เครื่อง 3D Printer หรือเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ในปัจจุบันที่เราเห็นกัน มีอยู่หลากหลายยี่ห้อและราคา อีกทั้งมีหลากหลายเทคโนโลยี ซึ่งทำให้มีความสามารถแตกต่างกัน ทำให้ผู้ที่สนใจต้องการใช้หรือซื้อเครื่อง 3D Printer สับสนกับรายละเอียดที่ผู้จำหน่ายให้มา บทความนี้จึงได้แนะนำ เทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตเครื่อง 3D Printer
สมาคมการทดสอบและวัสดุอเมริกัน (American Society for Testing and Materials, ASTM) ได้แบ่งมาตรฐานของเครื่อง 3D Printer หรือการผลิตแบบเติม (Additive Manufacturing, AM) ไว้ 7 เทคโนโลยี ให้คนทั่วไปสามารถนำไปใช้ โดยไม่ต้องกังวลเรื่องลิขสิทธิ์จากผู้ผลิตเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งบทความนี้ได้จัดหมวดหมู่ออกเป็น 5 เทคโนโลยี ตามความเข้าใจของคนส่วนใหญ่
1. Stereolithography, SLA
เป็นเทคโนโลยีแรกของเครื่อง 3D Printer คิดค้นโดยคุณปู่ Chuck Hull อาศัยแหล่งกำเนิดแสงจากเลเซอร์หรือโปรเจคเตอร์ ที่มีความยาวคลื่นในช่วงรังสียูวี (UV) ฉายไปยังเรซิน (Resin) ทำให้เกิดการแข็งตัวทีละชั้น ความละเอียดของชิ้นงานขึ้นอยู่ความสามารถของแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งสามารถมีขนาดเล็กได้ถึง 1 ไมครอนจนถึง 250 ไมครอน สำหรับการใช้งานทั่วไป(ขึ้นกับความสามารถของเครื่อง) หลังจากขึ้นรูปเป็น 3 มิติแล้ว ต้องนำมาผ่านรังสี UV หรือ ตากแดดอีกรอบ เพื่อให้เรซินแข็งตัวสมบูรณ์จึงพร้อมใช้งาน
2. Polymer Jetting
เป็นเทคโนโลยีที่เอาระบบการพิมพ์ของ 2D Printer มาใช้งาน โดยเปลี่ยนจากน้ำหมึก เป็นเรซินหรือพลาสติก โดยเริ่มจากพ่นพลาสติกออกจากหัวพิมพ์ที่มีขนาดเล็กมากๆเหมือนเข็มไปยังฐานพิมพ์ และให้แสง UV เพื่อคงรูปพร้อมกับทำการพิมพ์ เทคโนโลยีนี้มีข้อดี คือให้ความละเอียดและความเร็วในการพิมพ์ที่สูงมาก และสามารถสร้างชิ้นงานที่มีหลายคุณสมบัติภายในชิ้นเดียว โดยอาศัยหัวพิมพ์หลายๆหัว ที่บรรจุวัสดุที่มีสมบัติแตกต่างกัน เช่น ชั้นที่ 1 ใช้วัสดุ A จากหัวที่ 1 ซึ่งมีความแข็งแรงสูงเป็นฐาน ขณะที่ชั้นที่ 20 เป็นวัสดุ B จากหัวที่ 2 ซึ่งสามารถดัดงอได้
3. Fused Deposition Moldeling หรือ FDM 3D Printer
เป็นเทคโนโลยีที่ใช้วัตถุดิบเป็นเส้น (3D Filament) มาให้ความร้อนจนหลอมละลายและอัดรีดผ่านหัวฉีด (Nozzle) ขึ้นรูปชิ้นงานเป็นชั้นๆจนสมบูรณ์ เป็นกระบวนการที่นิยมใช้กันมากที่สุด ตั้งแต่เครื่องระดับทั่วไป จนถึงระดับอุตสาหกรรม มีต้นทุนด้านวัตถุดิบที่ถูก และหลากหลายมากที่สุด อย่างไรก็ตามยังคงมีข้อด้อยด้านความละเอียดในการพิมพ์ต่ำกว่าเทคโนโลยีอื่น เนื่องจากข้อจำกัดของขนาดหัวพิมพ์ที่มีขนาดใหญ่และใช้มอเตอร์ทั่วไปในการทำงาน
4. Selective laser sintering หรือ SLS 3D Printer
เป็นเทคโนโลยีที่ใช้แสงเลเซอร์ที่มีพลังงานสูง (มากกว่า SLA) ฉายเพื่อให้วัสดุในจุดที่ฉายเกิดการหลอมละลายติดกัน สามารถใช้ได้ทั้งพลาสติก โลหะ และเซรามิกส์ ให้ความละเอียดการพิมพ์ที่สูงและรวดเร็ว ชิ้นงานที่ได้มีความแข็งแรงสูงมาก เหมือนการขึ้นรูปแบบปกติ ปัจจุบันยังไม่เห็นเครื่องพิมพ์ราคาถูก ออกจำหน่ายให้ผู้ใช้ทั่วไป
5. Laminated Object Manufacturing หรือ LOM
กระบวนการนี้จะคล้ายกับการนำวัตถุดิบมากัดหรือกลึงให้เป็นรูปร่างตามต้องการ โดยเทคโนโลยีนี้ใช้แสงหรือมีด ในการตัดกระดาษให้เป็นรูปร่างทีละชั้น และพ่นกาวเพื่อทำให้แต่ละชั้นติดกัน ความละเอียดขึ้นอยู่กับความหนาของกระดาษที่ใช้ปกติอยู่ที่ 100 ไมครอนต่อชั้น
การเลือกเครื่อง 3D Printer เทคโนโลยีประเภทไหน ต้องขึ้นอยู่กับประเภทของงาน วัสดุที่ต้องการ ความละเอียด งบประมาณ ผู้ใช้ทั่วไปอย่างเราก็คงต้องเลือกเครื่องพิมพ์แบบ SLA หรือ FDM ที่ราคาและความสามารถคุ้มค่ากับเงินลงทุน
