Additive manufacturing (AM) หรือที่เรียกว่าการพิมพ์สามมิติ ช่วยประหยัดเวลา ประหยัดต้นทุน และตัดปัญหาเรื่องขอจำกัดในการผลิตในกระบวนการพัฒนาสินค้าได้ เริ่มตั้งแต่แนวคิดการออกแบบ การทำต้นแบบที่ใช้งานได้ ไปจนถึงการทำอุปกรณ์นำเจาะและจับงาน หรือแม้แต่สินค้าที่จำหน่ายแก่ผู้บริโภค การพิมพ์สามมิติสามารถนำไปใช้งานได้อย่างอเนกประสงค์

ช่วงหลายปีหลังมานี้ เครื่องพิมพ์สามมิติชนิดความละเอียดสูงเริ่มมีราคาถูกลง ใช้งานง่ายขึ้น และมีความเชื่อถือได้สูงขึ้น เครื่องพิมพ์สามมิติจึงเป็นที่แพร่หลายในกลุ่มธุรกิจมากขึ้น แต่การเลือกใช้เครื่องพิมพ์สามมิติแบบต่างๆ ก็อาจจะเป็นเรื่องปวดหัวว่าจะใช้การพิมพ์สามมิติระบบไหนดีที่เหมาะกับงานของคุณ วัสดุที่ใช้ต้องเป็นอย่างไร เครื่องที่จะใช้รวมถึงการอบรมการใช้งาน รวมถึงราคาและความคุ้มทุน บทความนี้จะเราจะนำคุณไปดูเครื่องพิมพ์สามมิติที่เป็นที่นิยมกันทั่วโลก คือแบบ Fused Filament Fabrication (FFF), stereolithography (SLA), และ selective laser sintering (SLS).

Fused Filament Fabrication (FFF)

Fused Filament Fabrication เป็นระบบที่ใช้โดยทั่วไปอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่ใช้ทำงานอดิเรก การทำงานของเครื่องเป็นการให้ความร้อนกับเส้นพลาสติกแล้วฉีดออกมาเป็นเส้นเล็กๆ ทางหัวพิมพ์โดยซ้อนกันเป็นชั้นๆตามรูปร่างของชิ้นงาน

FFF สามารถพิมพ์โดยใช้วัสดุได้หลากหลาย เช่น ABS, PLA, และอื่นๆ วิธีการนี้เหมาะกับงานที่ไม่ซับซ้อนมาก ทำงานได้เร็ว ใช้ทดแทนการกัดโลหะได้เป็นอย่างดี มีต้นทุนต่ำที่สุดในบรรดาการพิมพ์สามมิติทั้งหมด

ชิ้นส่วนที่พิมพ์จากระบบ FFF มักจะมีเส้นของชั้นพลาสติกที่มองเห็นได้ และมีความละเอียดต่ำกว่าเครื่องประเภท SLA และ SLS อาจจะทำให้ไม่เหมาะกับการพิมพ์งานที่ต้องการความละเอียดสูง หรือมีรายละเอียดย่อยๆ จำนวนมาก การตกแต่งผิวงานอาจจะทำได้โดยการขัด หรือการใช้สารเคมี เครื่องพิมพ์แบบ FFF ยังสามารถใช้เส้นพลาสติกแบบละลายได้ในการทำ support ทำให้สามารถพิมพ์งานที่มีความซับซ้อนได้ นอกจากนี้ยังมีพลาสติกให้เลือกใช้หลากหลายชนิด

Stereolithography (SLA)

Stereolithography เป็นเทคโนโลยีสามมิติแบบแรกที่ถูกสร้างขึ้นในช่วงปี 1980 และปัจจุบันยังเป็นที่นิยมอย่างมาก SLA ใช้แสงเลเซอร์ในการทำให้เรซินเหลวแข็งตัวเป็นชิ้นงาน ซึ่งเรียกว่า photopolymerization

