ความสำคัญของฟิล์มในเครื่อง Resin 3D Printer
หลักการทำงานของเครื่อง Resin 3D Printer ที่ใช้เทคโนโลยี LCD คือ การฉายแสงยูวีตามภาพเพื่อให้เรซินเกิดปฏิกริยาทางเคมีเปลี่ยนสภาพเป็นของแข็งทีละชั้น การเคลื่อนที่ของฐานพิมพ์ส่วนใหญ่เป็น ระบบ Top-Down ต้องอาศัยการดึงเรซินแข็ง (Cured Resin) ให้หลุดจากตัวฟิล์มหรือวัสดุที่แสงส่องผ่านได้บริเวณด้านล่างสุดทุกชั้นของการพิมพ์ ดังนั้น มีหลายตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับความสำเร็จ หรือปัญหาที่เกิดขึ้น ซึ่งฟิล์มที่ติดอยู่บริเวณด้านใต้ของถาดเรซิน (Resin Tank หรือ VAT) เป็นอีกปัจจัยที่มีผลมากอีกปัจจัยหนึ่ง
ฟิล์มที่เหมาะสมควรมีสมบัติเป็นอย่างไร?
- แสงส่องผ่านได้ดีมาก หลายๆยี่ห้อมักมีการการันตีว่าแสงส่องผ่านได้ในระดับ 90% ขึ้นไป ทั้งนี้เมื่อใช้ไปนาน ๆ ก็จะมีความขุ่นทำให้ความสามารถในการส่องผ่านลดลงไปตามอายุการใช้งาน
- มีคุณสมบัติป้องกันชิ้นงานติดตัวฟิล์มได้ดี เพื่อให้ลอกงานแต่ละชั้นได้ง่าย
- มีความยืดหยุ่น ทนต่อแรงดึงต่อเนื่องจำนวนหลายครั้งโดยไม่เสียรูป เนื่องจากต้องรับแรงดึงตลอดระยะเวลาการพิมพ์
- ทนต่ออุณหภูมิที่สูง โดยปกติเมื่อเรซินเปลี่ยนสภาพจากของเหลวเป็นของแข็ง จะคายพลังงานความร้อนออกมาสูงมาก ซึ่งฟิล์มบางประเภทจะไม่สามารถทนได้ (สามารถทดสอบได้โดยนำเรซินเหลวไปตากแดด จะเห็นควันขึ้น)
- ราคาไม่สูงจนเกินไป ด้วยการใช้งานส่วนใหญ่มักใช้กับเครื่อง LCD ที่เริ่มต้นหลักพันจนไปถึงหลักหมื่น ซึ่งเป็นกลุ่มที่ไม่ได้มีงบประมาณซ่อมบำรุงและเปลี่ยนชิ้นส่วนมากเหมือนระดับเครื่องการผลิตในอุตสาหกรรม
ACF Film คืออะไร ทำไมมีคนสนใจในปัจจุบัน
ประวัติของ ACF Film หรือ Anisotropic conductive film นั้นต้องย้อนไปถึงช่วงปี 1980 เป็นการพัฒนาร่วมกันของบริษัท Hitachi Chemicals และ Dexerials ใช้ในอุตสาหกรรมผลิตจอ LCD ซึ่งบางการใช้งานก็มีผลิตเป็นลักษณะกาวประสานที่เรียกว่า ACP (Anisotropic Conductive Paste) ซึ่งทั้ง 2 รูปแบบถูกเรียกรวมว่า ACAs (Anisotropic Conductive Adhesives) ทุกวันนี้ก็ยังมีการใช้งานตามปกติในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ในกลุ่มหน้าจอต่าง ๆ ในปัจจุบัน
