ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเครื่องพิมพ์ 3D เรซิน (Resin 3D Printer)
- เรซินที่ใช้สำหรับเทคโนโลยีนี้เป็นคนละชนิดกับเรซินสำหรับงานหล่อแม่พิมพ์ทั่วไป โดยมักเรียกกันว่ายูวีเรซิน (UV Resin) หรือเรซินไวแสง (Photopolymer)
- หลักการทำงานคือเมื่อเรซินได้รับแสงยูวี จะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีจนแข็งตัว โดยแสงยูวีที่นิยมใช้จะอยู่ในช่วงความยาวคลื่น 365, 385 และ 405 นาโนเมตร (nm) ซึ่งความยาวคลื่น 405 nm เป็นที่นิยมมากที่สุดในปัจจุบัน
- ขั้นตอนการทำงานของเครื่องพิมพ์ 3D เรซินมีความคล้ายคลึงกับเทคโนโลยี 3D Printing อื่นๆ โดยมีขั้นตอนดังนี้: การสร้างโมเดล 3D > การทำ Slice (การแบ่งเลเยอร์) > การพิมพ์ > การอบชิ้นงาน (Post Cure) > การขัดแต่งและประกอบ
- การสร้างโมเดล 3D สามารถใช้โปรแกรมใดก็ได้ที่เหมาะสมกับงาน เช่น งานวิศวกรรม งานสถาปัตยกรรม หรือการทำโมเดลจำลอง โดยมักบันทึกเป็นไฟล์นามสกุลมาตรฐาน เช่น .stl, .obj, .step, .stp เพื่อนำไปใช้ในขั้นตอนถัดไป
- ขั้นตอนการ Slice มักใช้โปรแกรมเฉพาะของเครื่อง ซึ่งที่เป็นที่นิยม ได้แก่ Chitubox และ Lychee ที่รองรับเครื่องหลากหลายรุ่น หรือโปรแกรมที่มาพร้อมกับเครื่องโดยเฉพาะ (มักพบในเครื่องระดับอุตสาหกรรม)
- ขั้นตอนการพิมพ์คือการฉายแสงเพื่อให้เรซินแข็งตัวทีละชั้น โดยมีความหนาของชั้นละ 0.02-0.1 มม. ขึ้นอยู่กับความเหมาะสม จนได้ความสูงตามโมเดลที่ออกแบบไว้
ขั้นตอนการใช้งานที่ควรทราบ สำหรับมือใหม่หัดใช้เครื่องพิมพ์ 3D เรซิน
1. อ่านคู่มือการใช้งาน
- ผู้ผลิตหรือตัวแทนจำหน่ายมักจัดเตรียมคู่มือมาพร้อมกับเครื่อง ควรอ่านขั้นตอนการติดตั้งและอุปกรณ์ที่ให้มาเพื่อให้ใช้งานได้อย่างถูกต้อง
- หลายบริษัททำคลิปแนะนำการใช้งานครั้งแรกไว้บน YouTube แนะนำให้รับชมก่อนเริ่มใช้งานจริง
- ในกรณีที่คู่มือจากผู้ผลิตไม่ละเอียดเพียงพอ ควรศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมจากตัวแทนจำหน่ายประกอบ
2. การปรับระดับฐานพิมพ์ (Calibration) ทำอย่างไร เมื่อไร และทำไมจึงสำคัญ
- การปรับระดับฐานพิมพ์คือการทำให้ฐานพิมพ์ (Buildplate) ขนานกับหน้าจอ LCD ไม่เอียง และมีระยะห่างจากหน้าจอที่เหมาะสม
- ปัญหาจากการปรับฐานไม่ดี ได้แก่ งานไม่ติดฐาน งานหลุด หรือฐานกดทับหน้าจอจนฟิล์มเสียหาย หากเกิดปัญหาเหล่านี้ ให้เริ่มจากการปรับระดับฐานก่อนเป็นอันดับแรก
