Temp Sensor คืออะไร
เครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบ FDM นั้นอาศัยการให้ความร้อนจนเส้นพลาสติกหลอมละลายแล้วฉีดขึ้นรูปทีละชั้น ดังนั้นจึงเกี่ยวข้องอุณหภูมิโดยตรง ซึ่งเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ หรือ Temp Sensor นั้นมีหลายชนิด แต่ละชนิดก็มีความเหมาะสมในการใช้งานที่ไม่เหมือนกัน ในอีก 2-3 ปี ข้างหน้า พลาสติกชนิดประสิทธิภาพสูง เช่น PEEK PAEK ULTEM (อ่านข้อมูลเพิ่มเติม) จะมีแนวโน้มการใช้งานมากขึ้น ราคาถูกลง ซึ่งอุณหภูมิที่ใช้จะแตกต่างกับวัสดุตระกูล PLA ABS PETG ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน โดยหลักๆเซ็นเซอร์ที่ใช้กันจะมีอยู่ 3 กลุ่ม คือ
1. Thermistor (เทอร์มิสเตอร์)
เป็นที่นิยมใช้กันมากที่สุด โดยอาศัยหลักการวัดความต้านทานที่ต่างกัน แล้วนำมาคำนวนเป็นอุณหภูมิ ซึ่งโดยปกติจะแม่นยำในช่วง -90 ถึง 130 องศาเซลเซียส แต่ในกรณีของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ นั้นจะใช้ตัวที่เป็น NTC 100K หรือชื่อเต็มๆคือ Negative Temperature Coefficient 100K โอห์ม ซึ่งเหมาะกับการใช้งานวัดอุณหภูมิที่พื้นผิวใดๆ กับอากาศ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นความต้านทานจะลดต่ำลงมาก นำค่าดังกล่าวไปคำนวนเป็นอุณหภูมิโชว์ที่หน้าจอ
- ช่วงการใช้งานที่เหมาะสมของ NTC 100K ในเครื่องตระกูล Reprap จะอยู่ที่ -50 – 300 องศาเซลเซียส (Reprap)
- ราคาถูกที่สุด บอร์ดรองรับได้ทั้งหมด
- ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงได้ไวมากที่สุด
- ความแม่นยำสูงในช่วงการใช้งาน โดยไม่ต้องคาริเบรตมาก
- บางชนิดสามารถวัดไปถึง 500 องศาเซลเซียส ซึ่งต้องใช้การคาริเบรตที่แม่นยำมาก
2. Resistance Temperature Detectors (RTD)
มีวิธีการวัดที่เหมือนกับตัว Thermistor แต่ตัววัสดุที่ใช้วัดความแตกต่างจะเป็นกลุ่มโลหะ (Thermistor จะเป็นพอลิเมอร์ หรือเซรามิกส์) เช่น นิกเกิล แพลทินัม หรือทองแดง ดังนั้นช่วงการวัดอุณหภูมิจึงสูงกว่า มักนิยมใช้ในเครื่อง 3D Printer ระดับอุตสาหกรรม ที่ต้องปริ้นวัสดุวิศวกรรมเช่น PEEK Ultem หรือ PEAK ที่อุณหภูมิหัวฉีดอยู่ที่ 350-450 องศาเซลเซียส ทั้งนี้ในเครื่องระดับล่างก็มีการนำมาใช้งานบ้างในชื่อ PT-100 (ความต้านทาน 100 โอห์มที่ 0 องศาเซลเซียส) อยู่ในเครื่อง Wanhao Duplicator 6, Zotrax M200
- ช่วงวัดอุณหภูมิได้ถึง 800 องศาเซียส
- สำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ต้องมีบอร์ดรองรับภายนอก เพื่อแปลงค่าให้เครื่องตระกูล Reprap อ่านได้ เพื่อใส่ไว้ในบอร์ดควบคุมหลักแล้ว
- ความแม่นยำสูงมาก
- ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงช้า
- PT 100 ที่แนะนำกันรองรับอุณหภูมิ 450 องศาเซลเซียส
3. Thermocouple
เป็นเซ็นเซอร์ที่ใช้กันมากในอุตสาหกรรม มีอยู่ด้วยกันหลายประเภท เช่น E, J, K, N & T แบ่งตามวัสดุที่นำมาใช้ผลิต สำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ที่ใช้กันจะเป็น Type K ช่วงการวัดอุณหภูมิอยู่ที่ −200 – +1500 องศาเซลเซียส เพียงพอต่อการใช้งาน วิธีการวัดของเซ็นเซอร์ชนิดนี้ตามชื่อเลย คือการวัดอุณหภูมิที่แตกต่างกันของโลหะ 2 ชนิด ซึ่งอยู่ในส่วนที่สัมผัส มักมีกระเปาะมาหุ้ม เลยไม่เห็นข้างใน เป็นเซ็นเซอร์ชนิดหนึ่งที่ทนทานมาก เหมาะกับเครื่องระดับอุตสาหกรรม
- ช่วงวัดอุณหภูมิได้ถึง 1500 องศาเซียส (Type K)
- สำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ต้องมีบอร์ดรองรับภายนอก เพื่อแปลงค่าให้เครื่องตระกูล Reprap อ่านได้ เพื่อใส่ไว้ในบอร์ดควบคุมหลักแล้ว
- ความแม่นยำด้อยกว่า 2 ประเภทด้านบน แต่ก็เพียงพอกับอุณหภูมิใช้งาน หากต้องการความแม่นยำ ต้องคาริเบรตการวัดอย่างดี
- หากหาหัวหุ้มแบบเป็นเกลียวได้ จะช่วยในการติดตั้งกับเครื่องง่ายยิ่งขึ้น
