มหาวิทยาลัยเซาท์ออสเตรเลียออกแบบเท้าที่พิมพ์ 3 มิติ เพื่อจำลองบาดแผลของผู้ป่วยโรคเบาหวาน

มหาวิทยาลัยเซาท์ออสเตรเลียออกแบบเท้าที่พิมพ์ 3 มิติ เพื่อจำลองบาดแผลของผู้ป่วยโรคเบาหวาน

        มหาวิทยาลัยเซาท์ออสเตรเลียใช้ส่วนผสมของน้ำตาลไอซิ่งสต็อกไก่และเรซิ่นยืดหยุ่นเพื่อจำลองเป็นบาลแผลที่เท้าที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยี 3 มิติ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการฝึกอบรมผู้ป่วยโรคเท้าแห่งแรกของโลก โดย Dr.Helen Banwell ของ UniSA แนะนำให้่วนผสมของน้ำตาลนี้กับเท้าที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เพื่อเลียนแบบบาดแผลที่เท้าของผู้ป่วยโรคเบาหวาน ซึ่งมีทั้งแบบแผลที่ติดเชื้อและไม่ติดเชื้อ

        “ การจัดการ และรักษาของอาการโรคเบาหวานที่เท้าอย่างรุนแรงเป็นทักษะที่จำเป็นอย่างมากสำหรับเด็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของโรคเบาหวานทั้ง 2 ประเภทนี้ในประชากรของเรา ” ดร. บันเวลล์กล่าว     “ การดูแลเท้ามีความสำคัญอย่างเป็นยิ่ง สำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวานเนื่องจากการตัดหรือเกิดบาดแผลเพียงเล็กน้อยแค่ครั้งเดียวอาจนำไปสู่ผลที่ตามมา คือความหายนะที่เกิดขึ้นจากแผลที่เท้า แผลที่แขนหรือบาดแผลที่ต่ำลงมากว่าแขน ”

        โรคเบาหวานที่เท้าเป็นสาเหตุอันดับต้น ๆ ที่ทำให้เกิดความพิการที่เกิดขึ้นทั่วโลก แต่ก็ยังมีอัตราการเสียชีวิตต่ำกว่าโรคมะเร็งหลายชนิดอยู่ ซึ่งในออสเตรเลียโรคเบาหวานเป็นสาเหตุของการตัดแขนตัดขามากกว่า 4,400 ราย และการเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาล 10,000 ราย เป็นสาเหตุมาจากแผลที่เท้าที่เกี่ยวข้องกับโรคเบาหวานทั้งนั้น ซึ่งส่วนใหญ่เกิดแผลขึ้นที่แขนขา หรือบางส่วนของขาเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ด้วยเหตุผลทั้งหมดนี้คือจุดประสงค์ที่ทำให้เกิดการทำต้นแบบเท้าที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยี 3 มิติ โดยแต่ละชิ้นออกบบขึ้นมาให้มีรอยแผลฟันผุคล้ายๆ แผลที่เกิดจากเบาหวาน ซึ่งเจ้าแผลนี้ทำจากเทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทนใช้เวลาในการทำชิ้นละ 1 สัปดาห์ และมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า 123 บาทต่อชิ้น การสร้างรอยแผลบนเท้าจำลองนั้นทำโดยทีมแก้โรคเท้าของยูนิเอสเอซึ่งใช้มือในการทำบาลผล ทั้งนี้ยังสามารถทำได้ทุกอย่างแม้แต่ผลที่เป็นแบบเนื้อเยื้อตาย เน่า แห้ง ไปจนถึงหนองต่างๆ

        ดร.บันเวลล์ ได้กล่าวไว้ว่า โมเดลจำลองแบบเท้า 3 มิติ มีบทบาทเป็นอย่างมากในการใช้สอนนักเรียนปีที่ 4 ในการแก้โรคที่เท้าของผู้ป่วยเกี่ยวกับวีธีการรักษาและจัดการสภาพเท้าที่มีความเสี่ยงสูง “โมเดลจำลองแบบเท้าและแผล 3 มิติ จำลองการบาดเจ็บของผู้ป่วยซึ่งเราได้ปรับปรุงให้สามารถนำไปใช้งานในการสอนได้อย่างเหมาะสมเพื่อให้นักเรียนสามารถใช้เครื่องมือในการรักษาได้อย่างสมจริงและเหมาะสมต่อการรักษา และแบบจำลองเท้า 3 มิติ นั้นยังปลอดภัยสำหรับนักเรียนที่นำไปใช้ฝึกทักษะในการผ่าตัดของพวกเขาก่อนที่พวกเขาจะเริ่มทำงานจริงในคลินิกโดยจะไม่เกิดความกังวันและเครียดเมื่อต้องรักษาผู้ป่วยจริง”

        “เทคโนโลยีใหม่ๆ กำลังเปิดประตูขึ้นมาในทุกๆ วัน” ดร. บันเวลล์ กล่าว โมเดลจำลองแบบเท้าที่มีบาดแผลเสมือนจริงของเราที่สร้างขึ้นแบบ 3 มิติ คือผสานความคิดสร้างสรรค์ และเทคโนโลยีใหม่ๆ เข้ามาไว้ในที่เดียวกัน ซึ่งผลลัพธ์ที่ออกมานั้นทางเราดีใจเป็นอย่างมาก

 

ที่มา : https://www.3ders.org/articles/

พิมพ์เส้น Flexible กับเครื่อง Adventurer3

พิมพ์เส้น Flexible กับเครื่อง Adventurer3

วันนี้เห็นทาง Flashforge Canada ทดลองพิมพ์งานจากเครื่องพิมพ์ Flashforge Adventurer 3 ด้วยเส้น Flexible ตอนแรกคิดว่าไม่น่าจะเป็นไปได้เพราะเครื่อง Adventurer 3 เป็นการป้อนเส้นพลาสติกแบบ Bowden ซึ่งมอเตอร์ขับเส้นกับหัวพิมพ์จะอยู่ห่างกันมาก จึงมีโอกาสที่เส้น Flexible จะงอติดอยู่ในท่อส่ง ทำให้มอเตอร์ไม่สามารถดันเส้นพลาสติกไปยังหัวพิมพ์ได้ 

เราจึงคิดว่าน่าจะทดลองทำดูบ้างว่าเครื่อง Flashforge Adventurer 3 จะทำได้จริงไหม และยากง่ายอย่างไร อย่างที่ทราบกันดีว่าเส้น Flexible มีความอ่อนตัวมาก มีโอกาสจะคดงอได้ง่าย ไม่แนะนำให้ใช้กับเครื่องแบบ Bowden แต่ท่อส่งเส้นของ Adventurer 3 มีขนาดค่อนข้างพอดีกับเส้นพลาสติก จึงทำให้ไม่มีช่องว่างให้เส้นบิดงอ เป็นการบังคับให้เส้นพุ่งไปข้างหน้าอย่างสะดวก 

ในที่นี้จะใช้เส้น TPU ของ eSun ซึ่งมีชื่อทางการค้าว่า e-Flex มีความยืดหยุ่นสูง เหนียว การเชื่อมติดกันของเลเยอร์ดีมาก พิมพ์ง่ายติดแท่นดีมาก 

ข้อควรระวังอันหนึ่งก็คือรูปร่างของโมเดลไม่ควรมีส่วนยื่นมากนัก และไม่ควรมี Overhang เพื่อหลีกเลี่ยงการมี support ในส่วนของหัวพิมพ์ควรใช้หัวพิมพ์ใหม่เพราะหัวพิมพ์เก่าอาจจะมีเศษพลาสติกเกาะอยู่ ทำให้ขวางทางเดินเส้นพลาสติก แล้วมอเตอร์ก็จะดันเส้นไม่ไป ม้วนพลาสติกควรคลายเส้นออกมาก่อน เพื่อไม่ให้เกิดการติดขัดระหว่างพิมพ์ 

การตั้งค่าการพิมพ์สามารถใช้โปรไฟล์ของ PLA ได้เลย แล้วปรับสามจุดนี้

  1. ปรับ retraction เป็น 0 เพื่อไม่ให้มีการดึงเส้นไปมา เป็นการลดโอกาสเส้นบิดงอ
  2. ปรับความเร็วของหัวพิมพ์ลงให้ใช้ประมาณ 20 มม./วินาที
  3. ปรับความร้อนที่หัวพิมพ์ตามที่กำหนดที่ม้วน ในที่นี้จะใช้ 220 องศา ส่วนความร้อนที่แท่นพิมพ์จะเปิดหรือปิดความร้อนก็ได้

คราวนี้ก็มาเริ่มพิมพ์กันเลย

ลุ้นๆ

สำเร็จแล้ว มีเส้นใยเล็กน้อย ใช้มีดคัตเตอร์ปาดออกไม่ยาก 

สรุปคือ Flashforge Adventurer 3 พิมพ์เส้นพลาสติกนิ่มๆ TPU ได้ครับ

เครื่องพิมพ์ 3 มิติกับการผลิตชิ้นส่วนวิศวกรรมยานยนต์ สนับสนุนทีมลูกพระบิดา.

