป แต่เป็นที่เข้าใจกันในภาพรวมว่า เป็นวัสดุที่มีสมบัติแข็งแรงทนทานกว่าวัสดุทั่วไป เหมาะสมกับการใช้งานหนัก รวมไปถึงการทนต่ออุณหภูมิ หรือสิ่งแวดล้อมต่างๆ ดังนั้นวัสดุพลาสติกหลายๆชนิดในชีวิตประจำวันของเรา จึงไม่จัดอยู่ในกลุ่มนี้เช่น PP ตระกูล PE PVC หรือ PLA (ส่วนใหญ่เป็นพลาสติกกลุ่มบรรจุภัณฑ์) ในบทความนี้เน้นไปที่การรีวิววัสดุประเภทเทอร์โมพลาสติก (Thermoplastic) และเทอร์โมเซตติง (Thermosetting)  ซึ่งเป็นที่ใช้กันมากที่สุด สำหรับเครื่อง 3D Printer

  • เทอร์โมพลาสติกส่วนใหญ่รีดเป็นเส้น (Filament) ใช้กับ FDM 3D Printing Technology
  • เทอร์โมเซตติง อยู่ในรูปของน้ำเรซิน (Photopolymer) ใช้กับเครื่อง SLA หรือ DLP 3D Printer เป็นส่วนใหญ่
Filament for printing (คลิ๊กเพื่ออ่านต่อ)
propoly moai resin
Resin printing (คลิ๊กเพื่ออ่านต่อ) ภาพจาก Matterhacker

Engineering Materials สำหรับ FDM 3D Printing Technology

1. ABS และ ASA

ABS เป็นวัสดุที่ใช้ในอุตสาหกรรมมาตั้งแต่ในอดีต ส่วนใหญ่ใช้เป็นชิ้นส่วนเกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกส์ เช่น กล่องแผงวงจร ปลั๊กไฟ  ชิ้นส่วนรถจักรยานยนต์ เป็นต้น เนื่องจากทนทานและมีการปรับปรุงสูตรให้มีสมบัติต้านทานการลามไฟ (ABS FR หรือ Frame Retardant) เพื่อให้ผ่านมาตรฐานด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ส่วน ASA นั้นปรับปรุงให้มีการต้านทางต่อแสง UV ความชื้นมากขึ้น เพื่อการใช้งานภายนอก (outdoor)

abs sample from 3d printing
ABS printing

2. Nylon หรือ Polyamide

ไนลอน หรือที่เรียกในอุตสาหกรรมพลาสติกว่า Polyamide มีสมบัติที่หลากหลายมาก ตามที่ผู้ผลิตต้องการว่านำไปใช้งานในด้านใด มีทั้งแบบอ่อนนุ่มเป็นเส้นใย (textile) และแข็งแรงสูงโดยการเติมเส้นใยเสริมแรงเช่น เส้นใยคาร์บอน เส้นใยแก้ว ที่นิยมในอุตสาหกรรม 3D Printer แบบเส้นพลาสติกคือ PA 6 6 และ PA 6 เนื่องจากใช้การตั้งค่าการพิมพ์ไม่ยาก และการหดตัวต่ำ จึงเหมาะกับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ที่ไม่มีการควบคุมแรงดัน หรือขนาดในการขึ้นรูป

ไนลอนสมบัติเด่นคือการทนทานต่อแรงดัด และแรงเฉือน ซึ่งไม่ได้อ่อนนุ่มเหมือนยาง หรือแข็งเกินไปแบบ PC ทำให้การใช้งานกลุ่ม Snap-fit ได้ดี แถมทนต่อความร้อน ความชื้นพอสมควร

nylon sample
nylon

3. PC หรือ Polycarbonate

พลาสติกยอดนิยมในอุตสาหกรรม มีการผลิตออกมาที่หลากหลายเหมือนไนลอน ตั้งแต่ CD-Rom เลนส์ จนไปถึงชิ้นส่วนรถยนต์ความแข็งแรงสูง เช่น โคมโปรเจคเตอร์หน้ารถ สมบัติดั้งเดิมของ PC คือวัสดุที่มีความแข็งแรง เหนียวสูง และสามารถทำให้ใสจนแสงทะลุผ่านได้สูงมาก

