เครื่องพิมพ์ 3มิติ คืออะไร? | 2025

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ คืออะไร ?

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ คืออะไร เชื่อว่าหลายๆ คนอาจจะเคยได้ยินมาบ้าง หรือยังไม่รู้จักเทคโนโลยีตัวนี้ วันนี้ทาง 3DD เลยจะมาให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่สนใจ หรือกำลังตัดสินใจที่จะซื้อเครื่องพิมพ์ 3 มิติ สักเครื่องมาลองใช้งาน สามารถทำงานได้ตั้งแต่งานโมเดลชิ้นเล็ก การสร้างผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป จนไปถึงชิ้นงานระดับอุตสาหกรรม

Dr. Hideo Kodama

เริ่มจากเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ มีจุดเริ่มต้นปี 1980 ซึ่งบุลคลแรกเริ่ม มีชื่อว่า Dr. Hideo Kodama จากประเทศญี่ปุ่น เขาเป็นคนแรกที่ทดลองเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งเป็นระบบเรซิ่น ที่ใช้การฉายแสงUV ทีละชั้น จนทำให้เกิดเป็นชิ้นงาน 3 มิติ ขึ้นมา

Chuck Hall

ต่อมาในปี 1984  Chuck Hall ได้ยื่นขอจดสิทธิบัตร เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติอย่างเป็นทางการ โดยเรียกเทคโนโลยีนี้ว่า Stereolithography (SLA) หมายถึงวิธีการ ซึ่งวัตถุถูกทำให้แข็งด้วยการพิมพ์ชั้นของวัสดุด้วยแสงอัลตราไวโอเลต จากนั้นในปี 1986 เขาได้เปิดบริษัทชื่อว่า 3D system และผลิตเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ออกมาจำหน่ายเป็นเครื่องแรก โดยใช้ชื่อว่า SLA-1 นอกจากเทคโนโลยี SLA ที่ Chuck Hull คิดค้นขึ้นมาแล้ว ยังมีเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติอื่น ๆ ที่พัฒนาในเวลาต่อมาอีก เช่น Selective Laser Sintering (SLS), Fused Deposition Modeling (FDM)

• Selective Laser Sintering (SLS) ซึ่งพัฒนาโดย Carl Deckard ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 ใช้เลเซอร์เพื่อเผาผนึกผงวัสดุให้กลายเป็นวัตถุที่เป็นของแข็ง
• Fused Deposition Modeling (FDM) คิดค้นโดย Scott Crump ในปี 1989 ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้เส้นพลาสติกหลอมเหลวและฉีดขึ้นรูปเป็นชั้น ๆ  ปัจจุบันเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมมากในเครื่องพิมพ์ 3 มิติ สำหรับผู้ใช้งานทั่วไป

โดยในปัจจุบัน Fused Deposition Modeling (FDM) ถือเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก โดยเฉพาะในกลุ่มผู้ใช้ทั่วไป เนื่องจากราคาไม่ได้สูงมาก ระบบใช้งานง่าย และสามารถใช้วัสดุได้อย่างหลากหลาย ไม่ว่าจะเป็น PLA, ABS, PETG, TPU นอกจากนี้ เทคโนโลยี 3 มิตินี้ยังถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมหลายๆ ด้าน เช่น อุตสาหกรรมทางการแพทย์, อุตสาหกรรมยานยนต์, อุตสาหกรรมเครื่องประดับ

Photo Credit : www.google.com

อุตสาหกรรมทางการแพทย์

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ ได้กลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญ ที่ช่วยพัฒนาอุตสาหกรรมการแพทย์ไปอย่างก้าวกระโดด โดยช่วยลดต้นทุน และเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ ที่สามารถปรับแต่งได้เฉพาะบุคคล

การสร้างแบบจำลองทางกายวิภาค

สามารถใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ FDM เพื่อสร้างแบบจำลองอวัยวะจากภาพ CT Scan หรือ MRI เพื่อช่วยวางแผนการผ่าตัดที่ซับซ้อน เช่น การผ่าตัดสมอง หัวใจ หรือกระดูก

