สำหรับเทคนิคพื้นฐานในการสร้างชิ้นงานของเครื่องพิมพ์สามมิติ (3D printing) จะเริ่มจากการนำวัสดุมาขึ้นรูปทีละชั้นตามแบบที่กำหนดในไฟล์คอมพิวเตอร์ เพื่อให้ปรับเปลี่ยนรายละเอียดและสั่งพิมพ์ในปริมาณที่ต้องการได้ทันที ทำให้มีค่าใช้จ่ายที่ต่ำกว่าการสั่งผลิตในโรงงานอุตสาหกรรมแบบเดิมซึ่งต้องสร้างเบ้าหล่อ (mold) ก่อนแล้วจึงฉีดวัสดุลงไป นอกจากนี้ เทคนิคการสร้างชิ้นงานด้วยการเติมวัสดุ (additive manufacturing) ของเครื่องพิมพ์สามมิติยังทำให้สูญเสียวัตถุดิบน้อยกว่าการผลิตแบบทั่วไปซึ่งมักเริ่มด้วยวัสดุที่เป็นบล็อกใหญ่และตัดส่วนที่ไม่ต้องการออกอีกด้วย
2 ขั้นตอนง่ายๆ ในการพิมพ์สามมิติ
© flickr.com/photos/creative_tools
1. เตรียมไฟล์รูปจำลองสามมิติ (.stl)
– สร้างแบบจำลองสามมิติด้วยโปรแกรมออกแบบสามมิติ*
– ดาวน์โหลดไฟล์รูปจำลองสามมิติจากเว็บไซด์ที่ให้บริการ เช่น Thingiverse**
– สแกนวัตถุต้นแบบเพื่อสร้างไฟล์รูปจำลองด้วยเครื่องสแกนสามมิติ
*ซอฟต์แวร์สร้างแบบจำลองที่ได้รับความนิยมและเปิดให้ใช้งานฟรี เช่น Blender, SketchUp, 123D Design, 3D Canvas, Seamless3d ฯลฯ
2. ตั้งค่าและสั่งพิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ที่ใช้เทคนิคและวัสดุที่เหมาะสมกับชิ้นงาน
© flickr.com/photos/hslphotosync
การพิมพ์แบบหัวฉีด (FDM: Fused Deposition Modeling)
เทคนิค: ทำงานด้วยกลไกหัวฉีด (nozzle) ซึ่งจะทำความร้อนเพื่อให้วัสดุที่มีลักษณะเป็นเส้น (filament) อ่อนตัวลง แล้วจึงสร้างชิ้นงานขึ้นทีละชั้นโดยเริ่มจากฐาน
วัสดุ: พลาสติกชนิดต่างๆ โดยเฉพาะ PLA และ ABS ปัจจุบันเริ่มมีการนำเทคนิคมาต่อยอดเพื่อใช้กับวัสถุดิบอาหารอย่างช็อกโกแลต ไอซิ่ง ชีส ฯลฯ รวมถึงคอนกรีตสำหรับสร้างอาคาร
การพิมพ์ด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต (SLA: Stereolithography)
เทคนิค: สร้างชิ้นงานโดยยิงลำแสงอัลตราไวโอเล็ตให้ผิวน้ำเรซินแข็งตัวทีละชั้นและเชื่อมต่อกับชั้นก่อนหน้า
วัสดุ: ใช้ได้กับเรซิ่นอย่างเดียวเท่านั้น
เหมาะสำหรับการสร้างชิ้นส่วนกลไกต่างๆ เพื่อนำไปใช้ทดสอบการทำงานของเครื่องต้นแบบ และสามารถสร้างวัสถุเพื่อเป็นชิ้นส่วนจริงในเครื่องมือต่างๆ ได้ เพราะมีความละเอียดมากกว่าและผลิตชิ้นงานได้เร็วกว่าการพิมพ์แบบ FDM มาก งานจึงมีผิวเรียบแต่ก็มีต้นทุนสูงกว่าทั้งในแง่เครื่องพิมพ์และวัสดุ
การพิมพ์ด้วยแสงเลเซอร์ (SLS: Selective Laser Sintering)
– เทคนิค: เครื่องพิมพ์จะยิงแสงเลเซอร์ลงบนผงวัสดุให้เกิดการหลอมละลายเฉพาะจุดและเกิดการเกาะติดกันทีละชั้น
– วัสดุ: ผงโลหะ แก้ว เซรามิก พลาสติก อีลาสโตเมอร์ (โพลิเมอร์ที่มีความยืดหยุ่นคล้ายยาง)
– ชิ้นงานที่ได้มีความคงทนกว่าการพิมพ์แบบ SLA เหมาะสำหรับทำสร้างชิ้นงานเพื่อใช้จริง เช่น เครื่องประดับเงินและทองคำ ตุ๊กตาย่อส่วนคนจริงจากเซรามิก เครื่องดนตรีอย่างกีต้าร์ ไวโอลิน ฟลูต ฯลฯ
การพิมพ์ด้วยการซ้อนแผ่นวัสดุ (LOM: Laminated Object Manufacturing)
เทคนิค: ใช้เลเซอร์หรือมีดตัดวัสดุที่มีลักษณะเป็นแผ่นบางทีละชั้น และเชื่อมแต่ละชั้นด้วยกาว
วัสดุ: แผ่นกระดาษ ไม้ โลหะ
เหมาะสำหรับสร้างชิ้นงานเพื่อเป็นวัตถุต้นแบบ เพราะจุดเด่นของการพิมพ์แบบ LOM คือความเร็ว แต่ความละเอียดของงานยังต้องอาศัยการเก็บงานที่ดีด้วย ต้นทุนของวัสดุค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับการพิมพ์แบบอื่นๆ
เรื่อง: ณัฏฐนิช ตัณมานะศิริ
ที่มา:
บทความ “3D Printers: Make Whatever You Want” (26 เมษายน 2012) จาก businessweek.com
บทความ “3D PRINTING นวัตกรรมพลิกโลก” (1 พฤษภาคม 2012) จาก bitwiredblog.com
บทความ “ตะลุยโลกเครื่องพิมพ์สามมิติ ตอนต้น: สิ่งที่ควรรู้ก่อนซื้อ ก่อนใช้” (2 พฤษภาคม 2014) จาก blognone.com
3dprintedinstruments.wikidot.com , tcdc.or.th