PC sample
PC sample

4. PET หรือ Polyethylene terephthalate

เป็นพลาสติกที่ใช้ในการผลิตเป็นขวดน้ำดื่มในปัจจุบัน ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับคนได้ เช่น จาน ชาม ช้อน ส้อม แก้วน้ำ เป็นต้น  สมบัติเด่นของเส้นพลาสติกชนิดนี้คือสีธรรมชาติเป็นสีใส ดังนั้นจึงสามารถนำมาพิมพ์ชิ้นงานที่ต้องการให้แสงส่องผ่านได้ เช่น โคมไฟ หลอดไฟ นอกจากนี้ยังทนต่อความร้อนได้ประมาณ 70-100ºC ก่อนที่ความแข็งแรงเริ่มลดลง

PET ในไทยมีตัวเลือกน้อยมากๆ  ส่วนใหญ่มีแต่สีโปร่งใส ถ้าให้ผู้เขียนแนะนำ ควรทดลองใช้ยี่ห้อ Polymaker Prusa หรือ Colorfabb ส่วนยี่ห้อจีนต้องสอบถามข้อมูลก่อนการใช้งาน เพราะอาจจะมาจากหลายแหล่ง มีสมบัติต่างกัน

5. PEEK หรือ Polyetheretherketone

PEEK ย่อมาจากคำว่า Polyether ether ketone เป็นพลาสติกกลุ่มหนึ่งของ polyaryletherketone (PAEK) มีลักษณะตามธรรมชาติเป็นสีน้ำตาล เป็น 1 ใกลุ่มวัสดุสำหรับเครื่อง FDM 3D Printer ที่แข็งแรงมากที่สุด พัฒนาเพื่อทดแทนการใช้งานโลหะเหมาะกับอุตสาหกรรมหนักทุกประเภท

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ ที่รองรับวัสดุนี้ ต้องมีห้องอบความร้อนอุณหภูมิ 80-100 องศาเซลเซียส หัวฉีดรองรับอุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส เพื่อเพิ่มอัตราการพิมพ์สำเร็จ

PEEK sample
Peek

6. PPS หรือ PPSU (Polyphenylsulfone)

อีกหนึ่งวัสดุระดับสูงของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ มีสมบัติที่โดดเด่นกว่า PEEK คือการทนทานต่อความร้อนสูงมากๆ เกิน 200 องศาเซลเซียส และทนทานต่อตัวทำละลายเกือบทุกชนิด ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 200 องศาเซลเซียส (ถือว่าเป็นอับ 1 ของ เทคโนโลยีพลาสติกในปัจจุบันที่เขียนบทความ) การพิมพ์ขึ้นรูปยากพอๆกับ PEEK ใช้อุณหภูมิหัวฉีด 280-300 องศา และฐานพิมพ์ 150-160 องศา รวมถึงต้องมีห้องอบความร้อนขณะพิมพ์ด้วยเช่นกัน

ทั้งนี้สมบัติด้านความแข็งแรง หรือทางกลอาจจะไม่ได้ต่างจาก PC มากนัก (อ่านรายเอียดเพิ่มเติม)

7. TPE หรือ Thermoplastic Elastomer

สำหรับคนทั่วไป Thermoplastic polyurethane หรือ TPU และ TPE มีสมบัติที่ใกล้เคียงกัน ดังนั้นสามารถพูดรวมๆทั้ง 2 ชนิด ได้เลย โดยวัสดุนี้พัฒนาเพื่อทดแทนการใช้งานยางธรรมชาติ ที่ควบคุมคุณภาพได้ยาก และจัดเก็บลำบากกว่ามาก ดังนั้นสมบัติเด่นๆ คือมีการยืดตัวที่สูงมากๆ และดูดซับแรงกระแทก ได้ดี ดังนั้นสามารถนำไปผลิตด้วยเครื่อง FDM 3D Printer เพื่อเป็นซีล หรือประเก็นได้เลย ทั้งนี้สิ่งที่ควรระวังคือเส้นกลุ่มนี้ไม่ได้ทนความร้อนสูง ดังนั้นต้องตรวจสอบสภาพการใช้งานจริงด้วย