- สำหรับ ACF Film ยังไม่มีใครอ้างถึงว่านำมาใช้กับเครื่อง 3D Printer เป็นเจ้าแรก แต่ผู้เขียนเคยเห็นเมื่อ 2 ปีก่อนในแบรนด์ EPAX ซึ่งสมัยนั้น ต้นทางก็ไม่ได้ระบุว่าเป็นวัสดุชนิดอะไร แต่มีความหนาและอ่อนนุ่มคล้าย ACF ในปัจจุบัน ยิ่งช่วงนั้นหลายแบรนด์นำเสนอในรูปแบบ nFEP หรือ Non FEP โดยที่ไม่ได้ระบุวัสดุ ดังนั้น จึงเป็นข้อมูลอย่างไม่เป็นทางการว่าคือวัสดุอะไรกันแน่ในยุคนั้น
- การเข้ามาที่แพร่หลายมากขึ้นของ ACF เกิดจาก Supplier ของจีนที่ชื่อ Aorita3D นำเสนอให้เหล่าผู้ผลิตเครื่อง 3D Printer ทั้งหลาย รวมถึงขายตรงสู่ user ทั่วไป ทำให้ได้รับความนิยมมากขึ้น โดยคนใช้งานจะพบความแตกต่างการลอกงานได้ชัดเจน เสียงในการลอกงานใหญ่ ๆ เต็มพื้นที่พิมพ์เงียบลงมาก งานเล็ก ๆ แทบจะไม่ได้ยินเสียงเลย อัตราสำเร็จก็เพิ่มสูงขึ้น งานดึงไม่ขึ้น งานหลุดก็ต่ำลง
- ส่วนข้อเสียของ ACF ในขณะที่เขียนบทความ น่าจะเป็นเรื่องที่หลายช่องที่รีวิวเครื่อง LCD 3D Printer 12K พบปัญหา Artifact เส้นตามผิว ปัญหางานไม่คมชัด ลามไปถึงการปริ้นวัสดุวิศวกรรมไม่ติด (คลิก) โดยในบทความนี้จะทดสอบเปรียบเทียบให้เห็นข้อดี-ข้อเสีย ในแต่ละประเด็นให้ชัดๆ ว่าผู้ใช้ควรจะเลือกฟิล์มชนิดใดดี
- ผลทดสอบจาก Ameralabs แสดงถึงแรงดึงของ ACF Film สีเทา อยู่ในกลุ่มต่ำสุด
- FEP 50 ไมครอน อาจเป็นอีกตัวเลือกที่ดี แต่จะพบปัญหาความทนทานและรั่วซึมตามได้ง่าย อีกทั้งในไทยราคาสูงมาก
- ด้านราคาของตัวฟิล์มสำหรับแบรนด์ Phrozen ก็ไม่ได้ต่างกันมาก แต่ด้วยความที่แพ็คเกจของ ACF 1 เซ็ตมีถึง 3 แผ่น ทำให้ดูราคาสูงกว่าพอสมควร
รายละเอียดการทดสอบ
- เครื่องที่ใช้เป็น Mini 8K S รุ่นใหม่ล่าสุดที่น่าจะเป็นตัวแทนของความละเอียดได้ดี
- วัสดุที่ใช้ Phrozen Aqua Red Clay 8K 50 ไมครอน เป็นตัวแทนกลุ่มเรซินทั่วไป
- วัสดุที่ใช้ Bluecast X-One 30 ไมครอนตัวแทนงานกลุ่มจิวเวลรี
- วัสดุที่ใช้ Oynx Rigid Pro 410 50 ไมครอน กลุ่มวิศวกรรม
- Speed Resin สำหรับทดสอบกับ Mega 8K งานใหญ่ ๆ คาดว่าตัวนี้น่าจะเห็นผลไม่มาก เพราะปกติก็ดึงเร็วและไม่สูงมากอยู่แล้ว
การหาค่าเวลาในการฉายแสงของ ACF Film
- เพื่อให้ตัวแปรทั้งหมดเหมือนกันในตอนแรก จะควบคุมเวลาฉายแสงให้เท่ากันทั้ง nFEP และ ACF Film ทั้งนี้ จากผลทดสอบที่ออกมา ACF ที่มีความขุ่นทำให้แสงมีความเข้มลดลง ทำให้เวลาในการฉายแสง (Explosure Time) นานยิ่งขึ้น
- ดังนั้น ควรทดสอบหาเวลาที่เหมาะสมกับเรซินแต่ละชนิดใหม่โดยไม่อิงจาก nFEP
ผลทดสอบจาก Ameralabs แสงส่องผ่านได้น้อยกว่า 2% โดยประมาณ
