fbpx

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ หรือ 3D Printer คืออะไร

3D Printer นวัตกรรมการผลิตสมัยใหม่

เครื่อง 3D Printer คือเทคโนโลยีการผลิตที่สามารถเปลี่ยนข้อมูลดิจิติล หรือแบบจำลอง 3 มิติ ที่สร้างขึ้น ให้กลายเป็นชิ้นงานจริงที่สามารถจับต้องได้ โดยหลักการของเครื่องคือการเติมเนื้อวัสดุ (additive) ทีละชั้น (layer by layer) จนได้ตามแบบที่ต้องการ ซึ่งแตกต่างจากกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมเช่น เครื่องกลึง เครื่องกัด เครื่องตัด หรือเครื่อง CNC ที่มักใช้การตัด หรือนำเนื้อวัสดุออก (subtractive) ดังนั้นวัสดุที่ใช้และสูญเสียในการผลิตจึงน้อยกว่ามาก รวมไปถึงการใช้งานของเครื่องที่ใช้เวลาในการเรียนรู้น้อยกว่ามาก ดังนั้นเราจึงเห็นประเทศในฝั่งตะวันตกส่งเสริมให้มีการใช้ตั้งแต่การศึกษาขั้นพื้นฐาน
ประโยชน์ที่เห็นได้ชัดเจนจากเครื่อง 3D Printer คือ ผู้ใช้สามารถสร้างหรือประดิษฐ์สิ่งของ อะไหล่ ชิ้นส่วนต่างๆได้เอง โดยไม่ต้องพึ่งโรงงานร้านที่รับผลิต โดยทักษะที่ต้องมีคือการสร้างหรือเขียน แบบจำลอง 3 มิติ ขึ้นมา โดยใช้โปรแกรมต่างๆ ซึ่งปัจจุบันมีทั้งฟรีและเสียเงิน รวมถึงวัตถุประสงค์ของโปรแกรมที่แตกต่างกัน เช่น งานปั้นสิ่งมีชีวิต การเขียนแบบศิลปะ สถาปัตยกรรม หรืองานทางวิศวกรรม เป็นต้น

ข้อดีของเทคโนโลยี 3D Printing

1. ต้นทุนการผลิตต่ำ รองรับการสร้างงานต้นแบบหรือผลิตจำนวนน้อย

ปัจจุบันเครื่องพิมพ์ 3D มีราคาถูกลงมาก จนคนทั่วๆไปสามารถหาซื้อได้ ทั้งการซื้อจากโรงงานโดยตรงผ่าน Alibaba Lazada Aliexpress หรือตัวแทนจำหน่ายในไทย ทำให้กระบวนการผลิตชิ้นส่วนต่างๆ ไม่จำกัดอยู่แต่ในโรงงานผลิต ซึ่งส่วนใหญ่รัเฉพาะการผลิตจำนวนมาก (Mass production) หากเป็นคนทั่วไป หรือยังเป็นแค่งานต้นแบบ (Prototype) คงไม่สามารถสั่งผลิตได้ นอกจากตัวเครื่องแล้ว วัสดุในปัจจุบันทั้งแบบ Filament หรือ Resin ก็มีราคาถูกลง และสมบัติที่หลากหลายตามความต้องการ ดังนั้นเทคโนโลยี 3D Printing จึงมีใช้ในทุกระดับตั้งแต่บุคคลทั่วไป จนไปถึงโรงงานขนาดใหญ่

FDM sample

2. อิสระด้านการดีไซน์ผลิตภัณฑ์​

เทคโนโลยี 3D Printing เป็นการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุเข้าไป ดังนั้นจึงไม่ต้องคำนึงถึงรายละเอียดที่ซับซ้อนภายในชิ้นงาน ซึ่งต่างจากการผลิตทั่วไป ที่ทำได้เฉพาะผิวด้านนอก หรือต้องใช้เครื่องจักรที่ราคาสูงมากถึงจะผลิตได้ เช่น CNC 5 แกน ในขณะที่เครื่อง 3D Printer ไม่มีข้อจำกัดดังกล่าว

3. การดัดแปลงแก้ไขชิ้นงาน​

เนื่องจากการพิมพ์ 3 มิติ คือการผลิตชิ้นงานทีละชิ้น โดยใช้หลักการเติมเนื้อวัสดุ ดังนั้นสามารถที่จะผลิตชิ้นงานจำนวนมาก ที่ดัดแปลงายละเอียดเล็กๆ แต่ละชิ้นให้แตกต่างกันโดยที่ต้นทุนไม่เปลี่ยนแปลง เช่น ป้ายชื่อ ขนาดเกลียว หรือแม้กระทั่งสีของชิ้นงาน ที่ปรับเปลี่ยนได้ตามต้องการ

