เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ โดยมีวัสดุเป็น Resin (เรซิน) นั้น เป็นเทคโนโลยีแรกที่เกิดขึ้นตั้งแต่ปี 1984 โดยมีชื่อเรียกตามสิทธิบัตรว่า Stereolithography (SLA) ซึ่งใช้การฉายแสงเพื่อให้เรซินกลายเป็นของแข็งทีละชั้นจนได้เป็นชิ้นงาน 3 มิติ (อ่านเทคโนโลยีอื่นๆ คลิ๊ก) ทั้งนี้แสงที่ฉายปัจจุบันแบ่งออกได้เป็น 3 ระบบคือ
- Laser Base คือใช้แสงเลเซอร์เป็นตัวฉายแสง ดังนั้นเรซินจะแข็งเป็นจุดตามแนวที่เลเซอร์ส่องผ่าน
- DLP Projector, UV Project ใช้ชิบ DLP เป็นการฉายภาพทั้งระนาบ มีทั้งใช้โปรเจคเตอร์ที่ฉายไสลด์ หรือเป็นเครื่อง DLP สำหรับ 3D Printer โดยเฉพาะจาก Texus-Instrument
- LCD Base, LCD Masking, MSLA ตามแต่ผู้ผลิตจะใช้ โดยหลักการคือใช้จอ LCD ให้เป็นตัวฉายภาพ โดยมีแสง UV LED ส่องทะลุ
Laser Base
ใช้เลเซอร์ Galvo หรือเลเซอร์ที่มีกระจก 2 ชิ้น คอยทำหน้าที่สะท้อนเลเซอร์ไปยังตำแหน่งต่างๆ ตามต้องการ
- ความเร็วยิงแสงมีตั้งแต่ 150 mm/s จนไปถึง 5,000 mm/s (เป็นความเร็วใช้งานพิมพ์จริง)
- ความยาวคลื่น 355-405 nm ถ้าเป็นเครื่องระดับ Desktop จะอยู่ที่ 395 nm
- กำลังของเลเซอร์มีตั้งแต่ 150mw (Desktop SLA) จนไปถึง 500mw (Industrial SLA)
- ขนาดของเลเซอร์ทั่วๆไปอยู่ที่ 0.2-0.7 mm บางเครื่อง
DLP Base
ใช้เครื่อง DLP ในการฉายแสงออกมาเป็นภาพ พร้อมพลังงานแสงยูวี ซึ่งมีพลังงานสูงมากๆ และได้ภาพที่คมชัด ทนทาน เนื่องจากไม่มีส่วนที่เคลื่อนที่เลย แต่ตัวหลอดจะเริ่มเสื่อมสภาพเมื่อใช้ไปนานๆ
- ความเร็วในการพิมพ์ต่อชั้นปกติอยู่ที่ 1-3 วินาที เท่านั้น (เครื่องทั่วๆไป)
- ความยาวคลื่นใช้งาน มีตั้งแต่ 400-680 nm สำหรับโปรเจคเตอร์ แต่ถ้าเป็น DLP เฉพาะ 3D Printer จะอยู่ที่ 405 nm ค่าเดียว ดังนั้นจึงมีความสม่ำเสมอของแสงสูงมาก
- ความละเอียดขึ้นอยู่กับตัวชิบปัจจุบันมาตรฐานจะอยู่ที่ Full HD (1920×1080 pixel) ส่วน 4K ยังมีราคาที่สูงมากๆ
LCD Base
เทคโนโลยีแบ่งเป็น 2 ส่วนคือ ตัวแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งจะเป็นตัวหลอด UV ซึ่งเป็นตัวให้แสง และจอ LCD ที่ทำหน้าที่ฉายภาพตามต้องการ
- ความเร็วในการพิมพ์ต่อชั้นปกติอยู่ที่ 4-20 วินาที จากแสง UV 25W จนไปถึง 60W ยิ่งพลังงานมาก จอ LCD จะเสื่อมสภาพไว
- ความยาวคลื่นอยู่ที่ 405 nm เป็นส่วนใหญ่
- ความละเอียดมาตรฐานอยู่ที่ 2K (2560×1440) ส่วนระดับ 4K ที่ใช้งานได้จริงจัง และระยะเวลานานๆ น่าจะเป็นช่วงปี 2020-2021
