ถ้าชิ้นงานเย็นตัวลงไม่เท่ากัน มันจะบิดตัว โก่งงอออกจากฐานพิมพ์ เราขอเสนอวิธีแก้ไขง่าย ๆ 4 วิธีในการพิมพ์ด้วย PLA, PETG, และ ABS.
ในการพิมพ์สามมิติด้วยระบบ fused deposition modeling (FDM) ( หรือเรียกอีกอย่างว่า fused filament fabrication (FFF)) มีปัญหาหนึ่งที่มักจะเจอบ่อย ๆ ก็คือโมเดลที่พิมพ์เด้ง หรือกระดก หลุดออกจากฐานพิมพ์ อาจจะแค่บางส่วนหรือหลุดออกมาทั้งชิ้นเลย
สาเหตุก็คือเมื่อหัวพิมพ์ฉีดเส้นพลาสติกออกมาแล้วเย็นตัวเร็วเกินไป มันก็จะหดตัว ทำให้มันเกิดแรงดึงเอาเลเยอร์ที่พิมพ์ไปก่อนหน้าให้หลุดลอยขึ้นมาตาม ๆ กันไปจนถึงเลเยอร์แรก หากแรงยึดของฐานพิมพ์ไม่มากพอมันก็จะหลุดจากพื้น ปัญหานี้มักจะเกิดได้มากขึ้นกับวัสดุที่ใช้อุณหภูมิสูงกว่า และมีอัตราการหดตัวสูงกว่า เช่น ABS ที่พิมพ์ในสภาพแวดล้อมที่เย็นเกินไป โดยถึงแม้นว่าจะไม่สังเกตเห็นการบิดตัว แต่มันจะเกิดแรงเค้นในตัวโมเดล ทำให้ความแข็งแรงของโมเดลลดลง
โชคดีที่มีวิธีป้องกันโมเดลบิดตัวตามที่เราจะเสนอดังต่อไปนี้
ทำไมถึงเกิดปัญหานี้ขึ้น?
เส้นพลาสติกที่ใช้ในการพิมพ์ 3D จะใช้เป็นชนิด thermoplastics หมายความว่ามันจะหลอมละลาย และไหลได้เหมือนน้ำเมื่อได้รับความร้อน และแข็งตัวกลับไปเป็นของแข็งเหมือนเดิมเมื่อเย็นตัวลง ในการพิมพ์ 3D เราก็ใช้หลักการนี้หลอมละลายพลาสติก แล้วฉีดลงบนฐานพิมพ์เพื่อขึ้นรูปโมเดลที่เราต้องการ
Thermoplastics จะมีการขยายตัวเมื่อได้รับความร้อน และหดตัวเมื่อเย็นลง แล้วแข็งตัวตามสภาพเดิม ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวในระหว่างที่มันยังร้อน นั่นคือต้นเหตุของปัญหาการบิดตัว เลเยอร์ที่ยังร้อนจะมีแรงดึงเอาเลเยอร์ก่อนหน้าที่กำลังเย็นตัวลงแล้วให้หดตัวตามอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดแรงดึงมากจนหลุดจากฐานพิมพ์
ดังนั้นหลักการสำคัญคือรักษาอุณหภูมิให้คงที่ตลอดเวลาจนกว่าจะพิมพ์เสร็จจึงเป็นสิ่งที่ป้องกันการบิดตัวได้อย่างแน่นอน แต่ในความเป็นจริงอาจเป็นไปได้ยาก ดังนั้นเราจึงมีเทคนิคที่จะสู้กับการบิดตัวมานำเสนอดังต่อไปนี้
1 ควบคุมอุณหภูมิ
พูดถึงอุณหภูมิแล้ว จะไม่ได้หมายถึงแค่ที่เส้นพลาสติก แต่รวมถึงอากาศรอบ ๆ เครื่องพิมพ์ 3D ด้วย ซึ่งจะว่าไปแล้วก็เป็นส่วนสำคัญที่สุดเลยที่จะทำให้งานพิมพ์บิดตัวมากหรือน้อย หรือไม่บิดตัวเลย นี่เป็นเคล็ดลับบางอย่างที่จะรักษาระดับอุณหภูมิที่เรานำมาบอก
