ACF Film กับ nFEP Film แบบไหนดีกว่ากัน และควรเลือกซื้ออย่างไร?

ความสำคัญของฟิล์มในเครื่อง Resin 3D Printer

หลักการทำงานของเครื่อง Resin 3D Printer ที่ใช้เทคโนโลยี LCD คือ การฉายแสงยูวีตามภาพเพื่อให้เรซินเกิดปฏิกิริยาทางเคมีเปลี่ยนสภาพเป็นของแข็งทีละชั้น การเคลื่อนที่ของฐานพิมพ์ส่วนใหญ่เป็นระบบ Top-Down ต้องอาศัยการดึงเรซินที่แข็งตัวแล้ว (Cured Resin) ให้หลุดจากตัวฟิล์มหรือวัสดุที่แสงส่องผ่านได้บริเวณด้านล่างสุดในทุกชั้นของการพิมพ์ ดังนั้น จึงมีหลายตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับความสำเร็จหรือปัญหาที่เกิดขึ้น ซึ่งฟิล์มที่ติดอยู่บริเวณด้านใต้ของถาดเรซิน (Resin Tank หรือ VAT) เป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่มีผลอย่างมาก

ฟิล์มที่เหมาะสมควรมีสมบัติเป็นอย่างไร?

แสงส่องผ่านได้ดีมาก หลายยี่ห้อมักมีการการันตีว่าแสงส่องผ่านได้ในระดับ 90% ขึ้นไป ทั้งนี้เมื่อใช้ไปนาน ๆ ก็จะมีความขุ่นทำให้ความสามารถในการส่องผ่านลดลงไปตามอายุการใช้งาน
มีคุณสมบัติป้องกันชิ้นงานติดตัวฟิล์มได้ดี เพื่อให้ลอกงานแต่ละชั้นได้ง่าย
มีความยืดหยุ่น ทนต่อแรงดึงต่อเนื่องจำนวนหลายครั้งโดยไม่เสียรูป เนื่องจากต้องรับแรงดึงตลอดระยะเวลาการพิมพ์
ทนต่ออุณหภูมิที่สูง โดยปกติเมื่อเรซินเปลี่ยนสภาพจากของเหลวเป็นของแข็ง จะคายพลังงานความร้อนออกมาสูงมาก ซึ่งฟิล์มบางประเภทจะไม่สามารถทนได้ (สามารถทดสอบได้โดยนำเรซินเหลวไปตากแดด จะเห็นควันขึ้น)
ราคาไม่สูงจนเกินไป เนื่องจากการใช้งานส่วนใหญ่มักใช้กับเครื่อง LCD ที่มีราคาตั้งแต่หลักพันจนถึงหลักหมื่น ซึ่งเป็นกลุ่มที่ไม่ได้มีงบประมาณซ่อมบำรุงและเปลี่ยนชิ้นส่วนสูงเหมือนเครื่องในระดับอุตสาหกรรม

ACF Film คืออะไร ทำไมถึงได้รับความสนใจในปัจจุบัน

ประวัติของ ACF Film หรือ Anisotropic Conductive Film นั้นต้องย้อนไปถึงช่วงปี 1980 เป็นการพัฒนาร่วมกันของบริษัท Hitachi Chemicals และ Dexerials เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมผลิตจอ LCD ซึ่งบางการใช้งานก็มีการผลิตออกมาในลักษณะกาวประสานที่เรียกว่า ACP (Anisotropic Conductive Paste) โดยทั้ง 2 รูปแบบถูกเรียกรวมกันว่า ACAs (Anisotropic Conductive Adhesives) และยังคงมีการใช้งานตามปกติในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ในกลุ่มหน้าจอต่างๆ มาจนถึงปัจจุบัน