เครื่องพิมพ์ 3 มิติกับการผลิตชิ้นส่วนวิศวกรรมยานยนต์ สนับสนุนทีมลูกพระบิดา.

 

ทางเรา PRINT3DD ได้มีโอกาสสนับสนุนการผลิตชิ้นส่วนวิศวกรรมยานยนต์ ในส่วนของ  Intake Manifold ในรถ Formula เพื่อใช้ในการแข่งขัน 2019 Fumula SAE Japan – Monozukuri Design Compettition ระหว่างวันที่

24 สิงหาคม – 4 กันยายน 2562สนามแข่งมาตรฐาน ECOPA (Ogasayama Sports Park), Shizuoka Prefecture, Japan โดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติในการขึ้นรูปให้กับทาง ทีมลูกพระบิดา มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ และนำไปใช้จริงของส่วนประกอบดังกล่าว ซึ่งส่วนประกอบดังกล่าวนั้นเป็นวัสดุ ABS สีดำโดยใช้เครื่องพิมพ์ไซต์ใหญ่ที่ทางเรามีคือรุ่น CreatBot FullScale Max 450

 

 

  • โดยในส่วนของ Intake Mainfold นั้นก็คือส่วนของปลายท่อที่ติดกับเครื่องยนต์โดยในส่วนตรงนี้หลังจากที่ขึ้นรูปงานด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ CreatBot FullScale Max 450 เสร็จก็ได้มีการชั่งน้ำหนักโดยรวม 2 ชิ้น อยู่ที่ 1.8 กิโลกรัม โดยงานดังกล่าวยังไม่ได้มีการแกะ Support แต่หลังจากที่แกะ Support แล้วจะเหลือน้ำหนักโดยประมาณ 700 กรัม

งานที่ยังไม่ได้แกะ Support น้ำหนักโดยรวม 1.8 กิโลกรัม 2 ชิ้น

หลักจากแกะ Support ก็สวยงามและน้ำหนักเหลือเพียง 700 กรัม รวมกัน 2 ชิ้น

  • ชิ้นส่วนดังกล่าวจะนำไปใช้ประกอบและดัดแปลงเข้ากับรถฟอมูล่าที่ทาง ทีมลูกพระบิดา ได้สร้างขึ้นดังภาพต่อไปนี้ทางเราได้สอบถามที่หันมาทดลองใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเนื่องจากต้องการลดน้ำหนักองค์ประกอบโดยรวมของรถ Formula ทั้งคันซึ่งการนำมาใช้ยังอยู่ในการทดสอบการใช้งานจริงอาจจะต้องนำมาปรับแก้หรือดัดแปลงองค์ประกอบบางส่วนอีกหลายๆอย่าง ซึ่งอนาคตอันไม่ไกลนี้เราอาจจะได้เห็นโครงสร้างรถ Formula ทั้งคันถูกพิมพ์ขึ้นด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

  • PRINT3DD ยินดีและขอขอบคุณที่ทาง ทีมลูกพระบิดา มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ ได้เปิดโอกาสให้เครื่องพิมพ์ 3 มิติของทางเรามีส่วนร่วมในการผลิตชิ้นส่วนดังกล่าวและขอบคุณสำหรับโลโก้ PRINT3DD บนเสื้อที่ทาง ทีมลูกพระบิดา ได้ออกแบบมาในที่นี้ด้วยครับ

 

 

PVA & PLA ซัพพอทเยอะแค่ไหนก็ละลายได้ด้วยน้ำเปล่า

PVA & PLA ซัพพอทเยอะแค่ไหนก็ละลายได้ด้วยน้ำเปล่า

ทดสอบการขึ้นรูป PLA และซัพพอท PVA ด้วยเครื่องพิมพ์ FlashForge Creator 3 สองหัวพิมพ์อิสระ จะดีอย่างไรมารับชมกันครับ

         เรามาทดลองพิมพ์ชิ้นงานโมเดลที่มีการใช้ซัพพอทหลายตำแหน่งและ บางตำแหน่งเราเป็นส่วนที่สำคัญของชิ้นงานบางท่านไม่ต้องการให้ชิ้นงานเป็นหลุมหรือมีส่วนที่สึกลงไปในตัวชิ้นงานในตอนนี้เรามาแนะนำเส้น Esun ePVA 1.75mm กันครับซึ่งบางท่านยังไม่ทราบว่าการพิมพ์งานในรูปแบบสามมิตินั้นมีเส้นเฉพาะทางในการช่วยการขึ้นรูปที่เรียกว่าซัพพอทแบบละลายน้ำได้ บางท่านจะพบว่าชิ้นงานบางชิ้น มีส่วนหลบมุมที่บางทีไม่สามารถแกะซัพพอทออกได้ หรือ แกะยากมากในบางส่วน และวันนี้เราจะมาแนะนำเครื่องพิมพ์ที่เป็นน้องใหม่มากความสามารถของเรา FlashForge Creator 3 เราจะมาขึ้นรูปโมเดลกันครับ โดยโมเดลนี้เป็นโมเดลที่ขึ้นรูปด้วยเส้นพลาสติก PLA และซัพพอทที่เราใช้คือ PVA ครับ

 

ภาพที่ 1 แสดงภาพโมเดลที่จะทำการพิมพ์สามารถดาวน์โหลดได้ที่ www.thingiverse.com : Lattice Cube

ซัพพอทเยอะขนาดนี้คงต้องนั่งแกะซัพพอทแล้วต้องนั่งแต่งเองอีกเป็นชั่วโมงแน่ๆ แต่ไม่ต้องห่วงเราใช้ซัพพอท PVA แค่ละลายน้ำก็ไม่ต้องเปลืองแรงแถมเนื้องานยังไม่สึกอีกด้วย มาดูการตั้งค่าการพิมพ์สำหรับเครื่อง FlashForge Creator 3 กันครับ

 

ภาพที่ 2 แสดงการตั้งค่าการพิมพ์ขึ้นรูป 3 มิติ เมื่อใช้สองวัสดุ

ภาพที่ 3 แสดงภาพเครื่องพิมพ์ FlashForge Creator 3  [2] หัวพิมพ์ อิสระ

1. หัวพิมพ์ซ้ายใส่เส้น PLA 1.75 mm สีแดงจะสังเกตุเห็นได้ว่าเมื่อหัวพิมพ์ซ้ายทำงานหัวพิมพ์ขวาจะอยู่ ณ ตำแหน่งที่ห่างจากตัวชิ้นงานและขัดหัวพิมพ์รอการขึ้นซัพพอท

2. หัวพิมพ์ขวาใส่เส้น ePVA 1.75 mm สีธรรมชาติเพื่อเป็นซัพพอทของ PLA

** ซึ่งข้อดีของ FlashForge Creator 3 นั้นคือไม่จำเป็นต้องสร้าง Wall หรือ Oozing Shield เพื่อมาขัดหัวพิมพ์ระหว่างรอหัวพิมพ์ที่ทำงานอยู่ ซึ่งเครื่องพิมพ์รุ่นนี้มาช่วยขจัดปัญหาโหลดเส้นทิ้งออกไปได้ดีเลยทีเดียว **

 

  • ลดการใช้ Filament เมื่อมีการใช้งานหัวพิมพ์ 2 หัวพิมพ์ใน 1 งาน
  • ลดเวลาในการพิมพ์ขึ้นรูปงาน 3 มิติ
  • สามารถพิมพ์งาน 1 งานพร้อมกัน 2 ชิ้นได้ในเวลาเดียวกัน

มาเริ่มพิมพ์ขึ้นรูป 3 มิติกันเลยครับ

วีดีโอที่ 1 แสดงการทำงานของเครื่องพิมพ์ Creator 3 และการขึ้นรูปงาน

ภาพที่ 4 แสดงภาพชิ้นงานที่ขึ้นรูปเสร็จเรียบร้อยแล้ว ถ้าแกะซัพพอทชิ้นงานคงหักด้วยแน่ๆ ครับ ยังดีที่เราใช้เป็น PVA ละลายในน้ำเปล่าได้หมดห่วง ^^