- ใช้แท่นพิมพ์ทำความร้อน: แท่นพิมพ์ทำความร้อนจะช่วยให้การยึดติดของโมเดลกับฐานพิมพ์ดีขึ้น มันทำให้เส้นพลาสติกชั้นแรก ๆ ที่ฉีดออกมาบนฐานพิมพ์มีสภาพกึ่งเหลว กึ่งแข็ง ปกติแล้วผู้ผลิตเส้นพลาสติกจะระบุอุณหภูมิฐานพิมพ์ที่เหมาะสมในวัสดุแต่ละชนิดไว้แล้ว หากพบว่ายังมีการบิดตัวอยู่ ก็ให้เพิ่มอุณหภูมิฐานพิมพ์ขึ้น
- ใช้เครื่องที่เป็นระบบปิด: เครื่องที่มีตู้ปิดจะรักษาอุณหภูมิได้ตลอดเวลาดีกว่า ลดการเกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว จนเกิดการหดตัวของชิ้นงานมากเกินไป และยังลดแรงเค้นใน และแรงบิดเนื้องานด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลาสติกวิศวกรรม
- สำหรับวัสดุ PLA หรือ PETG ควรให้อุณหภูมิในตู้พิมพ์ค่อนข้างต่ำ เพื่อป้องกันอาการ heat creep หรือความร้อนคืบขึ้นไปนอกหัวพิมพ์ เพราะจะทำให้หัวพิมพ์อุดตันได้ โดยเฉพาะการพิมพ์ช้า ๆ โดยทั่วไปแล้ว PLA ไม่ควรเกิน 35°C และ PETG ไม่ควรเกิน 45°C
- ถ้าหากไม่ได้พิมพ์ด้วยเครื่องที่เป็นตู้ปิด ควรควบคุมอุณหภูมิในห้องให้คงที่ ปิดประตู/หน้าต่าง ปิดพัดลม/แอร์ ที่จะทำให้มีผลกับงานพิมพ์
- ปรับการระบายความร้อน: นี่อาจจะค่อนข้างจัดการได้ลำบากหน่อย เพราะเราก็ยังต้องการการระบายความร้อนของเส้นพลาสติกในส่วนของ bridging และช่วยลดเส้นใย การปิดพัดลมที่เป่าตัวงานที่เลเยอร์แรก ๆ สามารถช่วยให้การหดตัวลดลงได้ดีอย่างน่าพอใจ และโมเดลสามารถติดกับฐานพิมพ์ได้ดีด้วย
2 ทากาว
การเคลือบสารยึดเกาะลงบนฐานพิมพ์ก็เป็นทางออกที่ดีทางหนึ่งที่จะช่วยให้งานพิมพ์ติดกับฐานพิมพ์ได้ และไม่ยกตัวหลุดออกมา
ควรทดลองกาวที่จะใช้ทาดูก่อน เพราะการที่มันติดแน่นเกินไปก็ไม่ใช่เรื่องดีนัก เพราะคุณคงไม่อยากที่จะต้องออกแรงในการแซะงานออกมาจากฐานพิมพ์ โดยมันอาจจะทำให้งานของคุณ หรือฐานพิมพ์เสียหายไปด้วย
- ใช้สเปรย์ฉีดผม: มันใช้ได้ดีกับเส้นพลาสติกแทบทุกวัสดุ หรือจะใช้สเปรย์ที่ทำมาสำหรับเครื่องพิมพ์ 3D ก็ได้
- ใช้กาวแท่ง PVA: กาวแท่งจากแผนกเครื่องเขียนก็ใช้งานได้ดีเหมือนกัน มันช่วยให้ PLA และพลาสติกชนิดอื่น ๆ ติดกับฐานพิมพ์ได้ดี เทคนิคการใช้งานกาวนี้คือให้ทาเพียงบาง ๆ เท่านั้น อาจจะใช้ผ้าชุบน้ำหมาด ๆ ลูบอีกทีเพื่อให้กาวกระจายตัวเท่า ๆ กันบนฐานพิมพ์ จะได้ผลดีกว่าการทาให้หนา