สำหรับ ACF Film ยังไม่มีการยืนยันแน่ชัดว่าใครเป็นเจ้าแรกที่นำมาใช้กับเครื่อง 3D Printer แต่ผู้เขียนเคยเห็นเมื่อ 2 ปีก่อนในแบรนด์ EPAX ซึ่งสมัยนั้นต้นทางก็ไม่ได้ระบุว่าเป็นวัสดุชนิดใด แต่มีความหนาและอ่อนนุ่มคล้าย ACF ในปัจจุบัน ยิ่งช่วงนั้นหลายแบรนด์นำเสนอในรูปแบบ nFEP หรือ Non FEP โดยที่ไม่ได้ระบุวัสดุ ดังนั้น จึงเป็นข้อมูลอย่างไม่เป็นทางการว่าวัสดุในยุคนั้นคืออะไรกันแน่
การที่ ACF แพร่หลายมากขึ้นในปัจจุบัน เกิดจาก Supplier ของจีนที่ชื่อ Aorita3D นำเสนอให้เหล่าผู้ผลิตเครื่อง 3D Printer หลายราย รวมถึงขายตรงสู่ผู้ใช้ทั่วไป ทำให้ได้รับความนิยมมากขึ้น โดยผู้ใช้งานจะพบความแตกต่างในการลอกงานที่ชัดเจน เสียงในการลอกงานขนาดใหญ่เต็มพื้นที่พิมพ์จะเงียบลงมาก ส่วนงานขนาดเล็กแทบจะไม่ได้ยินเสียงเลย อัตราความสำเร็จในการพิมพ์เพิ่มสูงขึ้น ปัญหาดึงงานไม่ขึ้นหรืองานหลุดก็ลดน้อยลง
ส่วนข้อเสียของ ACF ในขณะที่เขียนบทความนี้ น่าจะเป็นเรื่องที่หลายช่องที่รีวิวเครื่อง LCD 3D Printer ระดับ 12K พบปัญหา Artifact เป็นเส้นตามผิวงาน ปัญหางานไม่คมชัด ลามไปถึงการพิมพ์วัสดุวิศวกรรมไม่ติด (คลิก) โดยในบทความนี้จะทดสอบเปรียบเทียบให้เห็นข้อดี-ข้อเสียในแต่ละประเด็นอย่างชัดเจน เพื่อให้ผู้ใช้ตัดสินใจเลือกฟิล์มที่เหมาะสมที่สุด

ผลทดสอบจาก Ameralabs แสดงถึงแรงดึงของ ACF Film สีเทา ที่อยู่ในกลุ่มต่ำสุด
FEP 50 ไมครอน อาจเป็นอีกหนึ่งตัวเลือกที่ดี แต่จะพบปัญหาความทนทานและรั่วซึมได้ง่าย อีกทั้งในไทยยังมีราคาสูงมาก

ด้านราคาของตัวฟิล์มสำหรับแบรนด์ Phrozen นั้นไม่ได้ต่างกันมาก แต่ด้วยความที่แพ็คเกจของ ACF 1 เซ็ตมีถึง 3 แผ่น ทำให้ดูราคาสูงกว่าพอสมควร

รายละเอียดการทดสอบ

เครื่องที่ใช้คือ Mini 8K S รุ่นใหม่ล่าสุดซึ่งถือเป็นตัวแทนของความละเอียดได้ดี
วัสดุที่ใช้คือ Phrozen Aqua Red Clay 8K ที่ 50 ไมครอน เป็นตัวแทนกลุ่มเรซินทั่วไป
วัสดุที่ใช้คือ Bluecast X-One ที่ 30 ไมครอน เป็นตัวแทนงานกลุ่มจิวเวลรี
วัสดุที่ใช้คือ Onyx Rigid Pro 410 ที่ 50 ไมครอน สำหรับกลุ่มวิศวกรรม
Speed Resin สำหรับทดสอบกับ Mega 8K งานขนาดใหญ่ คาดว่าตัวนี้อาจไม่เห็นผลมากนัก เนื่องจากโดยปกติจะดึงงานเร็วอยู่แล้วและไม่ได้สูงมาก

การหาค่าเวลาในการฉายแสงของ ACF Film

เพื่อให้ตัวแปรทั้งหมดเหมือนกันในช่วงแรก จะควบคุมเวลาฉายแสงให้เท่ากันทั้ง nFEP และ ACF Film อย่างไรก็ตาม จากผลทดสอบพบว่า ACF ที่มีความขุ่นมากกว่าทำให้แสงมีความเข้มลดลง ส่งผลให้เวลาในการฉายแสง (Exposure Time) ต้องนานยิ่งขึ้น
ดังนั้น ควรทดสอบหาเวลาที่เหมาะสมสำหรับเรซินแต่ละชนิดใหม่โดยไม่อิงจากค่าของ nFEP