* เรามาเริ่มการละลายซัพพอทกันครับ *

วีดีโอที่ 2 แสดงการละลายตัวของซัพพอท PVA ขณะที่อยู่ในน้ำ

ภาพที่ 5 แสดงภาพชิ้นงานที่ถูกละลายซัพพอทเรียบร้อยแล้ว สวยงามตามท้องเรื่องครับ

 

** ไม่จำเป็นต้องแกะซัพพอทให้เปลืองแรงและเปลืองเวลา **

** ป้องกันการเสียหายขณะที่แกะซัพพอทของชิ้นงานได้ดีเลยทีเดียวครับ **

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

มินิรีวิว Flashforge Creator 3 + eSun ePA-Carbon Fiber

มินิรีวิว Flashforge Creator 3 + eSun ePA-Carbon Fiber

Carbon Fiber เป็นวัสดุในฝันของผู้ใช้ 3D printer หลายๆ คน เพราะมันช่วยให้งานที่พิมพ์ออกมามีความแข็งแรงขึ้น สำหรับผู้ที่ยังไม่รู้ว่า Carbon Fiber เป็นอย่างไร เราลองมาดูกัน

เส้น Carbon Fiber คืออะไร?

ก่อนอื่นต้องไม่สับสนระหว่างเส้น Carbon Fiber Filament กับ Carbon Fiber ที่ใช้ทำรถแข่ง จักรยานราคาแพง หรือยานอวกาศ ซึ่งเป็น Carbon Fiber ชนิดเส้นยาวถักทอเป็นผืนใหญ่ เคลือบด้วยอีพ๊อกซี่เป็นชั้น ๆ

ส่วน Carbon Fiber Filament จะเป็นการนำ Carbon Fiber ใยสั้นผสมลงในพลาสติกฐาน เช่น PolyCarbonate, ABS, PLA, Nylon, PETG เป็นต้น ซึ่งลักษณะของ Carbon Fiber จะแข็ง แต่เปราะมาก ดังนั้นการนำไปผสมกับพลาสติกฐานมักจะผสมกับพลาสติกที่มีความเหนียว เช่น Nylon หรือ PETG เพื่อชดเชยลักษณะด้อยของ Carbon Fiber เอง

คุณสมบัติเด่นๆ ของเส้น Carbon Fiber คือ ขณะพิมพ์ไม่มีกลิ่น ผิวด้าน ความแข็งแรงทนทานสูง ทนต่อการเสียดสี และสึกหรอ ทนความร้อนสูงถึง 120°C อัตราการหดตัว และบิดตัวต่ำ และติดไฟยาก

FlashForge Creator 3

เป็นเครื่องที่สามารถพิมพ์เส้นชนิด Carbon Fiber ได้ เนื่องจากหัวพิมพ์เป็นโลหะ Stainless Steel ชุบแข็ง ซึ่งจะทนการกัดกร่อนของ Carbon Fiber ได้ดี เพราะ Carbon Fiber สามารถกัดกร่อนหัวพิมพ์ชนิดทองเหลืองให้พังได้อย่างรวดเร็ว อาจจะไม่ถึงครึ่งม้วนเสียด้วยซ้ำ

นอกจากนี้หัวพิมพ์ยังทำความร้อนได้ถึง 300 องศา ทำให้พิมพ์พลาสติกวิศวกรรมได้อีกหลายชนิด

eSun ePA-CF เส้น Polyamine-Carbon Fiber

Polyamine (PA) หรือชื่อในทางการค้าว่า Nylon เส้น  ePA-CF ของ eSun มี Carbon Fiber ผสมอยู่ถึง 20% ราคาไม่แพง ประมาณ 50-60 USD ในขณะที่บางยี่ห้อราคาสูงถึง 250 USD

มาลองพิมพ์กันเลยดีกว่า

เราเลือกบันไดจักรยานมาเป็นหนูทดลอง


ตั้งอุณหภูมิการพิมพ์อยู่ที่ 250°C และที่แท่นพิมพ์ 80°C ใช้เวลาพิมพ์ประมาณ 7 ชั่วโมง

จะสังเกตได้ว่าจะมีเส้นใยเยิ้มออกมามาก ซึ่งเป็นลักษณะที่ปรกติของเส้น Carbon Fiber ส่วนที่พื้นจะไม่มีการเด้งงอ หรือหลุดจากฐานเลยแม้แต่น้อย

เมื่อพิมพ์เสร็จแล้วก็ถึงตอนแกะ support การแกะก็ไม่ได้ยากนัก แต่มันจะเหนียวๆ หน่อย สามารถใช้คีมช่วย ในส่วนที่เป็นเศษเล็กๆ ก็ใช้มีดคัตเตอร์ปาดออกได้ไม่ยากนัก

ในส่วนของ overhang เครื่อง FlashForge Creator 3 ทำได้ดี ทีเดียว

เทคนิคการพิมพ์ด้วยเส้น Carbon Fiber

เป็นโบนัสสำหรับคนที่ทนอ่านมาถึงตรงนี้ การพิมพ์ด้วยเส้น Carbon Fiber ไม่ง่าย และไม่ยากจนเกินไป เรามีเคล็ดลับในการพิมพ์ให้สำเร็จดังนี้

  • อย่างที่บอกไว้ข้างต้น หัวพิมพ์ควรจะต้องเป็นโลหะแข็ง เช่นสเตนเลส เพื่อให้ทนต่อการสึกกร่อนจาก Carbon Fiber ซึ่งมีความรุนแรงมาก (ซ้ายทองเหลือง-ขวาสเตนเลสสตีล)
  • ลดค่า retraction ลง เนื่องจากการดึงเส้นกลับไปมามากๆ จะทำให้เกิดการสะสมของ Carbon Fiber ซึ่งไม่ละลายในความร้อน ภายในหัวพิมพ์ทำให้เกิดการอุดตันได้ง่าย
  • พิมพ์ให้ช้าลงประมาณ 20%-50% เพื่อช่วยให้ Carbon Fiber ที่อาจจะติดอยู่ในหัวพิมพ์หลุดออกไปได้ง่ายขึ้น ลดการอุดตันของหัวพิมพ์
  • ใช้หัวพิมพ์ที่ใหญ่ขึ้น จะช่วยลดโอกาสอุดตัน
  • เส้นพลาสติกจะค่อนข้างเปราะ หักง่ายเมื่อเกิดการงอ หรือมีการหักเลี้ยวในองศาที่แคบๆ แนะนำให้ใช้ท่อนำเส้นพลาสติกเพื่อลดโอกาสเส้นหัก
  • การเก็บเส้น Nylon-Carbon Fiber ควรเก็บในถุงซิป และใส่สารดูดความชื้นไว้ด้วย เนื่องจาก Nylon ดูดความชื้นได้ดีมาก หากเส้นชื้นไปแล้ว (สังเกตจากเวลาพิมพ์จะมีเสียงน้ำเดือด เปาะแปะ ๆ) ให้นำไปอบในเตาอบที่อุณหภูมิประมาณ 80°C ประมาณ 4-6 ชั่วโมง

หลังจากปรับค่าการพิมพ์เล็กน้อย แล้วลองพิมพ์ใหม่อีกครั้งผลก็เป็นดังในภาพครับ หวังว่าคงได้ความรู้เล็กๆ น้อยๆ กลับไปบ้างนะครับ แล้วพบกันใหม่

ทำความรู้จักเครื่องพิมพ์สามมิติระบบ SLS

ทำความรู้จักเครื่องพิมพ์สามมิติระบบ SLS

การพิมพ์สามมิติแบบ Selective Laser Sintering (SLS) เป็นการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ หรือ additive manufacturing (AM) ซึ่งจะใช้แสงเลเซอร์ในการเผาผนึกผงพลาสติกให้เป็นก้อนแข็งตามรูปแบบไฟล์สามมิติที่เขียนขึ้นมา SLS เป็นระบบที่วิศวกรนิยมใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์มานานนับสิบปีแล้ว ด้วยต้นทุนที่ต่ำ ผลิตได้มาก และใช้วัสดุที่ช่วยให้ระบบนี้สามารถผลิตได้ตั้งแต่ต้นแบบที่ใช้งานได้ จนถึงการผลิตจำนวนน้อยๆ หรือผลิตสินค้าในช่วงรอยต่อก่อนการผลิตจำนวนมาก

