ยินดีต้อนรับสู่โลกใบใหม่ของวงการผลิต นั่นก็คือพิมพ์สามมิตินั่นเอง! หากคุณมีสนใจเกี่ยวกับนวัตกรรมที่จะเปลี่ยนวิธีการผลิตแบบดั้งเดิมการปริ้นสามมิติตอบโจทย์นั้นของคุณทันที ไม่ว่าจะเป็นชิ้นส่วนที่หายาก ชิ้นส่วนอะไหล่ที่ไม่มีผลิตแล้ว งานสถาปัตยกรรม แฟชั่น ตุ๊กตาโมเดลต่างๆ แม้แต่งานพุทธศิลป์ก็สามารถผลิตได้ โดยเทคโนโลยี 3Dprinting นั้นจะแบ่งออกเป็นหลายประเภทขึ้นอยู่กับความต้องการผลิตของคุณ วันนี้ผมจะมาอธิบายภาพรวมของการ พิมพ์สามมิติ อ่านแล้วรู้แน่นอนว่าพิมพ์สามมิติคืออะไร
พิมพ์สามมิติ คืออะไร หลักการทำงานเป็นอย่างไร
พิมพ์สามมิติ คืออะไร ?
3DPrint คือ กระบวนการสร้างวัตถุรูปแบบหนึ่งที่ใช้หลักการหลักๆคือการเติมเนื้อวัสดุเพื่อทำให้เกิดเป็นรูปร่างขึ้นมา โดยการใช้ข้อมูลของเครื่องพิมพ์สามมิตินั้นจะคล้ายเครื่อง CNC Machine โดยตัวเครื่องจะอ่านไฟล์ซึ่งเป็นไฟล์ gcode เพื่อสั่งการเครื่องพิมพ์สามมิติ โดยการที่เราจะได้ไฟล์ gcode มานั้นจะต้องมีไฟล์สามมิติไม่ว่าจะเป็น .stl .obj .3mf และอื่นๆมาเข้าโปรแกรม Slicer ต่างๆซึ่งโปรแกรมจะเปลี่ยนไฟล์ดิจิตอล 3 มิติให้เป็น gcode เพื่อนำเข้าเครื่อง 3DPrinter
หลักการทำงานของเครื่องพิมพ์สามมิติ
โดยเครื่องปริ้นสามมิตินั้นเมื่อได้รับไฟล์ gcode โดยตัวเครื่องเมื่อนำไฟล์ gcode เข้าไปแล้วหลักการทำงานคือจะเพิ่มเนื้อขึ้นไปทีละชั้นๆ จนกว่าจะได้รูปร่างที่เราต้องการขึ้นมา ลองดูรูปภาพประกอบด้านล่าง เพื่อความเข้าใจที่มากขึ้น
โดยกระบวนการที่กล่าวมาข้างต้นนั้นเรียกว่ากระบวนการ Additive Manufacturing นั่นเอง
ประวัติความเป็นมาของการ พิมพ์สามมิติ
Chuck Hull บิดาแห่ง 3D Printer
แนวคิดของการพิมพ์ 3 มิติเป็นครั้งแรกในปี 1980 แต่ก็ไม่ได้เป็นที่นิยมกว้างขวาง จนกระทั่งช่วงปี 2000 ที่เทคโนโลยีนี้ได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางและราคาไม่แพง โดย เครื่องพิมพ์ 3D ตัวแรกถูกคิดค้นโดย Chuck Hull ในปี 1983 ซึ่งใช้กระบวนการที่เรียกว่า Stereolithography เพื่อสร้างวัตถุสามมิติโดยการฉีดพลาสติกทับกันเป็นชั้นๆ โดยชัค ฮาลเป็นผู้ก่อตั้งบริษัท 3D Systems ตั้งแต่นั้นมาเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติมีความก้าวหน้าอย่างมากและตอนนี้เป็นไปได้ที่จะสร้างวัตถุโดยใช้วัสดุที่หลากหลายรวมถึงโลหะเซรามิกและแม้แต่อาหาร
หนึ่งในเหตุผลหลักสำหรับความนิยมที่เพิ่มขึ้นของการพิมพ์ 3 มิติคือความสามารถในการสร้างรูปร่างและโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะผลิตโดยใช้วิธีการผลิตแบบดั้งเดิม ข้อได้เปรียบอีกประการหนึ่งคือความสามารถในการสร้างวัตถุตามความต้องการซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเช่นการดูแลสุขภาพที่มีการสร้างอุปกรณ์การแพทย์และอุปกรณ์การแพทย์ที่กำหนดเองได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ
