SLA 3D Printer คืออะไร แตกต่างกับเครื่องทั่วไปในท้องตลาดอย่างไร

SLA 3D Printer คือ เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่เกิดขึ้นเทคโนโลยีแรกโดย Charle Chuck Hull ผู้ก่อตั้งบริษัท 3D System ใช้การฉายรังสียูวีเพื่อให้เรซินแข็งตัวทีละชั้น ข้อดีของเครื่องพิมพ์ประเภทนี้ คือ ชิ้นงานมีความละเอียดสูง ผิวเรียบ ไม่ต้องตกแต่งหรือขัดชิ้นงานมากเท่ากับเครื่องพิมพ์ประเภทใช้เส้นพลาสติก (Filament) ดังนั้น จึงนำไปใช้กับงานที่ต้องการความละเอียดสูง มีขนาดเล็ก หรืองานที่ไม่มีเวลาตกแต่งขัดผิวมาก เช่น งานจำลองสิ่งของหรือคน งานพระพุทธรูป งานจิวเวลรี หรืองานสถาปัตยกรรม

ข้อดีของเครื่อง SLA 3D Printer

เครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบเรซิน สามารถขึ้นรูปบริเวณส่วนเล็ก ๆ ที่มีรายละเอีดสูง โดยใช้การฉายแสงเลเซอร์วงกลม เส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 150 ไมโครเมตร หรือในกรณีที่เป็น Projector ความละเอียดระดับ Full HD, 2K หรือ 4K สามารถให้ความละเอียดในแกน XY ได้ถึง 23 ไมครอน

ปี 2019 เริ่มมีเครื่องที่ใช้หน้าจอ 4K ออกให้ทดลองใช้บ้างแล้ว โดยราคาต่ำกว่า Projector 4K เป็น 10 เท่า เช่น Phrozen Shuffle 4K ได้ความละเอียด XY ถึง 31 ไมครอน และพิมพ์ได้มากกว่า Titan 2 HR กันเลย

นอกจากความละเอียดที่สูงกว่าเครื่อง 3D Printer ประเภท FDM หรือเส้นพลาสติกแล้ว ในกรณีที่พิมพ์ชิ้นงานหลายชิ้นในครั้งเดียว ก็ไม่มีผลด้านความเร็วในการพิมพ์ โดยเฉพาะเครื่องที่ใช้ Projector เนื่องจากใช้วิธีการฉายแสงทีละชั้น ดังนั้น การเพิ่มชิ้นงานในการพิมพ์มากขึ้นจึงไม่ส่งผลต่อความเร็ว

ปัจจุบันมีการนำเอาหลอด UV ราคาไม่สูงมาใช้ร่วมกับจอ LCD เพื่อใช้ในการฉายภาพที่มีรังสี UV ทำให้เครื่องเรซิน 3D Printer มีราคาที่ถูกลงมากจนคนทั่วไปสามารถจัดหามาได้ แนวโน้มในอนาคตน่าจะมีการนำเอาจอขนาดใหญ่ เช่น 23-40 นิ้วมาประยุกต์ใช้มากขึ้น อย่างที่ Wanhao Duplicator 7 ได้นำจอ LCD 7 นิ้วมาใช้ หรือแม้แต่ Photocentric Liquid Crystal Pro ที่ก็ใช้จอ LED ขนาด 24 นิ้วเช่นกัน

Wanhao Duplicator 7, LCD 3D Printer

Photocentric Liquid Crystal Pro, LCD 3D Printer

วัสดุเรซินสำหรับเครื่อง SLA 3D Printer

เรซินคือหัวใจหลักของเครื่อง ส่วนใหญ่ต้องการความยาวคลื่น UV ที่ 380-410 นาโนเมตร ทำให้เราเห็นแสงที่ฉายเป็นสีม่วง หรือในบางชนิด เช่น Daylight Resin ของ Photocentric จากอังกฤษ จะใช้ความยาวคลื่นที่ 460 นาโนเมตร ซึ่งเห็นเป็นสีน้ำเงิน ทำให้สีที่เห็นจากเครื่องพิมพ์แตกต่างกันออกไป