ด้วยปัจจัยที่ทันสมัยของตัวเครื่อง ซอฟแวร์ และวัสดุพิมพ์ในปัจจุบัน ทำให้เครื่องพิมพ์ระบบ SLS สามารถเข้าถึงการผลิตในทุกกลุ่มธุรกิจ ทำให้หลายๆ บริษัทสามารถใช้เครื่องพิมพ์ระบบนี้ได้ง่ายกว่าเดิมที่กระจุกตัวอยู่แค่บริษัทหรือโรงงานขนาดใหญ่เท่านั้น

ในบทความนี้จะครอบคลุมถึงระบบการทำงานของ SLS รูปแบบต่างๆ วัสดุพิมพ์ และการเลือกงานที่เหมาะจะใช้ SLS มากกว่าเครื่องพิมพ์สามมิติระบบอื่น รวมถึงการผลิตแบบดั้งเดิม

จุดเริ่มต้นของระบบ SLS

Selective Laser Sintering (SLS) เป็นเทคนิคการพิมพ์แบบแรกๆ ของการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ ถูกพัฒนาขึ้นในช่วงกลางทศวรรษที่ 1980 โดย Dr. Carl Deckard และ Dr. Joe Beaman แห่งมหาวิทยาลัยเท็กซัส วิธีการของพวกเขาตอนนั้นตั้งใจจะจะทำงานกับวัสดุหลากหลายเช่นพลาสติก โลหะ แก้ว เซรามิก และวัสดุผสมต่างๆ ปัจจุบันเทคโนโลยีเหล่านี้ได้ถูกแบ่งแยกเป็นกลุ่มต่างๆ โดยเรียกรวมเป็นการหลอมผงวัสดุบนแท่นพิมพ์-การให้ความร้อนหลอมเหลวผงวัสดุเฉพาะจุดที่ต้องการ

การหลอมผงวัสดุบนแท่นพิมพ์ที่เป็นที่นิยมจะมีสองกลุ่มใหญ่ๆ คือกลุ่มที่ใช้พลาสติกเป็นวัสดุพิมพ์ จะเรียกว่า SLS และพวกที่ใช้ผงโละเป็นวัสดุพิมพ์ซึ่งจะเรียกว่า direct metal laser sintering (DMLS) or selective laser melting (SLM) ก่อนหน้านี้เครื่องพิมพ์ทั้งสองกลุ่มจะมีราคาสูงมาก และขั้นตอนการทำงานที่ยุ่งยาก จำกัดการทำงานอยู่กับการผลิตชิ้นส่วนที่ราคาแพงและจำนวนน้อยๆ เช่นชิ้นส่วนยานอวกาศ หรืออุปกรณ์ทางการแพทย์

เครื่องระบบนี้มีการพัฒนาเพิ่มขึ้นอย่างมากในปัจจบัน มันกำลังตามเครื่องพิมพ์ระบบอื่นเช่น stereolithography (SLA) และ fused filament fabrication (FFF) เพื่อให้เกิดการใช้งานอย่างแพร่หลาย เข้าถึงได้ง่าย และกระทัดรัดมากขึ้น

SLS ทำงานอย่างไร

เครื่องพิมพ์สามมิติแบบ SLS ใช้ลำแสงเลเซอร์ในการหลอมละลายผงพลาสติกที่มีความละเอียดมาก

ขั้นตอนการพิมพ์

  1. ผงพลาสติกถูกแผ่ไปบนแท่นพิมพ์เป็นชั้นบางๆ
  2. เครื่องพิมพ์จะอุ่นผงพลาสติกให้ร้อนถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของพลาสติกเพียงเล็กน้อย นี่จะช่วยให้เลเซอร์ใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยเท่านั้นในการหลอมละลายผงพลาสติกในตำแหน่งที่ต้องการเพื่อให้แข็งตัว
  3. แสงเลเซอร์จะยิงเป็นรูปภาพตัดขวางของโมเดลไปที่ผงพลาสติก ทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นจนถึงจุดหลอมเหลว ละลายผงพลาสติกเข้าด้วยกัน จนเกิดเป็นชิ้นส่วนของโมเดล ผงพลาสติกที่ไม่ถูกหลอมเหลวจะทำหน้าที่เป็นตัวรองรับส่วนอื่นๆ ของโมเดลไปในตัว ทำให้ไม่ต้องสร้างเสารองรับเพิ่มอีก
  4. จากนั้นแท่นพิมพ์จะขยับต่ำลงไป 1 ชั้น โดยทั่วไปจะมีระยะ 50 ถึง 200 ไมครอน ใบปาดจะเกลี่ยผงพลาสติกชั้นต่อไปทับบนชั้นที่พิมพ์เสร็จไปก่อนหน้า แล้วแสงเลเซอร์ก็จะยิงแสงไปหลอมละลายผงพลาสติกให้เป็นเนื้อเดียวกันกับชั้นล่าง
  5. กระบวนการจะดำเนินซ้ำไปอย่างนี้จนเสร็จสิ้น และต้องรอให้ผงพลาสติกเย็นตัวลงก่อนภายในเครื่องพิมพ์
  6. เมื่อเย็นแล้ว จะนำถังบรรจุโมเดลและผงพลาสติกไปแยกส่วน ทำความสะอาดผงที่เกินมา

SLS ใช้การยิงแสงเลเซอร์เพื่อหลอมละลายผงพลาสติกเพื่อขึ้นรูปวัตถุสามมิติ

การตกแต่งงานพิมพ์และขั้นตอนหลังจากการพิมพ์

ขั้นตอนหลังจากพิมพ์เสร็จแล้วใช้เวลาและแรงงานไม่มากนัก ทำให้เกิดความเสถียรของงานในกรณีที่พิมพ์เป็นจำนวนมาก

เมื่อการพิมพ์เสร็จสิ้นลงชิ้นงานจะถูกนำออกจากเครื่องพิมพ์ แยกออกจากภาชนะบรรจุผงพลาสติก ล้างผงส่วนที่ยังติดกับชิ้นงานออกไป ซึ่งโดยทั่วไปจะทำเสร็จในจุดเดียวโดยใช้ลมเป่า หรือเครื่องยิงทราย

ชิ้นงานที่พิมพ์จากเครื่องพิมพ์ SLS จะมีผิวที่ค่อนข้างหยาบ พอๆ กับกระดาษทรายความละเอียดปานกลาง วัสดุไนลอนสามารถทำงานต่อหลังจากพิมพ์เสร็จได้หลายอย่างเช่น การขัด ย้อม ลงสี เคลือบสี เคลือบโลหะ เชื่อมประกอบ และเคลือบกำมะหยี่

การนำผงพลาสติกกลับมาใช้ใหม่

ผงพลาสติกส่วนที่ไม่ได้ถูกใช้งานจะถูกนำไปกรองเพื่อนำเศษชิ้นใหญ่ๆ ออกไปแล้วนำกลับไปใช้ใหม่ได้ แต่คุณสมบัติจะด้อยลง จึงควรผสมผงพลาสติกใหม่เข้าไปเมื่อใช้งานไปได้สักระยะ การที่มันสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ทำให้ระบบ SLS เป็นระบบการผลิตที่ทำให้เกิดการสูญเสียน้อยที่สุดระบบหนึ่ง

SLS แบบต่างๆ

เครื่องพิมพ์ระบบ SLS ทุกเครื่องจะมีโครงสร้างเดียวกันกับที่อธิบายไปแล้วข้างต้น ความแตกต่างหลักจะอยู่ที่ชนิดของเลเซอร์ และขนาดที่พิมพ์ได้ แต่ละเครื่องจะมีระบบควบคุมอุณหภูมิ การเกลี่ยผงวัสดุ และการสร้างเลเยอร์ที่ต่างกัน

SLS จะมีการควบคุมที่แม่นยำและเที่ยงตรงอย่างสูง อุณหภูมิของผงวัสดุในส่วนของชิ้นงาน (ที่ยังพิมพ์ไม่เสร็จ) จะถูกควบคุมไว้ให้ไม่เกิน 2 °C ในระหว่างขั้นตอนการให้ความร้อนล่วงหน้า การขึ้นรูป และการจัดเก็บก่อนการนำออกมาจากเครื่อง เพื่อป้องการบิดตัว ลดแรงเค้น และการเสียรูปจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