Engineering Materials สำหรับ SLA 3D Printing Technology

1. Tough Resin

เรซินกลลุ่มนี้จะมีลักษณะคล้าย ABS หรือ PP แล้วแต่ผู้ผลิตจะพัฒนาสูตร เป็นวัสดุที่มีความแข็งแรง  แต่ยังสามารถงอ ดัด ได้เล็กน้อยโดยไม่เสียหายเหมือนเรซินต้นแบบทั่วๆไป ดังนั้น จึงสามารถนำชิ้นงานที่ผลิตได้ไม่เจาะเกลียว รับน้ำหนักกด-ดัด ได้ อย่างไรก็ตามข้อเสียที่เห็นได้ชัดคือ การทนอุณหภูมิจะอยู่เพียง 70-80 องศาเซลเซียสเท่านั้น

ปกติ ABS like จะแข็งแรงกว่าดัดงอได้น้อยกว่า PP-like อย่างไรก็ตาม ต้องขึ้นกับผู้พัฒนาเรซินอีกที

siraya-blu sample
Siraya Blu
aBS like 3d printed
ABS like resin

2. Flexible Resin

วัสดุในกลุ่มนี้จะเหมือนกับ TPE TPU ในอุตสาหกรรม FDM 3D Printer คือยืดตัวได้สูงมาก 200-300% เหมาะสำหรับงานที่ต้องรองรับการกระแทก ซีล ประเก็น หรือส่วนที่ต้องการความอ่อนนุ่ม อย่างไรก็ตาม ข้อเสียคือไม่ได้ทนต่อแรงดึงมากนัก หากมีการดึงมากๆสามารถฉีดขาดได้ รวมทั้งทนร้อนไม่ได้ต่างจากเรซินปกติ

flexible resin

3. High Temperature Resistance Resin

วัสดุในกลุ่มนี้มีการใส่สารเคมีเพิ่มเติม เพื่อให้ทนความร้อนได้สูงมาก มีตั้งแต่ 180 จนไปถึง 300 องศาเซลเซียส นอกจากทนร้อนแล้ว ยังมีความแข็งที่เพิ่มสูงขึ้นมากเช่นกัน ขอเสียคือจะมีความเปราะที่มากขึ้น ไม่เหมาะกับการใช้งานเชิงวิศวกรรม ที่มีแรงดึง ดัด เฉือน หรือกระแทก ส่วนใหญ่นำไปใช้ทำแม่พิมพ์ยางของอุตสาหกรรมจิวเวรี หรือชิ้นส่วนที่ต้องทนความร้อนสูง แต่ไม่รับแรงใดๆ

jewelry mold resin
jewelry mold resin

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on pinterest
Pinterest

สนใจเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

เรามีเครื่องที่ตอบโจทย์การใช้งานทุกประเภท ตั้งแต่บุคคลเริ่มต้นจนไปถึงอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ พร้อมให้คำแนะนำการใช้งาน และวัสดุที่เหมาะสม เพื่อให้คุ้มค่าการลงทุนมากที่สุด

ติดตามข่าวสารและบทความ

บทความน่าสนใจอื่นๆ

Youtube logo
3D Printing Technology

แนะนำ Youtube Channel ที่น่าสนใจสำหรับ Maker สาย 3D Printing

สำหรับยุคนี้การสื่อสารผ่านช่องทางอย่าง Facebook Youtube ได้รับความนิยมมากกว่าการทำคอนเทนต์ที่เป็นตัวอักษรบนเวบไซต์อย่างเดียวไปแล้ว เนื่องจากเป็นการสื่อสารที่เห็นภาพ

อ่านต่อ
3D Printing House
3D Printing Technology

เทคโนโลยีการสร้างบ้าน อาคาร ด้วย 3D Printer

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ประเทศในทวีปต่างๆ และประเทศไทยเริ่มประสบปัญหาความซบเซาในอุตสาหกรรมการสร้างบ้าน และอาคาร ซึ่งไม่สอดคล้องกับความต้องการและการเพิ่มขึ้นของจำนวนประชากร

อ่านต่อ