ACF Film ต้องเพิ่มเวลาฉายแสง
สำหรับเรซิน Aqua 8K จะต้องเพิ่มราว ๆ 20-30% บางชนิดก็ไม่จำเป็น
- ชิ้นงานตัวอย่างที่นำมาทดสอบเหมือนการรีวิวเครื่องที่ผ่านมา เพื่อให้ตรวจสอบและแยกแยะความแตกต่างได้ดีที่สุด
- สำหรับ Phrozen RP Tester ใครสนใจสามารถดาวน์โหลดได้ที่ Phrozen
_______________________________________________
Mini 8K S
- ในกรณีของ Mini 8K S พบว่า ACF Film ต้องใช้เวลาฉายแสงมากกว่าตัว nFEP
- เวลาที่คำนวนจาก Chitubox เมื่อใช้ nFEP และ ACF Film จะต่างกับการปริ้นจริงทั้งคู่ โดย ACF จะคลาดเคลื่อนมากกว่า จากความเป็นจริงที่ ตัวเครื่องไม่สามารถเคลื่อนที่ ขึ้น – ลง ได้เร็วตามที่ตั้งไว้ (มีความหน่วง อัตราเร่งต่ำ) หรือบางแหล่งข้อมูลก็แจ้งว่ามอเตอร์ที่ใช้ไม่สามารถหมุนได้เร็วตามความเร่งที่ต้องการ
- ความเร็วในการขึ้นลงของ ACF ตั้งไว้ 300 mm/mins (มากสุดของ Firmware ปัจจุบัน)
- เวลารวมจริงลดไป ถึง 38% ยิ่งงานใหญ่ ๆ จะเห็นผลชัดเจนขึ้น
- ผลงานการพิมพ์สามารถดูได้จากภาพเปรียบเทียบด้านล่าง บางภาพแสงและเงาอาจจะแตกต่างกัน แต่เรื่องความละเอียดสามารถมองเห็นได้ชัดเจน
ซ้าย nFEP ขวา ACF
- รอบนี้เป็นผลการปริ้นจากเรซิน Bluecast X-One สำหรับคนทำงานจิวเวลรีโดยเฉพาะ
- Profile การปริ้นใช้ของ Official Setting จากทาง Bluecast คือ 30 ไมครอน เวลาฉายแสงเท่าเวลายก ทั้ง nFEP และ ACF
- ผลที่ได้แยกความแตกต่างได้ยากเช่นเดิม ยิ่งหากเอาไปหล่อต่อ ปัจจัยอื่นน่าจะมีผลต่อคุณภาพมากกว่าตัวงานพิมพ์
ซ้าย nFEP ขวา ACF
สรุปการปริ้น Mini 8K ด้วย ACF Film
แม้กระทั่ง Mini 8K S ที่ความละเอียด 22 ไมครอน ยังมองความต่างเรื่องรายละเอียดและความคมได้ยากมาก
_______________________________________________
Mighty 8K
- ผลทดสอบ Mighty 8K เวลาฉายแสงก็ให้ผลเช่นเดียวกัน คือ หากเป็น ACF ต้องเพิ่มเวลาเล็กน้อย
- เวลาในการปริ้นจริงสำหรับ profile มาตรฐาน Phrozen จูนมาค่อนข้างแม่นยำไม่ต่างจากใน Chitubox ในขณะที่ความเร็วของ ACF คำนวนผิดพลาดไปครึ่งหนึ่งเลยทีเดียว
- รวมเวลาจริงลดไป 25% รออัพเดด Firmware เช่นเดิม
ซ้าย nFEP ขวา ACF
สรุปการปริ้น Mighty ด้วย ACF Film
ในด้านความละเอียดไม่ได้แตกต่างจาก nFEP แต่มีโอกาสที่รายละเอียดขนาดเล็กจะหลุด ฉีกขาด หรือเสียหายจากแรงดึงที่สูงกว่าเดิมได้
_______________________________________________