SLS ระดับอุตสาหกรรม

เครื่องพิมพ์ SLS ระดับอุตสาหกรรมถูกใช้ในการผลิตสินค้าที่หลากหลายตั้งแต่อะไหล่สำหรับโรงงานผลิตรถบรรทุกระดับโลก จนถึงชิ้นส่วนสั่งทำสำหรับเสื้อผ้า เครื่องพิมพ์ขนาดใหญ่ที่สุดสามารถพิมพ์ได้ถึงขนาด 1 เมตรเลยทีเดียว

เครื่องพิมพ์ SLS ระดับอุตสาหกรรมอาจจะใช้หัวเลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์กำลังสูงหัวเดียว หรือหลายหัวก็ได้ ยิ่งขนาดพิมพ์ที่ใหญ่ขึ้น ระบบต่างๆ ก็จะมีความสลับซับซ้อนมากขึ้นตาม เครื่องพิมพ์ SLS ระดับอุตสาหกรรม ต้องการสภาพแวดล้อมในการพิมพ์ที่อยู่ในสภาวะเฉื่อย โดยใช้ก๊าซเฉื่อยเช่นไนโตรเจน หรือก๊าซชนิดอื่นเพื่อป้องกันวัสดุเกิดการทำปฎิกิริยากับอ็อกซิเจน และเสื่อมสภาพลง ดังนั้นเครื่องพิมพ์ SLS ระดับอุตสาหกรรมจึงต้องมีระบบจัดการก๊าซที่เหมาะสม รวมทั้งการใช้กำลังไฟฟ้าอย่างมากอีกด้วย แม้แต่เครื่องที่เล็กที่สุดของเครื่องพิมพ์ SLS ระดับอุตสาหกรรมก็ต้องการพื้นที่วางเครื่อง 10 ตารางเมตรเป็นอย่างน้อย

SLS แบบตั้งโต๊ะ

SLS แบบตั้งโต๊ะสามารถพิมพ์งานได้คุณภาพเทียบเท่าเครื่องระดับอุตสาหกรรม ในขนาดที่กระทัดรัดกว่าและจัดการได้ง่ายกว่า

SLS แบบตั้งโต๊ะไม่จำเป็นต้องมีระบบพื้นฐานพิเศษใดๆ และสามารถตั้งอยู่บนโต๊ะทำงานได้เลย

SLS แบบตั้งโต๊ะใช้เลเซอร์แบบไดโอด หรือแบบไฟเบอร์ แทนการใช้เลเซอร์แบบ CO2 เนื่องจากให้คุณภาพแสงเทียบเท่ากันแต่ต้นทุนถูกกว่า

ด้วยขนาดที่เล็กกว่าจึงใช้พลังงานในการทำความร้อนน้อยกว่า และด้วยการที่ใช้เวลาในการยิงแสงน้อยกว่าจึงไม่จำเป็นต้องใช้ก๊าซเฉื่อย และอุปกรณ์พิเศษในการควบคุมก๊าซใดๆ โดยภาพรวมการใช้พลังงานน้อยทำให้สามารถใช้ไฟฟ้าที่มีอยู่ในบ้านได้เลย

SLS แบบตั้งโต๊ะจะพิมพ์งานได้เล็กกว่า และช้ากว่าเล็กน้อย เมื่อเทียบกับเครื่องพิมพ์ขนาดเล็กที่สุดของเครื่องระดับอุตสาหกรรม แต่ก็จะได้เปรียบเรื่องพื้นที่ตั้งเครื่องที่น้อยกว่า และต้นทุนที่ถูกกว่า

การเปรียบเทียบเครื่องพิมพ์ SLS

เปรียบเทียบจากเครื่อง Formlabs Fuse 1 แบบตั้งโต๊ะ กับเครื่อง SLS ระดับอุตสาหกรรมของ EOS และ 3D Systems

Nylon: วัสดุสำหรับต้นแบบและผลิตภัณฑ์

วัสดุหลักที่ใช้ในเครื่อง SLS คือ nylon เป็นพลาสติกวิศวกรรมที่นิยมใช้อย่างแพร่หลายเนื่องด้วยน้ำหนักที่เบา แข็งแรง ยืดหยุ่นได้ มีความคงตัวต่อแรงแรงกระทำ สารเคมี อุณหภูมิ แสงยูวี น้ำ และความสกปรก

Nylon เป็นวัสดุในอุดมคติในการผลิตสินค้าต่างๆ ตั้งแต่งานวิศวกรรม สินค้าอุปโภค จนถึงผลิตภัณฑ์ด้านดูแลสุขภาพ

Nylon เป็นเทอร์โมพลาสติกที่สังเคราะห์ขึ้น เป็นพลาสติกในตระกูลโพลีอามายด์ มีสองชนิดที่ใช้ในเครื่องพิมพ์ SLS คือ Nylon 11 and 12, หรือ PA11 and PA12

PA เป็นตัวย่อของ Polyamind และตัวเลขหมายถึงจำนวนอะตอมของคาร์บอนในวัสดุนั้น ทั้งคู่มีคุณสมบัติเหมือนกัน PA11 จะมีความยืดหยุ่น และทนแรงกระทำได้ดีกว่าเล็กน้อย ในขณะที่ PA12 แข็งแรงกว่า ทนการเสียดสีได้ดีกว่า และมีความเข้ากันได้กับเนื้อเยื่อในร่างการ

คุณสมบัติของ Nylon ที่ใช้กับเครื่องพิมพ์ SLS

Nylon 11 และ 12 เป็นผงวัสดุเดี่ยว แต่เครื่องพิมพ์ SLS สามารถพิมพ์ 2 วัสดุได้ เช่นผงที่มีการเคลือบ หรือผงที่ผสมสารอื่น Nylon ที่ผสมด้วย aluminide หรือคาร์บอน หรือแก้ว ถูกพัฒนามาเพื่อให้เกิดคุณสมบัติด้านความแข็งแรง ความแกร่ง หรือความยืดหยุ่น การใช้สองวัสดุผสมนี้ วัสดุที่มีค่า Glass transition ที่ต่ำกว่าจะหลอมเหลวและเชื่อมวัสดุทั้งสองเข้าด้วยกัน

ทำไมจึงควรใช้ SLS?

วิศวกรจะเลือกใช้ SLS เมื่อต้องการอิสระในการออกแบบ ผลผลิตจำนวนมาก ราคาต้นทุนต่อหน่วยต่ำ และมีอัตราการพิมพ์สำเร็จสูง

อิสระในการออกแบบ

ระบบการพิมพ์สามมิติส่วนใหญ่เช่น stereolithography SLA หรือ fused filament fabrication FFF ต้องมีการสร้าง support  เพื่อรองรับส่วนที่ยื่นไปในอากาศ หรือ overhang

SLS ไม่ต้องการโครงสร้าง support เนื่องจากผงพลาสติกรอบๆ ชิ้นงานที่ไม่ถูกแสงเลเซอร์จะทำหน้าที่เป็น support ไปในตัว SLS ช่วยให้พิมพ์งานที่ก่อนหน้านี้แทบเป็นไปไม่ได้ที่จะพิมพ์ขึ้นมาเช่น ชิ้นส่วนที่เกี่ยวติดกัน หรือชิ้นส่วนที่ขยับได้ หรืองานออกแบบที่มีความซับซ้อนมากๆ

เฝือกมือที่ออกแบบเป็นรูปร่างซับซ้อนเพื่อลดน้ำหนักของตัวมัน

ปกติแล้ววิศวกรจะออกแบบโดยคิดถึงการกระบวนการผลิตในขั้นสุดท้ายไว้ล่วงหน้า หรือที่เรียกว่า design for manufacturing (DFM) เมื่อเครื่องพิมพ์สามมิติถูกใช้เพียงเพื่อสร้างต้นแบบเท่านั้น การออกแบบจึงถูกจำกัดด้วยวิธีการผลิตแบบดั้งเดิม

แต่เมื่อมีเครื่องพิมพ์แบบ SLS เริ่มจับต้องได้ และมีการใช้งานที่หลากหลายขึ้น จึงเป็นสิ่งที่จะปลดปล่อยข้อจำกัดในการออกแบบของวิศวกร SLS มีความสามารถที่จะพิมพ์งานที่มีความซับซ้อนมากๆ ได้ในการพิมพ์ครั้งเดียว ซึ่งโดยปรกติจะต้องผลิตเป็นจำนวนหลายชิ้นมาประกอบกัน ทำให้ลดจุดอ่อนในงาน และลดเวลาการประกอบได้มาก