- ขนาดจอที่มีในปัจจุบัน 5.5, 6, 8.9, 10.1, 13.3, 24, 42 นิ้ว ยิ่งใหญ่ ความละเอียดก็จะลดลง
- ความละเอียด XY (pixel) เริ่มต้น 47 ไมครอน ไปจนถึง 230 ไมครอน
ความละเอียด XY และ Z
ความละเอียด XY ตามที่ได้เกริ่นมาด้านบน
- SLA อย่าง Peopoly Moai อยู่ที่ 70 ไมครอน
- DLP อย่าง SprintRay Pro 95 ใช้จอ Full HD อยู่ที่ 95 ไมครอน หรือ Kudo Titan 2 HR ทำความละเอียดได้ถึง 26 ไมครอน
- LCD อย่าง Elegoo Mar ใช้จอ 2K อยู่ที่ 47 ไมครอน
ส่วนในกรณีของความละเอียดในแกน Z นั้น ขึ้นอยู่กับโครงสร้าง และระบบขับเคลื่อนฐานพิมพ์ โดยปกติจะอยู่ที่ 25-100 ไมครอน สำหรับ Resin 3D Printer ถึงแม้ตัวเลขทางคณิตศาสตร์จะเท่ากัน แต่ในความเป็นจริงเครื่องที่ราคาสูงมักใช้ชิ้นส่วนคุณภาพดี ซึ่งจะเห็นได้จากผลงานที่พิมพ์ออกมาที่ดีกว่ามาก ซึ่งไม่สามารถวัดได้จากตัวเลข
ความยาวคลื่นช่วงใช้งาน
ยิ่งความยาวคลื่นสั้น จะยิ่งมีพลังงานมาก ซึ่งแต่เทคโนโลยีก็มีค่าที่เหมาะสมไม่เหมือนกัน ดังนั้นเรซินที่ใช้ส่วนใหญ่ก็ไม่สามารถใช้ด้วยกันได้ หรืออาจต้องตั้งค่าการพิมพ์ที่ไม่ปกติ เช่น ใช้เวลาฉายนานกว่าปกติ ต้องเปลี่ยนถาดเรซินชนิดใหม่
- SLA อย่าง Peopoly Moai อยู่ที่ 395 nm micron
- DLP อย่าง SprintRay Pro 95 อยู่ที่ 405 nm
- DLP ที่ใช้โปรเจคเตอร์อย่าง Kudo Titan 2 อยู่ในช่วง 400-680 nm
- LCD อย่าง Elegoo Mar ใช้จอ 2K อยู่ที่ 405 nm หรือของ Photocentric จะอยู่ที่ 385 nm
กำลังของแสง
- SLA อย่าง Peopoly Moai อยู่ที่ 150 mw หรือ Form 2 อยู่ที่ 250 mw เป็นจุด
- DLP จะกำลังไฟอยู่ราวๆ 20 mw/ตารางเซนติเมตร ซึ่งอาจะมีค่าแตกต่างขึ้นอยู่กับว่า วาง DLP ใกล้ (ความเข้มสูง) หรือวางห่างฐานพิมพ์ (ความเข้มลดลง)
- LCD อย่าง Elegoo Mar ใช้ UV Led กำลังไฟอยู่ที่ 40W ซึ่งในความเป็นจริงจะโดยจอ LCD ดูดกลืนไปเกือบหมด เหลือพลังงานน้อยมากกว่าจะถึงตัวเรซิน
บทความนี้แบ่ง 2 อย่างคือ ตามงบประมาณ การใช้งาน และพื้นที่การพิมพ์ โดยตั้งไว้ไม่เกิน 2 แสนบาท
งบประมาณไม่เกิน 50,000 บาท
- เครื่องพิมพ์ 3 มิติ แบบ LCD สามารถเลือกได้ทั้งขนาด 5.5 นิ้ว จนไปถึง 10 นิ้ว ซึ่งให้พื้นที่การพิมพ์มากที่สุดราวๆ 20×12 cm
- เครื่อง DLP และ SLA ระดับนี้ยังไม่มีวางจำหน่ายในวันที่เขียนบทความ
- เครื่องระดับนี้ที่เป็น LCD สามารถทำงานได้ระดับมือสมัครเล่น จนไปถึงมืออาชีพ ตั้งแต่งานต้นแบบ โมเดลจำลอง ฟิกเกอร์ จิวเวรี และทันตกรรม สำหรับคนที่มีเวลาตั้งค่าเครื่องให้แม่นยำ