แม้จะมีข้อได้เปรียบมากมาย แต่การพิมพ์ 3 มิติก็ไม่มีข้อ จำกัด หนึ่งในความท้าทายหลักคือวัสดุและอุปกรณ์ที่มีค่าใช้จ่ายสูงซึ่งอาจเป็นอุปสรรคในการเข้าสู่ธุรกิจและบุคคลขนาดเล็ก อย่างไรก็ตามในขณะที่เทคโนโลยียังคงพัฒนาและเข้าถึงได้มากขึ้นเราสามารถคาดหวังที่จะเห็นการพัฒนาที่น่าตื่นเต้นยิ่งขึ้นในโลกของการพิมพ์ 3 มิติ
ประเภทของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้มีเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติหลายประเภทที่มีอยู่แต่ละชนิดมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง ประเภทที่พบบ่อยที่สุดเป็นที่นิยมและทางร้านTKK3D เลือกใช้ ได้แก่ การดันวัสดุหลอมรวมเป็นชั้นๆ หรือ Fused Deposite Modeling (FDM), การพิมพ์เรซิ่น stereolithography (SLA) และเลเซอร์ (SLS)
Fused Deposite Modeling (FDM)
การสร้างแบบจำลองการสะสมแบบหลอมรวมเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่ได้รับความนิยมมากที่สุด หลักการคือการละลายเส้นใยพลาสติกเป็นเลเยอร์ขึ้นมาเป็นชั้นๆจนกว่ารูปร่างที่ต้องการจะเกิดขึ้น กระบวนการนี้ค่อนข้างง่ายและราคาไม่แพงทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมเพราะมีราคาถูกและระยะเวลาการผลิตน้อยที่สุด
Stereolithography (SLA)
ใช้หลักการทำของเหลวให้เป็นของแข็งกล่าวคือตัววัสดุที่ใช้จะเป็นเรซิ่นที่เมื่อโดนแสง UV 405 nm แล้วจะทำให้ตัวเรซิ่นที่เป็นของเหลว กลายเป็นของแข็งในบริเวณที่โดนแสง UV โดยที่ฐานขอเครื่องพิมพ์สามมิติจะมีหน้าจออยู่ ซึ่งตัวหน้าจอจะทำหน้าที่บังแสง UV บางส่วนทำให้เกิดเป็นภาพขึ้นมา และบริเวณที่โดนแสง UV ก็จะแข็งตัวต่อกันเป็นชั้นๆขึ้นมา หรือจะเรียกระบบ SLA ว่า ปริ้นเรซิ่นก็ได้ซึ่งการปริ้นเรซิ่นนั้นตัววัสดุก็สามารถปรับเปลี่ยนตามงานที่เหมาะสมได้
Selective Laser Sintering (SLS)
เป็นอีกประเภทหนึ่งของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่ใช้วัสดุเลเซอร์กับวัสดุผงซินเทอร์เช่นโลหะหรือเซรามิกลงในวัตถุที่เป็นของแข็ง กระบวนการนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการสร้างวัตถุที่มีรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนและความแข็งแรงสูง
วัสดุที่ใช้ในพิมพ์สามมิติ
โดยในบทความนี้จะนำเสนอวัสดุที่ได้รับความนิยมเป็นที่แพร่หลายและทางร้านเลือกใช้ มีดังนี้
PLA & PLA+ (Polylactic Acid)
เป็นพลาสติกที่มีส่วนผสมในการผลิตจากธรรมชาตินั่นก็คืออ้อยหรือข้าวโพดนั่นเอง แต่ก็ไม่ได้แปลว่า PLA หรือ PLA+ จะเป็นพลาสติก Food Grade เพราะกระบวนการผลิตนั้นยังไม่มีมาตรฐานเกี่ยวกับ Food Grade มารองรับนั่นเอง ข้อดีของ PLA คือราคาย่อมเยา เข้าถึงง่าย แต่มีข้อเสียเปรียบวัสดุอื่นคือเรื่องความแข็งแรงแต่ในปัจจุบันนั้นมีวัสดุ PLA+ ที่ผสมวัสดุอื่นๆที่เพิ่มความแข็งแรงเข้าไปทำให้พิมพ์งานออกมาได้แข็งแรงยิ่งขึ้น
