Anti-Aliasing ในเครื่องพิมพ์ 3D ระบบ FDM ลดขั้นบันไดแทบไม่เหลือ

ในการพิมพ์โมเดลสามมิติ มักจะมีส่วนหนึ่งในโมเดลที่โค้งนูน หรือเอียงใกล้แนวราบ ซึ่งเป็นส่วนที่สร้างปัญหาให้กับความสวยงาม และการตกแต่งหลังจากพิมพ์เสร็จ ทั้งการขัด การลงสี วันนี้เราจะมีตัวช่วยตัวหนึ่งที่เรียกว่า Anti-aliasing

เชื่อว่าหลายคนคงเคยได้ยินคำ ๆ นี้จากงานกราฟฟิก หรือแม้แต่การพิมพ์ 3D ในระบบ SLA ก็มีใช้กันเหมือนรูปด้านล่างนี้

อาจจะรู้สึกว่ามันจะทำได้ยังไงในระบบ FDM จะขอเกริ่นก่อนว่ามันมีความเป็นมายังไง ในการพิมพ์ระบบ FDM เป็นการเรียงชั้นของเส้นพลาสติกซ้อนกันเป็นชั้น ๆ เทียบได้กับการเรียงอิฐในการก่อสร้าง ดังรูป

จะเห็นว่าในการเรียงอิฐในแนวตั้งจะได้ผิวที่เรียบตรง แต่เมื่อมีการเอียงผิวงานจะกลายเป็นขั้นบันได เนื่องจากเครื่องพิมพ์จะทำการเฉลี่ยระยะที่จะพิมพ์ทำให้มีบางส่วนที่หายไป (สีเขียว) และบางส่วนเกินมา (สีน้ำเงิน)

ในการทำ anti-aliasing ในแกน Z จะเรียกอีกอย่างว่า Z Anti-aliasing หรือ ZAA จะมีการตัดส่วนที่เกิน และเติมส่วนที่ขาด ทำให้ผิวมีความต่อเนื่องมากขึ้นจนแทบจะไม่มีขั้นบันไดเลย

เอาล่ะ เข้าในการทำงานของมันแล้ว เรามาเริ่มใช้งานมันกันเลย ก่อนอื่นไปโหลดโปรแกรมมาก่อน โดยจะเป็น Bambu studio ในแบบ portable จากเว็บนี้ https://github.com/adob/BambuStudio-ZAA/releases เมื่อติดตั้งแล้วเราจะเห็นคำสั่ง Z Contouring แค่กดเลือก Z Contouring Enable ก็ Slice Plate ได้เลย

และเมื่อ slice แล้วจะเห็นว่าทางเดินของเส้นพลาสติกจะไม่เป็นเส้นตรงในระนาบเดียว

บางคนอาจจะมีคำถามว่าแล้วมันจะดีกว่า Variable layer height ยังไง ก็ต้องบอกว่า Variable layer height จะเพิ่มจำนวนเลเยอร์ = ใช้เวลามากขึ้น และการลดความสูงเลเยอร์จะมีผลกับท้้งเลเยอร์ ส่วนที่ไม่จำเป็นก็ถูกลดความสูงเลเยอร์ไปด้วย ในขณะที่ ZAA จะทำงานแค่จุดที่ต้องทำเท่านั้น ตามตัวอย่าง

---

สรุป

ข้อดี

1. ZAA ช่วยลดขั้นบันไดได้จริง และได้ผลดี เห็นในรูปอาจจะดุไม่ค่อยแตกต่าง แต่พอเอาเล็บขูดดูจะรู้เลยว่าแตกต่าง ถ้าอยากให้เนียนขึ้น ก็ใส่ ironing เพิ่มไปเลย
2. ZAA ใช้เวลาเพิ่มขึ้นไม่มาก เมื่อเทียบกับการใช้ความสูงเลเยอร์ที่น้อยลง ตามตัวอย่างนี้ที่พิมพ์ที่ความสูงเลเยอร์ 0.6มม.เมื่อใช้ ZAA จะช่วยให้ขั้นบันไดลดลงใกล้เคียงกับการพิมพ์ที่ความสูงเลเยอร์0.2มม.
3. ขนาดของชิ้นงานมีความแม่นยำถูกต้องมากขึ้น เนื่องจากส่วนเกินถูกตัดออก และส่วนที่หายไปก็ถูกเติมเข้ามา
   

   ---

ข้อจำกัด

1. ในเวอร์ชั่นนี้ยังรองรับเครื่องพิมพ์ Bambu Lab ไม่ครบทุกรุ่น
2. ยังมีจุดบกพร่องเล็กน้อยที่ต้องได้รับการปรับปรุงแก้ไขอยู่บ้าง
3. ZAA แสดงผลได้ดีกับองศาต่ำ ๆ ส่วนในองศาที่ชันขึ้นจะเห็นผลน้อยกว่าเนื่องจากการหลีกเลี่ยงการชนของหัวฉีดกับเลเยอร์ที่พิมพ์ไปแล้ว ซึ่งน่าจะได้รับการแก้ไขให้ดีขึ้นในเวอร์ชั่นถัดไป

สุดท้ายนี้ต้องยอมรับว่าฟังก์ขั่นนี้มีประโยชน์มาก และหวังว่าจะได้รับการใส่เพิ่มเข้าไปในเวอร์ชั่นหลักของ slicer ทุกตัวในอนาคตอันใกล้นี้

---

Gallery

---

อ้างอิง:

CNC Kitchen 

เอกสารงานวิจัย 

---