SLS สามารถช่วยให้การออกแบบ generative design เป็นไปได้อย่างเต็มความสามารถ ด้วยโครงสร้างที่เบา มีความซับซ้อนของโครงสร้าง รูปร่างของชิ้นงาน ซึ่งไม่สามารถผลิตได้ด้วยกรรมวิธีการผลิตแบบดั้งเดิม

ผลผลิต และอัตราการผลิตต่อเนื่องที่สูงขึ้น

SLS เป็นระบบการพิมพ์สามมิติที่เร็วที่สุดสำหรับชิ้นส่วนที่สามารถนำไปใช้ได้จริง ต้นแบบที่ทนทาน และผลิตภัณฑ์สำหรับลูกค้า แสงเลเซอร์ที่ใช้ในการพิมพ์มีความเร็วสูง ความแม่นยำสูงกว่าเครื่องพิมพ์แบบเส้นพลาสติกอย่างมาก

การพิมพ์ชิ้นงานจำนวนมากในคราวเดียวสามารถวางให้ชิดเกือบติดกันได้ ผู้ใช้งานสามารถกำหนดตำแหน่งของแต่ละชิ้นได้ในซอฟแวร์เพื่อให้พิมพ์ได้เต็มพื้นที่ และเหลือช่องว่างน้อยที่สุดได้

SLS ยอมให้วางชิ้นงานในห้องพิมพ์ให้ชิดกันเพื่อพิมพ์งานจำนวนมากในครั้งเดียวเพื่อลดเวลาการทำงาน

ผู้ใช้งานสามารถเพิ่มชิ้นงานในระหว่างที่เครื่องกำลังพิมพ์อยู่ได้ ช่วยให้เพิ่มโอกาสได้งานที่ถูกแก้ไขในนาทีสุดท้าย หรือเพิ่มชิ้นส่วนต่อเนื่องลงไป

วัสดุที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าคงทนยาวนาน

หัวใจสำคัญของการพิมพ์ SLS ให้ใช้งานได้และทนทานคือตัววัสดุ Nylon เป็นวัสดุที่ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นพลาสติกที่มีคุณภาพสูง การใช้เลเซอร์หลอมละลายผงไนลอนทำให้ได้เนื้องานเต็มเกือบ 100% ใกล้เคียงกับการขึ้นรูปด้วยวิธีการฉีดพลาสติด (Injection moulding)

ฝาครอบสว่านพิมพ์ด้วย Nylon PA 12 สามารถทำการแต่งผิวเพื่อให้มีความเรียบ และดูมีราคา

Nylon เป็นวัสดุที่ดีมากที่ใช้ทดแทนพลาสติกในกระบวนการฉีดพลาสติก มันสามารถทำจุดหมุน บานพับที่ขยับได้ การประกบล็อก หรือข้อต่อเชิงกลแบบต่างๆ ไนลอนสามารถผลิตงานที่มีความคงทนที่ยาวนานกว่าการขึ้นรูปสามมิติด้วยระบบอื่นมาก

ราคาต้นทุนต่อชิ้นต่ำ

การคำนวณต้นทุนต่อชิ้นจะมี 3 องค์ประกอบคือ ความเป็นเจ้าของเครื่องมือ วัสดุ และแรงงาน

  • ความเป็นเจ้าของเครื่องมือ จำนวนชิ้นงานที่ผลิตได้มากกว่าตลอดอายุการใช้งานของมันจะมีผลให้ต้นทุนต่อหน่วยยิ่งลดลง และยิ่งทำให้คืนทุนได้เร็วขึ้น ความเร็วในการกวาดแสงเลเซอร์ การวางชิ้นงานที่ชิดกันมากๆ ได้ และขั้นตอนง่ายๆ การทำงานหลังจากการพิมพ์ทำให้ SLS มีผลผลิตที่สูงที่สุดเมื่อเทียบกับการพิมพ์สามมิติแบบอื่นๆ
  • วัสดุ ในขนณะที่เครื่องพิมพ์สามมิติส่วนใหญ่จะใช้วัสดุเฉพาะของตนเอง ไนลอนเป็นพลาสติกทั่วไปที่มีการผลิตจำนวนมากสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ ดังนั้นมันจึงราคาถูกมาก นอกจากนี้ในการพิมพ์ยังไม่ต้องใช้ support และผงไนลอนก็สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ทำให้เกิดความสูญเสียน้อยที่สุด
  • แรงงาน จุดด้อยของการพิมพ์สามมิติระบบอื่นคือแรงงานที่ต้องใช้ภายหลังจากการพิมพ์ชิ้นงานเสร็จแล้ว ซึ่งมีขั้นตอนและใช้เวลามาก ทำให้ต้นทุนส่วนนี้ค่อนข้างสูง ส่วน SLS มีขั้นตอนง่ายๆ หลังจากพิมพ์เสร็จแล้ว

ลดขั้นตอนการพัฒนาสินค้า

SLS ช่วยให้วิศวกรทำต้นแบบงานในช่วงการออกแบบ จากนั้นก็ใช้เครื่องพิมพ์ และวัสดุเดิมเพื่อผลิตสินค้าสำหรับผู้บริโภคได้เลย SLS ไม่ต้องการอุปกรณ์ เครื่องมือ เครื่องจักรราคาแพงที่ใช้เวลาเตรียมนานเหมือนการผลิตแบบดั้งเดิม การพัฒนาผลิตภัณฑ์สามารถเสร็จสิ้นได้ภายในเวลาไม่กี่วันเท่านั้น ทำให้ลดเวลาการพัฒนาสินค้าลงไปได้มาก

ด้วยเหตุผลต่างๆ ดังที่กล่าวมา เครื่องพิมพ์สามมิติระบบ SLS จึงสามารถเป็นอีกทางเลือกหนึ่งของการใช้เครื่องฉีดพลาสติกเพื่อผลิตสินค้า เพราะมันประหยัดกว่ามากในกรณีที่ผลิตจำนวนไม่มาก หรือระยะสั้นๆ

พบกับเครื่อง Fuse 1

เครื่อง SLS ถูกจำกัดการใช้งานด้วยราคาของตัวเครื่องที่สูงกว่า $200,000 แต่ด้วยเครื่อง Fuse 1 ทำให้ธุรกิจจำนวนมากเข้าถึงการใช้งานเครื่องพิมพ์ SLS ได้ง่ายขึ้น

ลูกค้า: MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

ลูกค้า: MTEC ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

ขอขอบคุณ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ
ที่อุดหนุนเครื่องพิมพ์สามมิติ Fullscale Max ไปใช้ทำการวิจัย

3D Printer : Fullscale Max

Review FF Creator3 มีดีที่2หัวฉีด อิสระ

Review FF Creator3 มีดีที่2หัวฉีด อิสระ
Feature โดยรวมของเครื่อง

มาแกะกล่อง แล้วลองใช้งานเครื่อง Flashforge Creator3 ไปด้วยกันครับ Flashforge Creator3 หน้าตาจะดูออกเป็นแนวกล่องๆอวกาศๆ ตามสไตล์ Flashforge Guider2s โดยตัวเครื่องจะมีสองหัวฉีด ซึ่งวิ่งอิสระต่อกัน (ธรรมดาส่วนมากเครื่อง 2หัวฉีดที่ขายกันอยู่ทั่วๆไปนั้น 2หัวฉีดจะติดกันวิ่งไปด้วยกัน) มันมีข้อดีคือสามารถพิมพ์ 2ชิ้นพร้อมๆกัน , สองวัสดุ ไม่สีเลอะกัน หรือ ชิ้นงานกับ Support แยกกัน

ตัวเครื่องค่อนข้างหนัก ประมาณ 40Kg คนเดียวยกลำบากหน่อย โครงสร้างเป็นอลูมิเนียมขึ้นรูป ข้อตำต่างๆทำมาจากอลูมิเนียมเกือบทั้งหมด ปิดกรอบด้วยวัสดุพลาสติก ABS วัสดุที่ใช้ดูแข็งแรง แน่นทนทาน วางตำแหน่งหน้าจอสัมผัสไว้สูงไปหน่อย กดและมองเห็นยาก // ภายในมีกล้อง Build in ไว้ดูการทำงานของเครื่อง Online ผ่าน Cloud หรือ ผ่านมือถือได้เลย