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)
เป็นพลาสติกที่นิยมใช้กันทั่วไป แต่โดยปกติแล้วนั้นจะเป็นกระบวนการฉีดพลาสติกเป็นหลักเป็นวัตถุดิบที่ทำมาจากปิโตเลียมซึ่งในขณะที่ทำการพิมพ์จะทำให้เกิดกลิ่นและมลพิษขึ้น
RESIN (Standard resins)
โดยวัสดุเรซิ่นจะสามารถแยกย่อยได้อีกหลายประเภทแล้วแต่จุดประสงค์ของชิ้นงานนนั้นๆ เช่น High precision resin จะเน้นไปในเรื่องของความละเอียดของชิ้นงานเช่นงานพุทธศิลป์หรืองานจิวเวอรี่เป็นต้น Engineer Resin ที่เน้นไปในเรื่องของความแข็งแรงของชิ้นงานและผิวเรียบเนียนสวยกว่า ABS ปกติ เช่น อะไหล่รถยนต์เป็นต้น
TPU (Thermoplastic Polyurethane)
เป็นวัสดุที่มีความเหนียว ให้นึกถึงยางรถยนต์เป็นหลักซึ่งจะตอบโจทย์ประเภทงานที่ต้องการความยืดหยุ่นไม่แตกหักง่ายและรับแรงได้ดี
PETG (Polyethylene terephthalate Glycol-modified)
มีลักษณะคล้ายกับ ABS แต่ว่าจะสามารถพิมพ์งานได้ง่ายกว่า ในส่วนของการทนความร้อนนั้นจะพอๆกับ ABS
การประยุกต์และประโยชน์ของเครื่อง พิมพ์สามิติ
งาน Engineer
ในส่วนของการพิมพ์สามมิติ นั้นสามารถประยุกต์ได้หลากหลายเช่น Engineer ไม่ว่าจะเป็นอะไหล่รถยนต์ อะไหล่ต่างๆ หรือจะเป็นงาน Prototype ที่ต้องการทดลองก่อนที่จะผลิตจริงเป็นต้น รวมไปถึงการผลิตเพื่อการใช้งานจริง 3dprinting ก็ตอบโจทย์ในจุดนี้ ตัวอย่างคลิปวีดีโอ Youtube แนะนำประเภทงาน Engineer ได้จากคลิปนี้เลย
งานพุทธศิลป์
และที่เป็นที่นิยมมากช่วงนี้นั้นก็คืองานพุทธศิลป์ ก็นิยมใช้การพิมพ์สามมิติและออกแบบสามมิติ เพราะว่าประหยัดค่าใช้จ่ายและได้งานที่ออกมาคมสวยงาม สามารถทำได้หลายขนาด
สแกนสามมิติ ประยุกต์กับ การพิมพ์สามมิติ
และการสแกนออกแบบสามมิติก็เป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่สามารถนำมาประยุกต์กับเครื่องพิมพ์สามมิติได้ จากที่กล่าวมานั่นก็คือการ Reverse Engineer และ งานพุทธศิลป์ เช่นการออกแบบชิ้นส่วนโป่งรถยนต์ก็ต้องใช้เครื่องสแกนเข้ามาช่วยในการสแกนเพื่อเก็บข้อมูลและนำไฟล์เช้าไปสู่โปรแกรม Solidwork เพื่อทำการ Reverse Engineer ต่อไปในส่วนของงานพุทธศิลป์นั้นก็เช่นกัน เราสามารถทำการสแกนพระพุทธรูปเพื่อเก็บข้อมูลเป็นไฟล์ stl และนำไปแต่งไฟล์ต่อที่โปรแกรม Zbrush เพื่อทำให้งานที่สแกนออกมาคมชัดและสวยขึ้น
ทำไมถึงต้องเป็น TKK3D
ที่กล่าวมาข้างต้นเราพอที่จะรู้แล้วว่า พิมพ์สามมิติ คืออะไร อาจจะมีหลายกระบวนการและดูยุ่งยากในการผลิตชิ้นงาน 3D print เพราะว่ามีหลายขั้นตอนแต่ทางเรามีบริการครบจบที่เดียว สามารถปรึกษาได้ตั้งแต่เริ่มงานจนจบงานไม่ว่างานของคุณจะเป็นงานเชิงวิศวกรรมทางเราก็มีวิศวกรผู้เชี่ยวชาญคอยให้คำปรึกษา รวมไปถึงงานพุทธศิลป์ งานตุ๊กตา โมเดล ฟิกเกอร์เราก็มีช่างผู้มีประสบการณ์ดูแลตั้งแต่ต้นจนจบ
หากใครมีข้อสงสัยหรืออยากทำงาน 3D สามารถทักมาสอบถามกับทางเราได้เลย