เครื่อง Resin 3D Printer ทั่ว ๆ ไป ส่วนใหญ่เป็นระบบ Top-Down หรือ ฐานพิมพ์เลื่อนลงด้านล่าง เพื่อพิมพ์แล้วเลื่อนขึ้นทีละชั้น (layer) ทุกครั้งที่เคลื่อนที่ขึ้น แรงยึดเกาะระหว่างชิ้นงาน+ฐานพิมพ์+ในตัวชิ้นงาน ต้อง มากกว่า แรงระหว่างชิ้นงานกับฟิล์มด้านล่าง (Part & Build plate > Suction Force) หากน้อยกว่า ชิ้นงานก็จะหลุดอยู่ในถาดเรซิน ดังนั้น การแก้ปัญหาดังกล่าวจึงต้องใช้การเอียงชิ้นงานเพื่อลดพื้นที่สัมผัส (Suction area) แทน โดยสามารถเอียงประมาณ 30-60 องศา
บทความนี้ จึงนำชิ้นงานทดสอบมาลองวางในแต่ละมุม (0, 15, 30, 60 และ 90 องศา ไม่มี 45 องศา) ซึ่ง เป็นชิ้นงานทั่ว ๆ ไป โดยมีสิ่งที่พิจารณาด้วยกัน ดังนี้
- ความเร็วในการพิมพ์
- การบิดเบี้ยวของชิ้นงาน
- รายละเอียดเมื่อมองด้วยตาเปล่าและระดับ Macro
เครื่องที่นำมาใช้ทดสอบ คือ Elegoo Mars เรซินต้นแบบทั่วไป การตั้งค่าตามภาพด้านล่างตามที่โรงงานเซ็ตค่ามา คือ 50 ไมครอน เวลาฉายแสง 8 วินาที (สามารถลดได้ถึง 6.5 วินาที สำหรับงานเล็ก ๆ) และใช้การสร้าง support แบบอัตโนมัติ
เนื่องจากเป็นเครื่องพิมพ์ 3 มิติ แบบ LCD ดังนั้น เมื่อพิมพ์พร้อมกันทุกชิ้น จะใช้เวลาราว ๆ 2 ชั่วโมงเป็นอันเสร็จเรียบร้อย
ความเร็วในการพิมพ์
ถึงแม้จะเสร็จสิ้นพร้อมกัน แต่หากพิมพ์แยกแต่ละตัว จะใช้เวลาต่างกันพอสมควร เมื่อเทียบระหว่างวางแนวราบกับตั้งตรง 90 องศา
การบิดเบี้ยวของชิ้นงาน
ชิ้นงานที่นำมาทดลองเป็นชิ้นงานที่สมมาตรและค่อนข้างบาง ดังนั้น จะแทบไม่เห็นความแตกต่างยกเว้นชิ้นงานที่วางระนาบ พื้นด้านล่างจะมี support มากกว่าแบบอื่นเล็กน้อย
รายละเอียด
สังเกตเห็นรอยระหว่างชั้นส่วนที่เป็นผิวโค้งเฉพาะชิ้นงานที่ตั้ง 90 องศาเท่านั้น เมื่อเอียงมุมอื่น ๆ แม้จะใช้เลนส์ส่องพระโดยเฉพาะก็ยังมองได้ยาก ดังนั้น หากมองด้วยตาเปล่า กล่าวได้ว่ายากที่จะแยกถึงความต่าง
มาในส่วนของชิ้นงานที่ยากมากขึ้น โดยเป็นเหรียญ Bitcoin มีรายละเอียดสูงทั้ง 2 ด้าน ความหนา 3 mm เส้นผ่านศูนย์กลาง 25 mm ไม่สามารถวางระนาบหรือเอียงได้มาก เนื่องจาก support จะสัมผัสชิ้นงานอีกด้าน ทำให้มีตำหนิเยอะเกินไป เก็บรายละเอียดชิ้นงานยาก จึงวางได้ตามภาพ
จะเริ่มเห็นชัดเจนว่าการวางตั้งตรง ๆ โดยใช้ขนาดและตำแหน่ง support ที่ไม่เหมาะสม จะทำให้ชิ้นงานบริเวณด้านล่างที่มีแรงดึงสูง (suction force) ไม่แข็งแรง ส่งผลให้เกิดรอยบิดเบี้ยวได้
ชิ้นงานแบบทันตกรรม หรือ ชุดฟันของคน เป็นอีกหนึ่งแบบที่ถูกปริ้นมากที่สุด แต่ละผู้ผลิตเครื่องจะมีคำแนะนำต่างกันออกไป โดยการวางชิ้นงานแบบระนาบไปกับพื้นจะใช้เวลาน้อยที่สุด ในขณะที่หากวางชิ้นงานเอียงเวลาจะเพิ่มขึ้นเป็นเท่าตัว อย่างไรก็ตาม งานในกลุ่มนี้มักขึ้นชิ้นงานพร้อมกันหลาย ๆ ชิ้นภายในครั้งเดียว ซึ่งจะเกิดปัญหาแรงดึงระหว่างชั้นแน่นอน เราได้นำ ผลทดสอบการปริ้นชิ้นงานเต็มถาด Phrozen Transform มาให้ชม