หัวฉีด 2 หัวมีมอเตอร์ในการเคลื่อนที่แยกกัน (แยกในแนวแกน X แต่แกน Y อยู่บนรางเดียวกัน) หัวฉีดเปลี่ยนจากหัวทองเหลืองมาเป็นหัวสแตนเล ทำความร้อนได้ถึง 300°C รองรับวัสดุวิศวกรรมที่พิมพ์ด้วยความร้อนสูงอย่าง Carbon fiber / PC ได้ เนื่องจากหัวฉีดแยกอิสระต่อกันจึงสามารถพิมพ์ Support ได้ดี ไม่ไปเลอะส่วนที่เป็นชิ้นงาน

มาลงรายละเอียดกันเป็นส่วนๆได้ดังนี้ครับ

ด้านบนตังเครื่องเป็นลักษณะหน้าต่างเปิดปิดได้ ไม่เกะกะ

แกะกล่อง โครงสร้างภายนอก
กล่องของเครื่อง Flashforge Creator3 มีขนาดค่อนข้างใหญ่ 755*629*732mm ใส่รถเก๋งธรรมดาไม่ได้ต้องเป็นแบบ hatchback เปิดท้าย หรือ รถกระบะ / การแพคเครื่องมีการหุ้มกันกระแทกด้วยวัสุดโฟม / ตัวเครื่องเป็นทรงกล่องสี่เหลี่ยมขนาด 627 * 485 * 615mm จากน้ำหนักเครื่อง 40Kg ควรว่าบนโต๊ะที่แข็งแรง / ด้านหน้าตัวเครื่องเป็นหน้าต่าง ด้านข้างเป็นที่ใส่เส้นพลาสติกทั้งสองด้านสำหรับหัวซ้ายและขวา เป็นที่เก็บมิดชิด ด้านหลังของตัวเครื่องเป็นสวิทซ์เปิดปิดตัวเครื่อง ช่องต่อสาย LAN ช่องเสียสายไฟ และช่องออกของพัดลดระบายอากาศ+แผ่นกรองอากาศ

กล่องค่อนข้างใหญ่เมื่อเทียบกับรุ่นอื่นๆ

โครงสร้างภายใน
โครงสร้างด้านในตัวเครื่องโครงด้านในเป็นวัสดุโลหะแผ่นตัดขึ้นรูปด้วยเลเซอร์ รางสไลด์ข้อต่อส่วนที่เคลื่อนที่ทำจากอลูมิเนียมขึ้นรูป (หลายยี่ห้อยังใช้เป็นพลาสติกอยู่) ดูแข็งแรงทนทาน หัวฉีดเป็นอิสระต่อกันออกแบบเป็นก้อนของใครของมัน มีส่วนเช็ดเส้นส่วนเกินทั้งสองด้านพร้อมภาชนะเก็บเศษพลาสติกส่วนเกิน (สามารถถอดออกไปทิ้งได้) ด้านเสาขวาของตัวเครื่อง(มองจากเครื่องออกมาด้านนอก) มีกล้องวิดีโอ ส่วนฐานพิมพ์สามารถถอดออกจากแท่นทำความร้อนได้ สะดวกในการเอาชิ้นงานออกจากเครื่อง (มาแกะชิ้นงานนอกเครื่องไม่ต้องแซะภายในเครื่อง)

2 หัวฉีดอิสระ — ทำอุณหภูมิได้ทั้ง 300c
หัวฉีดสองตัวแยกชุดทำความร้อน/ชุดฟีดของตัวมันเอง มีมอเตอร์ เคลื่อนที่บนแทนแกนY ของใครของมัน หัวฉีดทำความร้อนได้ 300c เป็นหัวแบบ All Metal สแตนเลสจึงสามารถทำให้พิมพ์เส้น Carbon Fiber และ PC Nylon ได้

หัวฉีด 2 หัวอิสระต่อกัน ชุดใครชุดมัน
พิมพ์ชิ้นงานสองชิ้นพร้อมกันใน Mode Mirror
หัวฉีดสแตนเลส All Metal ทำความร้อนได้ 300c รองรับวัสดุได้หลายหลายเช่น Carbon Fiber

ฐานพิมพ์ถอดออกจากตัวเครื่องได้ บิดเพื่อให้แกะชิ้นงานออกง่าย
ฐานพิมพ์เป็นพลาสติกขึ้นรูปสีดำมาพร้อมมือจับให้ถอดเข้า-ออกกับแท่นทำความร้อนได้ บนฐานพิมพ์ติดด้วย Build Sheet สามารถเปลี่ยน Build sheet ได้ ฐานพิมพ์สามารถบิดงอได้ เป็นข้อดีทำให้สามารถแกะชิ้นงานใหญ่ๆได้โดยการบิดที่ฐานพิมพ์

ฐานพิมพ์ถอดมาได้ / มาพร้อมกล้อง Build in

การพิมพ์ทั้ง 4 โหมด
เนื่องจากมีสองหัวฉีดอิสระต่อกัน หากใช้สองหัวพร้อมกัน จึงสามารถพิมพ์งานได้พิเศษใน 4โหมด
1. พิมพ์สองโมเดลพร้อมกัน เหมือนกัน (Duplicate)
2. พิมพ์สองโมเดลพร้อมกัน กลับด้านกัน ซ้าย-ขวา (Mirror)
3. พิมพ์ชิ้นงานสองสี (2 Colors)
4. พิมพ์ชิ้นงานกับ Support (Support Mode)

ชิ้นงานที่พิมพ์ออกมาจากเครื่อง Duplicate, Mirror, 2color, Support
พิมพ์ชิ้นงาน กับเส้น PVA ละลายน้ำ

interface Touchscreen
ตัวเครื่องควบคุมด้วยหน้าจอ Touch Sceen 4.5นิ้ว โดยแสดงสถานะการพิมพ์กราฟิกรูป สามารถปรับอุณหภูมิระหว่างพิมพ์ได้ ปรับเพิ่มลด Speed ระหว่างพิมพ์ได้เช่นกัน

สถานะการพิมพ์ สามารถปรับอุณหภูมิ ณ จุดเวลาใดๆก็ได้ในการพิมพ์ รวมถึงปรับเพิ่มลด speed

กล้อง Build-in
สามารถดูการทำงานของเครื่องจากระยะไกล ผ่านมือถือหรือ คอมพิวเตอร์ // Cloud Printing

การเชื่อมต่อ
ตัวเครื่องสามาถเชื่อมต่อด้วย 4ช่องทาง คือ ทาง Wifi, LAN, USB Flash drive, Cloud Printing

สรุป
ตัวเครื่องเหมาะกับผู้ใช้งานทั่วไป ค่อนไปทาง Professional อย่างบริษัทออกแบบหรือโรงงาน รองรับวัสดุได้หลากหลายทั่วๆไปเช่น PLA, ABS, HIPS และวัสดุ Engineer เช่น PVA, Carbon Fiber, PC, Nylon สองหัวฉีดอิสระทำให้สามารถพิมพ์ชิ้นงานได้เพิ่มเป็นสองเท่าในเวลาที่เท่ากัน สามารถทำเป็นโรงงานขนาดย่อมๆได้

สองหัวฉีดสามารถใช้ร่วมกับวัสดุเส้นละลายน้ำ Dissolvable filament สำหรับการพิมพ์ชิ้นงานที่ซับซ้อน ต้องใช้ Support ละลายน้ำ เครื่องมีความสามารถครบครัน

จุดเด่น
1. มีสองหัวฉีดอิสระ 2หัวช่วยกันพิมพ์ พิมพ์ชิ้นงาน 2ชิ้นพร้อมๆกัน, แยกหัวหนึ่ง อีกหัวพิมพ์หัวฉีดละลายน้ำ
2. หัวฉีดทำอุณหภูมิได้สูงถึง 300c และเป็นวัสดุสแตนเลส ทำให้รองรับการใช้วัสดุ Carbon Fiber, PC Nylon
3. สามารถปรับอุณหภูมิ หรือ ความเร็วจะระหว่างพิมพ์ชิ้นงานได้ เช่นพิมพ์ไปสักพักอยากให้พิมพ์เร็วขึ้นก็ปรับได้
4. บอกแบบเป็นเครื่องปิด หน้าต่าง หรือส่วนหน้าต่างด้านบนเปิดได้ ไม่เกะกะ
5. เชื่อมต่อได้หลากหลาย wifi, cloud, LAN, Flash Drive และกล้องดูสถานะชิ้นงาน online

จุดด้อย
1. หน้าจอสัมผัส ตอบสนองช้า หลายๆครั้งต้องกดหลายที
2. เครื่องใหญ่และหนัก ยกคนเดียวไม่ได้