• แบบจำลองกะโหลกศีรษะ ที่ใช้สำหรับการฝึกผ่าตัดของนักศึกษาแพทย์
• แบบจำลองหัวใจ สำหรับการศึกษาโครงสร้างของผู้ป่วยเฉพาะราย
• แบบจำลองขากรรไกร สำหรับการศัลยกรรมตกแต่ง

การผลิตอวัยวะเทียมและอุปกรณ์ช่วยเหลือ

ผลิตแขนขาเทียม และอุปกรณ์ช่วยเหลือสำหรับผู้พิการ โดยมีข้อดีคือสามารถปรับแต่งให้เข้ากับผู้ป่วยแต่ละรายในราคาที่ถูกกว่าวิธีดั้งเดิม

• แขนขาเทียม ที่พิมพ์จากวัสดุพลาสติกที่แข็งแรง เช่น ABS หรือ Nylon
• เฝือกทางการแพทย์ ที่ออกแบบมาให้น้ำหนักเบา และช่วยระบายอากาศได้ดี
• อุปกรณ์ช่วยเหลือต่างๆ เช่นที่จับสิ่งของสำหรับผู้ที่มีข้อจำกัดในการเคลื่อนไหวร่างกาย

การใช้วัสดุชีวภาพ

แม้ว่า ระบบการพิมพ์ 3 มิติ ในปัจจุบัน ยังไม่สามารถพิมพ์เซลล์มีชีวิตได้ แต่ก็มีการพัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่สามารถใช้วัสดุชีวภาพ (Biocompatible Materials) เพื่อผลิตโครงสร้างที่สามารถปลูกถ่ายในร่างกายได้

• การพิมพ์โครงสร้างกระดูกที่สามารถช่วยให้เซลล์กระดูก งอกออกใหม่ได้สมบูรณ์มากยิ่งขึ้น
• การพิมพ์เนื้อเยื่อแบบ 3 มิติ เหมือนจะอยู่ในช่วงการทดลอง
• การสร้างแบบจำลองหลอดเลือดสำหรับทดลองยา

Photo Credit : www.google.com

อุตสาหกรรมยานยนต์

ระบบการพิมพ์ Fused Deposition Modeling (FDM) กลายเป็นเทคโนโลยีที่มีบทบาท และสำคัญมากในอุตสาหกรรมยานยนต์ เนื่องจากช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนได้อย่างรวดเร็ว ใช้ต้นทุนต่ำ และสามารถปรับแต่งให้ตรงตามความต้องการได้อย่างอิสระ

การพัฒนาและทดสอบชิ้นส่วนต้นแบบ

FDM ถูกนำมาใช้ในกระบวนการออกแบบและพัฒนายานยนต์ โดยช่วยให้วิศวกรสามารถสร้างชิ้นส่วนต้นแบบที่สามารถจับต้องได้และทดสอบสมรรถนะของชิ้นส่วนนั้นก่อนการผลิตจริง

• การพิมพ์ต้นแบบแผงหน้าปัด ในรถรุ่นต่างๆ
• ชิ้นส่วนภายในรถยนต์ เช่น ช่องแอร์ และปุ่มควบคุมต่างๆ ที่เป็นชิ้นส่วนพลาสติก
• การสร้างแบบจำลอง แอโรไดนามิกส์ของตัวรถ เพื่อทดสอบในอุโมงค์ลมจำลอง ลดการใช้พื้นที่ขนาดใหญ่

การผลิตชิ้นส่วนที่ใช้งานจริง

ปัจจุบันมีการใช้ FDM ในการผลิตชิ้นส่วนที่สามารถติดตั้งในรถยนต์ได้จริง โดยเฉพาะในรถยนต์ไฟฟ้า และรถยนต์สมรรถนะสูงที่ต้องการชิ้นส่วนเฉพาะที่ไม่มีการผลิตในจำนวนมาก

• ช่องระบายอากาศของรถยนต์แข่ง
• แผงควบคุม หรือปุ่มต่างๆ ในรถยนต์
• ฝาครอบเครื่องยนต์

การผลิตชิ้นส่วนอะไหล่แบบพิเศษ

FDM มีประโยชน์อย่างมากในการผลิตชิ้นส่วนอะไหล่ที่หายากหรือไม่ได้ผลิตเป็นจำนวนมาก เช่น รถยนต์คลาสสิก หรือรถยนต์รุ่นพิเศษ ที่ไม่มีการผลิตชิ้นส่วนทดแทน