ภาพแรก เป็นการวางระนาบกับฐานพิมพ์เต็มพื้นที่ จะพบตำหนิชิ้นงานด้านล่างที่ผิวไม่เรียบ ในขณะที่วางเอียงแบบ 45 องศานั้น จะได้งานที่เนียนเรียบสวยงาม ในภาพที่สอง
ขณะที่ผิวด้านล่าง จำเป็นต้องมีการขัดเก็บชิ้นงานให้เรียบเช่นเดียวกัน เนื่องจากมี support จำนวนมาก ส่วนชิ้นงานที่วางเอียงนั้น กลับได้ผิวที่เรียบแทบไม่ต้องขัดตกแต่ง
ข้อดีอีกอย่างของการวางเอียง คือ สามารถใช้ support ขนาดเล็กกับชิ้นงานได้ เหมาะกับงานเล็กที่ตกแต่งได้ยาก แต่หากต้องมีการ Post Processing อยู่แล้ว การวางระนาบกับพื้นเพื่อประหยัดเวลา ก็เป็นทางเลือกที่ดีกว่า
สำหรับเครื่อง LCD 3D Printer ขนาด 5.5 นิ้ว ความละเอียด 2K ที่มีความละเอียด XY 47 ไมครอน ควรตั้ง Layer Height และมุมเอียง โดยอ้างอิงข้อมูลด้านล่าง
- ต้องการความละเอียด 50 ไมครอน (0.05 mm) ควรเอียงมุม 46.62 องศา โดยเฉพาะส่วนที่เป็นผิวโค้ง จะลดรอยหยักได้เกือบทั้งหมด
- ต้องการความละเอียด 20 ไมครอน (0.02 mm) ควรเอียงมุม 22.94 องศา หรือสามารถเอียงมากกว่านี้ได้ แต่ต้องไม่ต่ำกว่าค่าที่แนะนำ
ที่มา : Anycubic Photon User Group
เมื่อใช้การตั้งค่าตามข้อมูลด้านบน จะช่วยให้รอยต่อที่เป็นชั้น ๆ (step) ลดลงไปได้มาก รวมถึงนักออกแบบหลายคนยึดหลักการนี้ โดยดีไซน์ชิ้นงานตามทฤษฎี ทำให้งานออกมาสวยงาม เช่น ไฟล์ Calibration ของ Prusa SL1 ที่ตั้งใจให้คนปริ้นทดสอบขึ้นไปตรง ๆ ไม่ต้องมีการเอียง และยังได้ชิ้นงานที่สวยงามทุกมุม
สำหรับมือใหม่หัดใช้เครื่องอาจจะดูเป็นเรื่องยาก เพราะไม่ทราบว่าจะเริ่มต้นอย่างไร ทางผู้เขียนก็แนะนำว่าเริ่มจากการวางงานง่าย ๆ เช่น เอียง 45 องศา หรือตั้งชิ้นงานตรง ๆ ไปเลย หากใช้งานไปนานสักระยะ จะสามารถรู้ได้โดยประสบการณ์ว่า ชิ้นงานลักษณะนี้ควรจะหลบมุมอย่างไร โดยเทคนิคที่ควรจดจำและนำมาใช้อยู่เสมอ คือ
-
ไม่ควรวางชิ้นงานลงบนฐานพิมพ์ตรง ๆ ควรมีฐานจำลอง (raft) และมี support ไปเชื่อมชิ้นงานอีกที เพื่อลดปัญหาขนาดแกนสูง (Z) ผิดเพี้ยนจากแรงกด
-
เอียงชิ้นงานตาม Golden Ratio ถึงแม้มุม 45 องศาจะเป็นมาตรฐาน แต่หากพิมพ์ที่ความละเอียดสูง เช่น 20 ไมครอน ควรเอียงเพียง 23 องศาก็เพียงพอ และยังพิมพ์ได้เร็วมากขึ้นหลายเท่า
- การเลือก support ที่เหมาะสม ควรเลือกระหว่างขนาดใหญ่หรือขนาดเล็ก และเน้นจำนวนแทน โดยขึ้นอยู่กับชนิดเรซิน โดยใช้หลักการว่า หากลดขนาดลงมาแล้ว ตัวเรซินยังแข็งแรงพอสำหรับการรับน้ำหนักไหวหรือไม่ ส่วนใหญ่ ขนาด supportไม่ควรใช้ต่ำกว่า 0.8 mm สำหรับแกนหลัก และ 0.6 mm สำหรับบริเวณที่สัมผัสชิ้นงาน