ผลทดสอบจาก Ameralabs แสดงให้เห็นว่าแสงส่องผ่านได้น้อยกว่า 2% โดยประมาณ

ACF Film จำเป็นต้องเพิ่มเวลาฉายแสง

สำหรับเรซิน Aqua 8K จะต้องเพิ่มเวลาขึ้นราว 20-30% ในขณะที่บางชนิดอาจไม่จำเป็นต้องเพิ่ม

ชิ้นงานตัวอย่างที่นำมาทดสอบเหมือนการรีวิวเครื่องที่ผ่านมา เพื่อให้ตรวจสอบและแยกแยะความแตกต่างได้ดีที่สุด
สำหรับ Phrozen RP Tester ผู้ที่สนใจสามารถดาวน์โหลดได้ที่ Phrozen

_______________________________________________

Mini 8K S

ในกรณีของ Mini 8K S พบว่า ACF Film ต้องใช้เวลาฉายแสงมากกว่าตัว nFEP
เวลาที่คำนวณจาก Chitubox เมื่อใช้ nFEP และ ACF Film จะแตกต่างกับการพิมพ์จริงทั้งคู่ โดย ACF จะมีความคลาดเคลื่อนมากกว่า เนื่องจากในความเป็นจริง ตัวเครื่องไม่สามารถเคลื่อนที่ขึ้น-ลงได้เร็วตามที่ตั้งไว้ (มีความหน่วง หรือมอเตอร์มีอัตราเร่งต่ำตามข้อมูลบางแหล่งที่ระบุว่ามอเตอร์ที่ใช้ไม่สามารถหมุนได้เร็วตามความเร่งที่ต้องการ)
ความเร็วในการขึ้น-ลงของ ACF ตั้งไว้ที่ 300 mm/mins (ซึ่งเป็นความเร็วสูงสุดของ Firmware ปัจจุบัน)
เวลารวมจริงลดลงไปถึง 38% ซึ่งงานขนาดใหญ่จะเห็นผลชัดเจนขึ้น
ผลงานการพิมพ์สามารถดูได้จากภาพเปรียบเทียบด้านล่าง แม้บางภาพแสงและเงาอาจแตกต่างกัน แต่เรื่องความละเอียดสามารถมองเห็นได้ชัดเจน

ซ้าย nFEP ขวา ACF

รอบนี้เป็นผลการพิมพ์จากเรซิน Bluecast X-One สำหรับคนทำงานจิวเวลรีโดยเฉพาะ
โปรไฟล์การพิมพ์ใช้ Official Setting จากทาง Bluecast คือ 30 ไมครอน โดยใช้เวลาฉายแสงเท่ากับเวลายก ทั้ง nFEP และ ACF
ผลที่ได้แยกความแตกต่างได้ยากเช่นเดิม ยิ่งหากนำไปหล่อต่อ ปัจจัยอื่นน่าจะมีผลต่อคุณภาพมากกว่าตัวงานพิมพ์

ซ้าย nFEP ขวา ACF

สรุปการพิมพ์ Mini 8K ด้วย ACF Film

แม้กระทั่งในรุ่น Mini 8K S ที่ความละเอียด 22 ไมครอน ก็ยังมองเห็นความแตกต่างเรื่องรายละเอียดและความคมชัดได้ยากมาก

_______________________________________________

Mighty 8K

ผลทดสอบ Mighty 8K ในเรื่องเวลาการฉายแสงให้ผลเช่นเดียวกัน คือ หากใช้ ACF ต้องเพิ่มเวลาเล็กน้อย
เวลาในการพิมพ์จริงสำหรับโปรไฟล์มาตรฐาน Phrozen ที่จูนมาค่อนข้างแม่นยำ ไม่ต่างจากใน Chitubox ในขณะที่ความเร็วของ ACF กลับคำนวณผิดพลาดไปถึงครึ่งหนึ่ง
เวลารวมจริงลดลงไป 25% (รออัพเดท Firmware เช่นเดิม)