• ชิ้นส่วนปุ่มควบคุมและแผงคอนโซล สำหรับรถยนต์วินเทจในรุ่นนั้นๆ
• ตัวยึด หรือโครงสร้างพิเศษ ที่ใช้ในการซ่อมแซมรถยนต์เก่า ที่เลิกผลิตอะไหล่ไปแล้ว
• อุปกรณ์ตกแต่งเฉพาะที่เจ้าของรถสามารถออกแบบเองได้อย่างอิสระ

Photo Credit : www.google.com

อุตสาหกรรมเครื่องประดับ

FDM เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ช่วยพลิกโฉมอุตสาหกรรมเครื่องประดับ เนื่องจากช่วยให้สามารถสร้างแบบจำลองที่มีความละเอียดสูง และผลิตต้นแบบได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยลดต้นทุนและเพิ่มความสามารถในการออกแบบเครื่องประดับที่ซับซ้อน

ลดเวลาใช้สร้างต้นแบบเครื่องประดับ

เครื่องประดับสามารถสร้างต้นแบบแหวน สร้อยคอ หรือต่างหู ได้อย่างรวดเร็ว ก่อนที่จะนำไปขึ้นรูปด้วยวัสดุจริง

• ต้นแบบแหวนและจี้ที่สามารถแก้ไขได้ก่อนการผลิตจริง
• การสร้างแม่พิมพ์ที่มีลวดลายซับซ้อนซึ่งยากต่อการแกะสลักด้วยมือ
• การผลิตแบบจำลองเครื่องประดับที่สามารถทดสอบขนาดและสัดส่วนก่อนการผลิตจริง

การออกแบบเครื่องประดับที่ซับซ้อน และสามารถปรับแต่งเฉพาะบุคคลได้

ช่วยให้ดีไซเนอร์สามารถออกแบบเครื่องประดับที่มีลวดลายซับซ้อนและสามารถปรับแต่งได้ตามความต้องการของลูกค้า

• แหวนและสร้อยคอที่มีโครงสร้าง lattice หรือ organic forms ที่ผลิตได้ยากด้วยวิธีดั้งเดิม
• เครื่องประดับแบบปรับแต่งชื่อหรือสัญลักษณ์ตามความต้องการของลูกค้า
• การออกแบบเครื่องประดับที่ได้รับแรงบันดาลใจจากศิลปะดิจิทัล

การใช้วัสดุที่หลากหลายในการพิมพ์เครื่องประดับ

รองรับวัสดุหลายประเภท เช่น PLA, ABS, Nylon และวัสดุแบบผสม (Composite) ที่มีคุณสมบัติเหมาะสมกับการสร้างเครื่องประดับ

• เครื่องประดับที่พิมพ์จากวัสดุผสมไม้หรือคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อให้มีพื้นผิวพิเศษ
• การใช้เส้นพลาสติกแบบเรืองแสงหรือเปลี่ยนสีเมื่อโดนแสง UV
• การพิมพ์ต้นแบบจากวัสดุเรซินแบบละเอียดสูงก่อนการขึ้นรูปด้วยโลหะ

แล้วจะรู้ได้อย่างไร ว่าเราเหมาะกับเครื่องพิมพ์ประเภทไหน ?

การเลือกเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่เหมาะสมกับเรา ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายๆด้าน ยกตัวอย่างเช่น วัสดุที่ต้องการใช้ เช่น PLA, PETG, ABS ประเภทของชิ้นงาน เช่น งานโมเดล ชิ้นส่วนรถยนต์ หรือ ชิ้นส่วนระดับอุตสหกรรม  สุดท้ายคือ ต้องการขนาดชิ้นงาน เล็ก กลาง ใหญ่ ขนาดไหน โดยต้องพิจารณาดังนี้