มาดูกันว่า stereolithography ทำงานอย่างไร

ผลงานจากเครื่อง SLA จะมีความละเอียดสูงสุด และความเที่ยงตรงสูง แสดงรายละเอียดเล็กๆ ได้ดี ผิวสัมผัสจะเรียบเนียนกว่าเมื่อเทียบกับระบบการพิมพ์อื่นๆ แต่ที่เป็นจุดเด่นจริงๆ คือการใช้งานได้หลากหลาย มีวัสดุเรซินที่ผลิตขึ้นมาให้มีคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และพื้นผิวที่มองเห็นได้ ให้เหมือนกับวัสดุมาตรฐานในงานอุตสาหกรรมโดยทั่วไป

ผลงานจากเครื่อง SLA จะมีขอบมุมที่คม ผิวเรียบ และแทบจะไม่เห็นเส้นเลเยอร์ ภาพด้านบนแสดงให้เห็นผลงานจากเครื่อง SLA Form2 เครื่อง SLA เหมาะอย่างยิ่งกับงานที่ต้องมีรายละเอียดสูง เน้นความคลาดเคลื่อนต่ำ และมีผิวที่เรียบ ใช้ในงานอุตสาหกรรม ทันตกรรม เครื่องประดับ การทำแม่พิมพ์ และในวงการการศึกษา

Selective Laser Sintering (SLS)

Selective laser sintering เป็นระบบการพิมพ์สามมิติที่ใช้กันทั่วไปในงานอุตสาหกรรม SLS จะใช้แสงเลเซอร์กำลังสูงในการหลอมรวมผงพลาสติก ผงพลาสติกส่วนที่ไม่ถูกหลอมจะทำหน้าที่เป็น support ให้ตัวงานในระหว่างที่พิมพ์ ทำให้ไม่ต้องสร้าง support ขึ้นมาอีก ทำให้ระบบนี้เหมาะกับงานที่มีรูปร่างซับซ้อน งานที่มีโครงสร้างอยู่ภายใน งานที่มีส่วนเว้า และงานที่มีผนังบาง งานที่ผลิตจากเครื่อง SLS จะมีคุณสมบัติเทียบเท่างานที่ผลิตจากเครื่องฉีดพลาสติกในโรงงานอุตสาหกรรม

งานพิมพ์จากเครื่อง SLS จะมีผิวที่หยาบเล็กน้อย แต่แทบจะไม่เห็นเส้นเลเยอร์เลย ภาพด้านบนพิมพ์จากเครื่อง Formlabs Fuse 1 วัสดุที่ใช้กับเครื่อง SLS มักจะเป็นไนลอน ซึ่งเป็นที่นิยมในงานวิศวกรรม มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม ไนลอนมีน้ำหนักเบา แข็งแรง ให้ตัวได้ แต่มีความคงตัวต่อแรงกระแทก สารเคมี ความร้อน แสงยูวี น้ำ และฝุ่น ด้วยราคาต่อชิ้นที่ถูกมาก ผลผลิตที่สูง และวัสดุพิมพ์ที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป ทำให้เครื่อง SLS เป็นที่นิยมของวิศวกรในการผลิตต้นแบบ และเป็นทางเลือกแทนการฉีดพลาสติก ในจำนวนน้อยๆ หรือช่วงสั้นๆ ก่อนการผลิตจริง

เปรียบเทียบระหว่างการพิมพ์ระบบ FFF, SLA, และ SLS

ต้นทุน และความคุ้มทุน

ท้ายที่สุดคุณควรเลือกเครื่องพิมพ์ที่เหมาะสมกับธุรกิจของคุณมากที่สุด ราคาของเครื่องพิมพ์ลดลงตลอดเวลา แต่ก็มีเครื่องรุ่นใหม่ๆ ที่มีคุณสมบัติเพิ่มขึ้นออกวางตลาดอยู่เสมอ เครื่องพิมพ์สามมิติทั้งสามระบบนี้สามารถหาซื้อได้ทั่วไปในราคาที่จับต้องได้

การคำนวณต้นทุนไม่ได้จบที่ราคาเครื่องเท่านั้น ค่าวัสดุพิมพ์ และค่าแรงงานก็เป็นส่วนสำคัญของต้นทุนต่อชิ้นเช่นกัน ตารางต่อไปนี้เป็นแยกรายละเอียดตามเทคโนโลยีของเครื่องพิมพ์

Tagged with →  
Share →