ทำความเข้าใจเกี่ยวกับพื้นฐานความละเอียดของงานพิมพ์สามมิติประเภท FDM

เครื่องพิมพ์สามมิติ (3D Printer)  แบบ FDM  กำลังเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก ด้วยความที่ตัวเครื่องและวิธีการใช้ไม่ยุ่งยากซับซ้อนรวมถึงต้นทุนต่ำสามารถเข้าถึงได้ง่าย แต่ข้อเสียสำคัญเมื่อเทียบกับการพิมพ์สามมิติรูปแบบอื่น เช่น SLA SLS ที่เลี่ยงไม่ได้เลย คือ ความละเอียดในการพิมพ์ (Resolution) ที่ยังด้อยกว่า

ทำให้มีหลายๆคนมีคำถามและพยายามหาวิธีทำอย่างไร ? ที่จะสามารถพิมพ์งานสามมิติด้วยเครื่องพิมพ์แบบ FDM ให้มีความความละเอียดในการพิมพ์สูงขึ้น (High-Resolution 3D Printing) วันนี้ทางทีม 3DD จะมาแชร์ทริคและข้อควรรู้เกี่ยวกับการพิมพ์งานสามมิติด้วยเครื่องพิมพ์แบบ FDM ให้มีความความละเอียดในการพิมพ์สูงขึ้น

ความละเอียดคืออะไร? (Understanding Resolution in FDM)

การพิมพ์สามมิติความละเอียดจะถูกแบ่งออกเป็นหลักๆดังนี้

• Z-Resolution (ความละเอียดตามแนวแกน Z) เป็นความละเอียดที่ส่งผลต่อการพิมพ์ในแนวตั้งตามแนวแกน Z ซึ่งควบคุมโดย ความสูงในการพิมพ์แต่ละชั้น (Layer hight) ในส่วนนี้จะส่งผลโดยตรงกับลักษณะผิวงานด้านข้างของชิ้นงาน(Source: Makerworld)

หากสังเกตจากรูปจะพบว่ายิ่งขนาดความสูงในการพิมพ์แต่ละชั้น (Layer height) มีค่าน้อย ตัวชิ้นงาน (Model) จะมีผิวที่เรียบเนียนมากยิ่งขึ้น แต่จะทำให้งานพิมพ์ใช้ระยะเวลาในการพิมพ์นานมากยิ่งขึ้น

• XY-resolution (ความละเอียดตามแนวแกน XY) เป็นความละเอียดที่ส่งผลต่อการพิมพ์ในแนวนอนตามแกน XY ซึ่งควบคุมโดย ขนาดของหัวฉีด (Nozzle), ความแม่นยำหรือการชดเชยค่าระยะของเครื่องพิมพ์ (XY Precision), การไหลของเส้น (Flow rate)

(Source: Bambulab)

หลักการตรงนี้ก็จะคล้ายๆกับปากกาหรือดินสอระบายสี ที่สามารถวาดหรือระบายลงบนรายละเอียดเล็กๆ (Detail) ของชิ้นงานได้ เครื่องพิมพ์สามมิติก็เหมือนกันครับ หากต้องการพิมพ์งานที่มีรายละเอียดเล็กๆ ก็ควรเลือกหัวฉีด (Nozzle) ที่มีขนาดเล็กตาม

• Surface Quality (ความละเอียดบนพื้นผิว) เป็นความละเอียดที่ส่งผลต่อลักษณะบนพื้นผิวชิ้นงาน ซึ่งควบคุมโดย การผสานรอยต่อของเส้น (Layer line), ความเร็วในการพิมพ์ (Print speed) และการชดเชยด้วยเทคนิคต่างๆ เช่น Ironing

(Source: Bambulab)

• อย่างในรูปด้านบนจะเป็นการเปรียบเทียบระหว่างการพิมพ์ปกติ (รูปด้านซ้าย) และการพิมพ์โดยใช้งานฟังก์ชัน Ironning (รูปด้านขวา) จะเห็นได้เลยว่าลักษณะผิวชิ้นงานด้านบน จะมีความเรียบมากยิ่งขึ้น โดยสำหรับหลักการทำงานของฟังก์ชันนี้ก็ไม่ยากเลย เครื่องพิมพ์จะทำการนำหัวฉีดร้อนๆ ถูลงไปชั้นบนของชิ้นงานอีกรอบในระหว่างนี้ก็จะมีการฉีดเนื้อพลาสติกเพิ่มเข้าไปเล็กน้อย เพื่อให้เส้นที่วาดไว้ก่อนหน้าละลายและเติมช่องว่างเล็กๆที่เกิดขึ้นก่อนหน้านี้ ผิวหน้างานที่ได้ก็จะเรียบเนียนมากยิ่งขึ้น

• Variable Layer Height (การปรับระดับความสูงในการพิมพ์แต่ละชั้น) เป็นการปรับระดับความสูงในการพิมพ์แต่ละชั้นของชิ้นงาน (Model) โดยแปรผันตามลักษณะพื้นผิวหรือรายละเอียดของชิ้นงาน

(Source: Bambulab)

ส่วนใหญ่งานที่จำเป็นต้องใช้จะเป็นงานที่มีลักษณะผิวโค้ง เนื่องจากการพิมพ์งานที่เป็นผิวโค้งด้วยความสูงในการพิมพ์แต่ละชั้น (Layer height) เท่ากันในทุกชั้นจะเกิดลักษณะผิวด้านบนที่เป็นขั้นบันไดหรือขดก้นหอย  (รูปด้านซ้าย) ซึ่งไม่สวยงามและดูไม่ละเอียด การเปิดใช้งานฟังก์ชั่น Adaptive Variable Layer Height จะทำให้ชิ้นงานมีลักษณะเรียบเนียนมากยิ่งขึ้น (รูปด้านขวา)

(Source: Bambulab)

หลักการทำงานก็ง่ายๆเลยครับ จะเป็นการปรับความสูงในการพิมพ์ชิ้นงานแต่ละชั้น โดยแปรผันตามลักษณะพื้นผิวหรือรายละเอียดของชิ้นงาน ทำให้ลดระยะของผิวที่เป็นขั้นบันไดหรือขดก้นหอยได้นั่นเองครับ