- ข้อเสียคือระดับราคานี้ เครื่องจะทำงานค่อนข้างช้า
- หากเป็นพวกจอ LCD ควรเผื่อค่าใช้จ่ายของจอ LCD ที่มีอายุการใช้งาน 500-1000 ชั่วโมง
งบประมาณไม่เกิน 100,000 บาท
- สามารถใช้เครื่อง SLA ระดับเริ่มต้นที่มีพื้นที่การพิมพ์ใหญ่ 13×13 cm ได้แล้ว ส่วนใหญ่จะเป็นยี่ห้อจีน หรือไต้หวัน
- สามารถซื้อเครื่อง LCD 3D Printer ที่มีขนาดจอ 13.3 นิ้วได้แล้ว ให้พื้นที่การพิมพ์เกือบ 30 cm
- ยังไม่สามารถซื้อเครื่อง DLP มือ 1 ได้ ต้องหาแบบมือ 2 เท่านั้น
- ยังคงเหมาะกับมือสมัครเล่นถึงมืออาชีพ ที่งานยังไม่ใหญ่มาก ยังไม่ต้องการความแม่นยำระดับวิศวกรรม
งบประมาณไม่เกิน 200,000 บาท
- ตัวเลือกในราคาระดับนี้สามารถเลือกได้ทั้ง SLA ยอดนิยม และ DLP ที่มีความเร็วในการพิมพ์สูงมาก ในกลุ่ม DLP เหมาะกับไปทำงานจิวเวรี และทันตกรรมที่ 1 วัน สามารถผลิตได้ 2-4 รอบ การผลิตเลยทีเดียว
- SLA บางยี่ห้อสามารถพิมพ์ได้ถึง 20×20 cm เหมาะกับการทำงานใหญ่ๆ
- ราคาในระดับนี้ การเลือกเครื่อง LCD หลายๆเครื่องก็เป็นตัวเลือกที่ดี สำหรับผลิตเป็น Farm ขนาดใหญ่ หากเลือกบางยี่ห้อ สามารถติดตั้งได้มากกว่า 6 เครื่องเลยทีเดียว
เรซินแต่ละชนิด แต่ละยี่ห้อ ถูกปรับสูตรให้เหมาะสมกับแต่ละเทคโนโลยี หากใช้ข้ามกันถึงแม้จะพิมพ์ได้ แต่ก็อาจเกิดปัญหาตามมา เช่น
- ใช้ LCD Resin กับเครื่อง SLA 3D Printer ที่มีถาดเป็น PDMS ซึ่งเรซินของ LCD ขณะเปลี่ยนเป็นของแข็งจะสร้างความร้อนสูงมาก ทำให้ PDMS เสื่อมสภาพ เสียหาย
- ใช้ DLP Resin กับเครื่อง LCD 3D Printer ทำให้ต้องฉายแสงเป็นเวลานานมาก เนื่องจากความเข้มของแสงแตกต่างกันหลายเท่าตัว ส่งผลให้จอ LCD เสียหายก่อนเวลา
- ใช้ SLA Resin กับเครื่อง LCD Daylight ประกาฎว่าเรซินไม่แข็งตัวเลย เนื่องจากช่วงการกระตุ้นคนละช่วงกัน
ดังนั้นควรเลือกใช้เรซินแต่ละชนิดให้เหมาะสมกับเครื่องของตัวเอง จะได้ผลที่ดีที่สุด และยืดอายุการใช้งานเครื่องและอุปกรณ์ของเครื่องอีกด้วย
ตัวอย่างงานจากเครื่อง Resin 3D Printer ราคาถูก
สนใจเครื่องเรซิน 3D Printer
แนะนำเครื่องสำหรับคนเริ่มต้น-จนถึงกลางๆ ประมาณ 50,000 บาท โดยเราเน้นที่ความคุ้มค่าในการลงทุนกับคุณภาพของงานที่จะได้รับ เป็นยี่ห้อที่ได้รับความนิยมไปทั่วโลกคือ Elegoo Mars และ Phrozen Shuffle ต้องการข้อมูลเพิ่มเติมคลิ๊กลิ้งที่ภาพได้เลยครับ