เรซินที่ใช้กันส่วนใหญ่แบ่งเป็น เรซินแบบทั่วไป (General use) ที่มีลักษณะแข็ง เปราะ แตกหักง่าย และ เรซินเฉพาะงาน (Special Resin) ได้แก่ เรซินแบบยืดหยุ่น (Flexible) เรซินวิศวกรรมที่เหนียว ทนทาน เรซินทนความร้อนสูง (High temp) เรซินสำหรับงานหล่อ (Castable) ที่ผสมแวกซ์ (Wax) ให้เกิดการเผ้าไหม้จนหมดจดขณะนำไปหล่อแบบ และ เรซินเกรดทันตกรรม (Dental Resin) ซึ่งแหล่งข้อมูลที่สำคัญของเรซิน ได้แก่ เว็บไซต์ของ Formlabs ที่มีข้อมูลเรซินหลายชนิด สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับเครื่องทั่วไปได้

เปรียบเทียบงานพิมพ์ระหว่าง SLA 3D Printer และ FDM 3D Printer (2019)

เครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบเรซิน ให้ความคุ้มค่ากว่าเมื่อพิมพ์เต็มพื้นที่ถาด ซึ่งใช้เวลาเท่ากันไม่ว่ามากหรือน้อย หากเปรียบเทียบกันแล้ว บางงานอาจเร็วขึ้นถึง 10 เท่าก็เป็นได้ ในกรณีที่มีจำนวนงานในการพิมพ์ต่อครั้งเต็มพื้นที่

คำนวนโดยโปรแกรม Simplify 3D

คำนวนโดยโปรแกรม Formware

ข้อนี้เป็นจุดเด่นของเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบเรซินที่ให้ผิวคุณภาพสูง มองชั้นพิมพ์ด้วยตาเปล่าไม่เห็น บทความนี้ได้จับเอาเลนส์ Macro ส่องพระ มาเทียบให้เห็นกันชัด ๆ หากใครที่ต้องการงานสวย ๆ พร้อมลงสี เทคโนโลยีนี้ถือว่าตอบโจทย์ได้ดี ในขณะที่แบบเส้นพลาสติกจะเห็นรอยต่อระหว่างชั้นได้ค่อนข้างชัดเจน อย่างไรก็ตาม หากมีการพ่นสีรองพื้นและขัดเก็บงาน ก็จะช่วยให้ชิ้นงานออกมาน่าพอใจได้ แต่ก็มีความยากพอสมควรหากชิ้นงานมีขนาดเล็ก

ข้อเสียของเครื่อง SLA 3D Printer

เทคโนโลยี SLA มีข้อดีมากมาย และมีการใช้งานมานานกว่า 30 ปี ซึ่งปัจจุบันก็ยังคงนิยมอยู่ และมีแนวโน้มจะเข้าสู่คนทั่วไปมากขึ้นเรื่อย ๆ อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของเครื่องประเภทนี้ คือ จำเป็นต้องทำความสะอาดบ่อยครั้ง เนื่องจากเรซินเป็นของเหลว รวมไปถึงขั้นตอน Post Processing ที่ต้องใช้แอลกอฮอล์ (IPA) ในการล้างชิ้นงาน ซึ่งค่อนข้างมีกลิ่นฉุนและเป็นอันตรายหากสูดดมเข้าไปในปริมาณมาก ดังนั้น บริเวณที่ทำงานควรเป็นที่ที่มีอากาศถ่ายเทได้สะดวก และมีอุปกรณ์ป้องกันกลิ่นที่ได้มาตรฐาน และยังไม่เหมาะสำหรับเด็กเล็ก ๆ ในการใช้งานเป็นอย่างยิ่ง

ตัวอย่างผลงานจาก Wanhao Duplicator 7