- ส่วนใหญ่มักทำครั้งแรกก่อนเริ่มใช้งานเครื่อง ไม่จำเป็นต้องทำก่อนการพิมพ์ทุกครั้ง เว้นแต่เมื่อพบปัญหาการพิมพ์
- วิธีการปรับระดับของแต่ละเครื่องมีความแตกต่างกันเล็กน้อย ควรอ่านคู่มือหรือดูคลิปแนะนำอย่างละเอียด เช่น บางเครื่องต้องตั้งค่า Z=0 หลังจากปรับฐานแล้ว (ซึ่งหลายคนมักลืมขั้นตอนนี้)
- หากไม่มีกระดาษสำหรับปรับระดับที่มากับเครื่อง สามารถใช้กระดาษ A4 1-2 แผ่นช่วยปรับระยะห่างระหว่างฐานพิมพ์กับจอ LCD ได้
- สำหรับเครื่องรุ่นที่มีระบบปรับฐานอัตโนมัติ ควรตรวจสอบการทำงานของเซนเซอร์อย่างสม่ำเสมอเพื่อป้องกันความผิดพลาด
3. เลือกเครื่องพิมพ์และเรซินในโปรแกรม Slicer ให้ถูกต้อง
- โปรแกรม Slicer เป็นโปรแกรมแปลงไฟล์ 3D ให้เป็นข้อมูลคำสั่งที่เครื่องจะฉายแสงในแต่ละชั้น โดยตัวคำสั่งจริงคือ G-Code เหมือนในเครื่อง CNC
- การตั้งค่าเรซินเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุด ซึ่งบ่งบอกถึงคุณภาพงาน อัตราความสำเร็จ และระยะเวลาที่ใช้
– เรซินแต่ละชนิดมีการตั้งค่าไม่เหมือนกัน
– เรซินชนิดเดียวกัน แต่ใช้กับเครื่องต่างรุ่นต่างยี่ห้อ ค่าการตั้งค่าก็แตกต่างกัน
– ปกติผู้ผลิตมักมีการตั้งค่ามาตรฐานมาให้ หากใช้เรซินแบรนด์อื่น ต้องปรับเทียบเวลาการฉายแสงก่อนใช้งาน (อ่านวิธีการของ Phrozen)
– ของซิงค์เองมี Resin Profile ให้ดาวน์โหลดเพื่อความสะดวก - อ่านรายละเอียดของตัวแปรต่างๆ ในบทความนี้ (คลิก)
4. ศึกษาการสร้างฐานรอง (Support) ให้เหมาะสมกับงาน
- Support หรือกิ่งรองรับชิ้นงานเป็นอีกหนึ่งตัวแปรสำคัญต่อความสำเร็จและคุณภาพของงานไม่แพ้การตั้งค่าเรซิน
- การสร้าง Support ที่เหมาะสมมีความซับซ้อน เนื่องจากต้องปรับตามชนิดเรซิน ขนาดชิ้นงาน และข้อกำหนดด้านตำหนิบนผิวงาน ทำให้เรื่องนี้เป็นเรื่องที่มือใหม่ต้องทำความเข้าใจและทดลองปรับให้เหมาะสมกับงานของตนเองมากที่สุด
- โปรแกรมเวอร์ชันใหม่ๆ เช่น Chitubox 3.0 ช่วยให้ผู้ใช้เข้าใจได้ง่ายขึ้นว่าจุดใดสำคัญและควรวาง Support อย่างไรเพื่อให้งานพิมพ์สำเร็จ
- Support ที่ใหญ่และจำนวนมากช่วยเพิ่มอัตราสำเร็จได้ดี แต่ก็ต้องแลกด้วยการเสียเวลาในการตัดและเก็บงานผิวมากขึ้น ดังนั้นความสมดุลจึงเป็นสิ่งที่ต้องเรียนรู้
5. ล้างเรซินอย่างไร อบเรซินกี่นาที?