• งบประมาณ – เครื่องพิมพ์ราคาประหยัดเหมาะสำหรับผู้เริ่มต้น ในขณะที่เครื่องพิมพ์ระดับอุตสาหกรรมมีราคาสูงแต่ให้คุณภาพที่ดีมาก
• ประเภทของวัสดุ – ต้องเลือกเครื่องพิมพ์ที่รองรับวัสดุที่ต้องการใช้งาน เช่น PLA, PETG, ABS
• ความละเอียดของการพิมพ์ – ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่เลือกใช้ เช่น SLA จะให้ความละเอียดที่สูงกว่า FDM
• ขนาดของพื้นที่พิมพ์ – หากต้องการพิมพ์ชิ้นงานขนาดใหญ่ ต้องเลือกเครื่องที่มีพื้นที่พิมพ์กว้างตามขนาดของชิ้นงาน

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ ระบบฉีดเส้นพลาสติก (FDM)

เป็นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่ใช้หลักการฉีดเส้นพลาสติกที่ถูกให้ความร้อนจนหลอมเหลว และวางเป็นชั้นๆ ตามรูปแบบที่กำหนดจนเกิดเป็นชิ้นงาน ใช้งานง่าย คุ้มค่า และเป็นที่นิยมอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม

• คุ้มค่าและเข้าถึงง่ายเหมาะสำหรับผู้เริ่มต้นและใช้ในอุตสาหกรรมต้นแบบ ด้วยต้นทุนวัสดุที่ไม่สูง
• รองรับวัสดุพลาสติกหลากหลายชนิดพิมพ์ได้ทั้ง PLA, ABS, PETG และวัสดุชนิดพิเศษ เช่น ไฟเบอร์เสริมแรง และคาร์บอนไฟเบอร์
• โครงสร้างชิ้นงานแข็งแรงใช้พลาสติกเป็นเส้น ทำให้ชิ้นงานมีความทนทานสูง และสามารถใช้ในการทดสอบฟังก์ชันการทำงานได้
• เหมาะสำหรับการพิมพ์ต้นแบบและงานผลิตจริง ใช้ในงานด้านวิศวกรรม, การศึกษา, การออกแบบผลิตภัณฑ์ และอุตสาหกรรมขนาดเล็ก

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ ระบบน้ำเรซิ่น  (SLA/ LCD / DLP)

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ที่ใช้แสงUV ในการฉาย ทำให้เกิดการแข็งตัวของเรซิ่นเหลว ทีละชั้นๆ เพื่อสร้างชิ้นงาน ให้ความรายละเอียดชิ้นงานสูง และพื้นผิวเรียบเนียน เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความละเอียด

• ความละเอียดสูงมากสามารถพิมพ์ชิ้นงานที่มีความละเอียดสูงถึง 25-50 ไมครอน ทำให้ได้รายละเอียดที่คมชัด
• พื้นผิวเรียบเนียนไม่จำเป็นต้องขัดผิวเพิ่มเติมมากนัก เนื่องจากชิ้นงานมีพื้นผิวที่เรียบเนียนตั้งแต่พิมพ์เสร็จ
• เหมาะกับงานต้นแบบที่ต้องการความแม่นยำใช้ในอุตสาหกรรมทางการแพทย์, ทันตกรรม, วิศวกรรม และอัญมณี
• รองรับวัสดุเรซิ่นที่หลากหลายสามารถพิมพ์วัสดุโปร่งใส, ยืดหยุ่น, ทนความร้อน หรือแม้แต่เรซิ่นสำหรับงานทันตกรรมโดยเฉพาะ

สรุป

เครื่องพิมพ์ 3 มิติเป็นเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงวิธีการผลิตและการสร้างสรรค์ผลงานในหลากหลายวงการ ด้วยหลักการทำงานที่ใช้การเติมเนื้อวัสดุทีละชั้น เทคโนโลยีนี้ช่วยลดต้นทุน ลดขยะวัสดุ และเปิดโอกาสใหม่ๆ ในการออกแบบและผลิตผลิตภัณฑ์ ผู้ที่สนใจควรศึกษาประเภทของเครื่องพิมพ์ ความสามารถ และข้อจำกัด เพื่อเลือกใช้งานให้เหมาะสมกับความต้องการ

บทความที่เกี่ยวข้อง FDM

Load More Loading More... You’ve reached the end of the list

บทความที่เกี่ยวข้อง SLA

Load More Loading More... You’ve reached the end of the list