ขั้นตอนการทำงานของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

1. การสร้างแบบจำลอง 3 มิติ (3D modelling)​

เป็นขั้นตอนเริ่มต้นของการใช้งาน โดยใช้โปรแกรมทางคอมพิวเตอร์หรือ CAD เขียนแบบชิ้นงานออกมาเป็น 3 มิติ ตามขนาดและรูปร่างที่ต้องการ ซึ่งปัจจุบันสามารถหาโปรแกรมฟรีแวร์และราคาถูกได้ง่ายมาก เช่น Autodesk Fusion 360, Blender, TinkerCAD หลังจากนั้นจึงเซฟหรือ export เป็นไฟล์ 3 มิติ ที่ใช้กันทั่วไปคือนามสกุล .stl หรือ .obj เพื่อใช้งานต่อไป

2. การสไลด์แบบจำลอง 3 มิติ (Slicing)

ขั้นตอนนี้เป็นการนำแบบจำลอง 3 มิติ ที่สร้างขึ้น มาแบ่งเป็นชั้นๆ ตามความละเอียดที่เครื่องและเทคโนโลยีรองรับ เช่น เทคโนโลยี FDM 3D Printing อยู่ที่ประมาณ 50-300 ไมครอน (0.05-0.3 mm) หรือแบบเรซินอยู่ที่ 25-100 ไมครอน (0.025-0.1 mm) รวมไปถึงกำหนดค่าตัวแปรอื่นๆที่เกี่ยวข้อง เช่น ความเร็วในการพิมพ์ อุณหภูมิ การสร้าง support โดยไฟล์ที่ได้จากการสไลด์ส่วนใหญ่จะเป็นนามสกุล .Gcode เหมือนเครื่อง CNC หรือเป็นนามสกุลอื่นๆ ที่เข้ารหัสเฉพาะเครื่อง

3. การพิมพ์ 3 มิติ (Printing)

ขั้นตอนนี้คือนำไฟล์ที่ได้จากการสไลด์ในข้อที่ 2 มาป้อนให้กับตัวเครื่อง 3D Printer เพื่อเริ่มต้นการพิมพ์

4. การตกแต่งชิ้นงานหลังการพิมพ์ (Post processing)

ขั้นตอนสุดท้ายคือการตกแต่งชิ้นงานหลังการพิมพ์ ซึ่งผู้ใช้สามารถที่จะขัด (Polishing) ทำสี (Painting) หรือนำชิ้นงานหลายๆชิ้นมาประกอบหรือติดกาวเข้าด้วยกัน โดยแต่ละเทคโนโลยีของเครื่อง 3D Printer ก็จะมีขั้นตอนที่แตกต่างกันออกไป

วัสดุสำหรับเครื่องพิมพ์ 3D

วัสดุที่ใช้กับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ มีทั้งพลาสติก (Polymer) เรซิน (Resin) โลหะ (Metal) เซรามิกส์ (Ceramic) ปูน (Cement) ซิลิโคน รวมไปถึงวัสดุชีวภาพอย่างเนื้อเยื่อหรือที่เรียกกันว่า “BioInk” แต่โดยทั่วไปแล้ว จะหมายถึงเครื่องที่ใช้เส้นพลาสติก (Filament) เป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากเป็นเครื่องที่นิยมใช้กันมากที่สุด
Filament
Resin
Powder
Metal
Cement
BioInk

เริ่มต้นอยากใช้งานเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ควรทำอย่างไร

ปัจจุบันเครื่องพิมพ์ 3D นั้นมีหลากหลายเทคโนโลยี แต่ที่บุคคลทั่วไปสามารถจัดหาซื้อได้ คงเป็นเทคโนโลยีแบบเส้นพลาสติก (Fused Deposition Modelling) หรือ FDM  อีกแบบคือใช้เรซินเป็นวัตถุดิบหรือ SLA  (รายละเอียดสามารถอ่านได้ในบทความนี้)

ราคาของเครื่องมีตั้งแต่ราวๆ 8,000 บาท ที่เป็นเครื่องชนิด DIY ต้องประกอบขึ้นเอง และตั้งค่าเองระดับหนึ่ง จนไปถึงหลัก 2 หมื่นบาท ที่ส่วนใหญ่จะพร้อมสำหรับใช้งานตั้งแต่แกะกล่อง หรือในอีกกรณีหากยังไม่จำเป็นต้องซื้อเครื่อง หลายๆร้านที่ขายอยู่ตอนนี้ก็มีบริการพิมพ์ 3 มิติ ในราคาที่ไม่แพง เหมาะสำหรับคนที่ต้องการชิ้นงานมากกว่าตัวเครื่อง ซึ่งก็เป็นอีกวิธีที่ดี และไม่ต้องลงทุนมาก

ต้องการใช้บริการ 3D Printing Service

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

ติดตามข่าวสารและบทความ