- เป็นขั้นตอนสุดท้ายที่สำคัญมาก โดยการกำจัดเรซินส่วนเกินที่เป็นของเหลวออกจากผิวชิ้นงาน
- สารเคมีที่ใช้ล้าง เช่น IPA, Ethyl Alcohol, หรือ Tripropylene glycol Monomethyl ether (TPM) ซึ่งแต่ละตัวมีข้อดีข้อเสียต่างกัน โดย IPA มักล้างได้ดีที่สุด แต่ก็ไวไฟและระเหยง่ายที่สุดเช่นกัน
- ควรสอบถามผู้ผลิตเรซินถึงสารเคมีที่แนะนำ เพราะเรซินแต่ละประเภท (เช่น งานวิศวกรรม, จิวเวลรี, ทันตกรรม) มีขั้นตอนการล้างไม่เหมือนกัน
- ผู้ผลิตหลายรายจึงมีเครื่องล้างเรซินเฉพาะรุ่นที่สามารถตั้งเวลาให้ตรงกับเรซินแต่ละชนิดเพื่อลดภาระของผู้ใช้ ตัวอย่างเช่น Phrozen Wash+ ที่รองรับโปรไฟล์กว่า 200 แบบ
- คำแนะนำเพิ่มเติมหลังการล้าง ผู้ผลิตบางรายแนะนำให้พักชิ้นงานทิ้งไว้ 30-60 นาที ก่อนนำไปอบยูวี หรือเข้าตู้อบอุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส
- สำหรับการอบยูวี หากเป็นงานโมเดลทั่วไปที่ไม่เน้นความแข็งแรงมากนัก อาจไม่จำเป็นต้องอบ เพียงทิ้งไว้ 1-2 วัน ผิวจะแห้งหายเหนียวเอง หรือได้รับแสงแดดก็ช่วยให้เร็วขึ้น
- สำหรับเรซินที่ผู้ผลิตแนะนำให้อบ ควรตรวจสอบปัจจัยเหล่านี้: กำลังไฟ/ความยาวคลื่นหลอดยูวี, อุณหภูมิในตู้อบ, ระยะเวลาในการอบ, และการควบคุมสภาพแวดล้อม (หากต้องใช้ก๊าซเฉื่อย)
- การอบที่สมบูรณ์จะทำให้ชิ้นงานมีคุณสมบัติตามที่ผู้ผลิตระบุไว้ในสเปค
6. สิ่งที่ควรทำหลังพิมพ์งานเสร็จ
- หากไม่มีการพิมพ์ต่อเนื่อง ควรเทเรซินกลับลงขวดเดิม โดยระวังไม่ให้เรซินแต่ละชนิดปนกัน เพราะอาจส่งผลต่อคุณภาพ
- ตรวจสอบการรั่วซึมของเรซินบนหน้าจอ LCD ต้องไม่มีคราบเรซินตกค้าง หากพบรอยรั่วต้องตรวจสอบที่ถาดเรซินทันที
- ทำความสะอาดฐานพิมพ์และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง เพื่อป้องกันการปนเปื้อน
- ปิดฝาและซีลบรรจุภัณฑ์ให้มิดชิดเพื่อป้องกันการระเหยหรือปนเปื้อน
7. อุปกรณ์ความปลอดภัยและอุปกรณ์เสริมที่ควรมี
- ถุงมือกันสารเคมี (เลือกชนิดหนาจะทนทานกว่า)
- หน้ากากกันสารเคมี (กันไอระเหย)
- เครื่องกรองกลิ่นและสารเคมี
- กระดาษชำระสำหรับเช็ดทำความสะอาด
- เครื่องสำรองไฟเพื่อป้องกันไฟตกหรือกระชาก
- อุปกรณ์อื่นๆ อ่านได้ในบทความนี้ (คลิก)
- ปัจจุบันมีอุปกรณ์เสริมอย่างชุดครอบกันกลิ่นและเครื่องดูดกลิ่นสำหรับผู้ที่มีพื้นที่จำกัด แม้จะไม่เทียบเท่าตู้ Fume Hood มาตรฐาน แต่ก็ช่วยลดกลิ่นได้มาก (หมายเหตุ: ควรติดตั้งทั้งฝาครอบและเครื่องดูดกลิ่นร่วมกัน)
8. พื้นที่ติดตั้งเครื่องพิมพ์ที่เหมาะสม
- พื้นที่เปิดโล่ง มีอากาศถ่ายเทดีเพื่อป้องกันการสะสมของไอสารเคมี
- ไม่ควรติดตั้งในบริเวณที่มีคนนั่งทำงานตลอดเวลา
- ไม่ควรให้แสงแดดส่องถึงโดยตรง เพราะจะทำให้เกิดความร้อนสะสมและส่งผลเสียต่อการพิมพ์
- แยกส่วนพิมพ์และส่วนล้างให้เป็นสัดส่วน โดยบริเวณส่วนล้างควรเป็นพื้นที่ที่ทำความสะอาดง่ายและทนต่อสารเคมี
- อุณหภูมิในไทยช่วง 30-35 องศาเซลเซียส เครื่องส่วนใหญ่ยังสามารถทำงานได้ตามปกติโดยไม่จำเป็นต้องติดตั้งเครื่องปรับอากาศ