3 ปรับเซ็ตติ้งใน slicer
ค่าเซ็ตติ้งใน Slicer บางตัวสามารถช่วยเพิ่มการยึดเกาะฐานพิมพ์ให้กับโมเดลของเราได้ เช่น
- พิมพ์ให้ช้าลง: อย่าแปลกใจที่แค่ลดความเร็วในการพิมพ์ลงก็สามารถแก้ปัญหาเรื้อรังหลาย ๆ อย่างได้เช่นการบิดงอ การพิมพ์ช้าจะช่วยเพิ่มการยึดเกาะโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเลเยอร์แรก ๆ ซึ่งควรพิมพ์ให้ช้ามาก ๆ กว่าเลเยอร์ที่สูงขึ้นมา
- เปิดใช้ brim หรือ skirt ใน slicer: skirt เป็นเส้นรอบรูปที่พิมพ์อยู่รอบ ๆ โมเดล ส่วน brim เป็นส่วนที่พิมพ์ต่อออกจากโมเดลเพื่อเพิ่มพื้นที่ฐานของโมเดล ทำให้มีเนื้อพลาสติกที่ช่วยยึดเกาะฐานพิมพ์มากขึ้น
- เปิดใช้งาน raft: raft เป็นโครงสร้างที่ทำให้ฐานของโมเดลกว้างขึ้น คล้าย ๆ กับ brim แต่ raft จะถูกสร้างอยู่ใต้โมเดล โดยเครื่องพิมพ์จะพิมพ์ raft ก่อนที่จะพิมพ์โมเดลไปบน raft อีกที เป็นตัวช่วยที่มีประสิทธิภาพสูง แต่ก็แลกมาด้วยเวลาที่เพิ่มขึ้น
- เพิ่ม mouse ears (หูมิกกี้เมาส์): หรือบางทีก็เรียกว่า brim ears คือตัวช่วยยึดเกาะแท่นพิมพ์ลักษณะจะเป็นแผ่นกลม มีความหนาประมาณ 2-3 เลเยอร์ จะเสริมบริเวณตรงมุม ซึ่งมักจะเป็นส่วนที่มีปัญหามากที่สุด เพราะจะเย็นตัวเร็วกว่าส่วนที่มีพื้นที่ใหญ่ ๆ เมื่อพิมพ์เสร็จแล้วก็เกะทิ้งได้ง่าย ๆ ไม่ทำให้โมเดลเสียหายใด ๆ โดย mouse ears นี้จะใช้คำสั่งใน slicer หรือเขียนเพิ่มเอาในโปรแกรม 3D ก็ได้
4 รักษาความสะอาดของฐานพิมพ์อยู่เสมอ
สุดท้าย แต่ไม่ท้ายสุด บางทีปัญหาก็เกิดจากสิ่งที่เป็นพื้นฐานที่สุดคือ ฝุ่น และคราบน้ำมันที่อยู่บนฐานพิมพ์นั่นเอง คราบน้ำมันเพียงเล็กน้อยจากมือเรา ตอนแกะงานที่เสร็จไปก่อนหน้า ก็ส่งผลให้งานไม่ติดแท่นพิมพ์ได้แล้ว หรือบางครั้งถ้าคุณใช้เทปกาวแล้วลอกไม่หมด มีคราบกาวติดอยู่ก็ส่งผลเสียกับงานที่จะพิมพ์ต่อไปได้เช่นกัน
จะให้ดีก็ควรจะล้างแผ่นรองพิมพ์ให้สะอาดด้วยน้ำ และสบู่ก่อนเริ่มพิมพ์ทุกครั้ง และพยายามไม่ใช้มือเปล่า ๆ แตะแผ่นรองพิมพ์ ถ้าไม่สะดวกก็แค่ใช้แอลกอฮอล์ IPA เช็ดทำความสะอาดก่อนพิมพ์ก็ได้ผลดีเช่นกัน แต่ต้องเช็คดูก่อนว่าแผ่นรองพิมพ์ของคุณสามารถใช้แอลกอฮอล์เช็ดได้ จะได้ไม่เสียหาย
หวังว่าการพิมพ์ครั้งต่อไปของเพื่อน ๆ จะไม่เจอปัญหางานหลุดจากฐานพิมพ์อีกนะครับ❤️