ใหม่! Form 3 และ Form 3L

ใหม่! Form 3 และ Form 3L

Formlabs นำเสนอเครื่องพิมพ์ Form 3 และ Form 3L ที่ใช้ระบบแรงดึงต่ำ (LFS™)

Formlabs ผู้นำวงการเครื่องพิมพ์ระบบ SLA ได้เปิดตัวเครื่องพิมพ์ 2 รุ่นที่จะปฏิวัติงานพิมพ์ระดับอุตสาหกรรม โดยมี Form 3 เครื่องพิมพ์มืออาชีพแบบตั้งโต๊ะรุ่นล่าสุด และ Form 3L เครื่องพิมพ์ระบบ SLA ขนาดใหญ่ในราคาที่คุณเอื้อมถึง

ทั้งสองรุ่นจะมาพร้อมเทคนิคการพิมพ์แบบแรงดึงต่ำ (Low Force Stereolithography-LFS™) ซึ่งจะช่วยให้งานพิมพ์มีคุณภาพสูงมาก ใช้ support น้อยลง และมีแท่นพิมพ์ที่สนับสนุนเรซิ่นที่หลากหลายมากขึ้น

ซอฟแวร์รุ่นใหม่ช่วยให้ส่งไฟล์ไปพิมพ์จากระยะไกล และยังสามารถจัดลำดับคิวงานที่จะพิมพ์ได้ด้วย ช่วยให้การทำงานเป็นทีมมีประสิทธิภาพมากขึ้น ช่วยลดระยะเวลาที่ต้องหยุดเครื่อง ทำให้ทำงานได้จำนวนมากขึ้น และต่อเนื่อง นอกจากนั้นยังปรับปรุงระบบตรวจสอบ และแจ้งเตือนต่างๆ การออกแบบเครื่องที่ผู้ใช้งานสามารถเปลี่ยนชิ้นส่วนอะไหล่ต่างๆ ได้เอง และระบบ LFS ที่ช่วยให้พิมพ์งานที่ใหญ่ขึ้นถึง 5 เท่าในรุ่น Form 3L

ระบบ LFS เป็นอย่างไรกันแน่

Form 3 และ Form 3L ถูกพัฒนาและออกแบบใหม่ทั้งหมดเพื่อให้ลดแรงดึงในขณะพิมพ์ลงไปอย่างมาก ระบบ LFS จะใช้ถาดพิมพ์แบบอ่อนตัวได้ และระบบยิงแสงแนวเดียวที่ให้ความเที่ยงตรง และแม่นยำสูงมาก การมีแรงดึงต่ำทำให้ช่วยให้ใช้ support ที่เล็กลง แกะออกได้ง่าย นอกจากนี้ระบบ LFS ยังเปิดโอกาสให้การพัฒนาวัสดุพิมพ์และวิธีการผลิตต่างๆ ในอนาคตเป็นไปได้เร็วขึ้น

ระบบกลไกแสงภายในเครื่อง Form 3 และ Form 3L ถูกออกแบบใหม่ทั้งหมดโดยแหล่งกำเนิดแสง (Light Processing Unit-LPU) ซึ่งประกอบด้วยเลนส์ และกระจกสะท้อนแสงช่วยให้การยิงแสงมีความแม่นยำสูง การทำงานจะเริ่มจากแหล่งกำเนิดแสงจะยิงแสงเลเซอร์ไปยัง Galvanometer ในแนวแกน Y จากนั้นจะผ่าน Spatial Filter เพื่อให้จุดแสงมีความคมชัดมากขึ้นแล้วไปสะท้อนกับกระจกเงา และกระจกเงารูปพาราโบลา ทำให้แสงตั้งฉากกับชิ้นงานที่พิมพ์อยู่เสมอ

มาตรฐานใหม่ของเครื่องพิมพ์ 3D ระดับอุตสาหกรรม

เมื่อมีปัญหาใดๆ เกิดขึ้นกับเครื่องพิมพ์ ระบบที่ถูกออกแบบมาให้บำรุงรักษาได้ง่าย จะมีการแจ้งเตือน โดยผู้ใช้งานสามารถเปลี่ยนชิ้นส่วนอะไหล่ได้เอง เช่นชุดกำเนิดแสง ถาดเรซิ่น ลูกปืน หน้าต่างรับแสง โดยไม่ต้องส่งเครื่องกลับไปที่ศูนย์ ระบบการตรวจสอบตัวเองของเครื่องช่วยให้คุณมั่นใจได้

การออกแบบเครื่องให้ใช้งานได้ง่าย มีตัวช่วยเช่นซอฟแวร์ การทำงานผ่าน cloud จอภาพระบบสัมผัส ทำให้ใครๆ ก็ใช้งานเครื่องนี้ได้โดยไม่จำเป็นต้องผ่านการอบรมเป็นพิเศษ

ซอฟแวร์รุ่นล่าสุดซึ่งฟรี และมีความสามารถสูงช่วยให้การทำงานง่ายขึ้น สั่งพิมพ์จากระยะไกลได้ จัดคิวงานได้ และสามารถจัดการ และอนุมัติการพิมพ์ผ่าน Dashboard ได้ด้วย

ระบบที่สร้างเพื่อพิมพ์งานใหญ่ๆ

ระบบ LFS ระบบ LPU และระบบยิงแสงระนาบเดี่ยว ผสานกันเพื่อให้สามารถพิมพ์งานที่ใหญ่ขึ้น Form 3L เป็นเครื่องแรกที่ใช้ระบบเหล่านี้เพื่อการผลิตงานขนาดใหญ่ โดยมี ชุดกำเนิดแสงถึงสองชุดทำงานร่วมกันอย่างกลมกลืน

นับเป็นครั้งแรกที่คุณจะสามารถผลิตงานขนาดใหญ่ได้ภายในหน่วยงานของคุณเอง ด้วยต้นทุนที่ต่ำ และรวดเร็ว ส่วนการผลิตจำนวนมาก Form 3L สามารถพิมพ์งานจำนวนมากในครั้งเดียว เช่นงานเครื่องประดับสามารถพิมพ์แหวน 150 วงในถาดเดียว หรือแล็บทันตกรรมสามารถพิมพ์ฟันปลอมได้ถึง 40 ชิ้นในครั้งเดียว

Form 3 และ Form 3L ใช้ขวดน้ำยาเดียวกับ Form 2 โดย Form 3L ใส่ได้พร้อมกัน 2 ขวด ทำให้ไม่ต้องกังวลเรื่องน้ำยาหมดระหว่างพิมพ์งานขนาดใหญ่

เปรียบเทียบ Form ทั้ง 3 รุ่น (ดูการเปรียบเทียบแบบละเอียด ที่นี่ )

FORM 3 FORM 3L FORM 2
Technology Low Force Stereolithography (LFS) Low Force Stereolithography (LFS) Stereolithography (SLA)
Build Volume (W × D × H) 14.5 × 14.5 × 18.5 cm

5.7 × 5.7 × 7.3 in

33.5 × 20 × 30 cm

13.2 × 7.9 × 11.8 in

14.5 × 14.5 × 17.5 cm

5.7 × 5.7 × 6.9 in

Layer Thickness (Axis Resolution) 25 – 300 microns

.001 – .012 in

*25 – 300 microns

*.001 – .012 in

25 – 300 microns

.001 – .012 in

XY Resolution 25 microns

0.001 in

25 microns

0.001 in

n/a
Laser Spot Size 85 microns

0.0033 in

85 microns

0.0033 in

140 microns

0.0055 inches

Resin Cartridges 1 2 1

ถ้วย Hy-O จากพืชผัก ย่อยสลายได้ 100% ขึ้นรูปจาก 3D printer

ถ้วย Hy-O จากพืชผัก ย่อยสลายได้ 100% ขึ้นรูปจาก 3D printer

Jun Aisaki เจ้าของสตูดิโอออกแบบ Crème Design ในนิวยอร์คได้ทำถ้วย Hy-O เป็นวัสดุชีวภาพ 100% และย่อยสลายได้ทำจากพืชผักตระกูลน้ำเต้าและบวบ ซึ่งน่าจะมาทดแทนถ้วยกระดาษหรือพลาสติกได้เป็นอย่างดี ซึ่งในปี 2006 สตาร์บั๊กใช้ถ้วยมากกว่า 2.5พันล้านใบในปีเดียว ซึ่งการผลิตถ้วยกระดาษแต่ละใบจะสร้างกาซ CO2 ออกมาถึง 0.24 ปอนด์   

พืชผักที่ในอดีตเรานำมาเป็นภาชนะบรรจุอาหารและน้ำที่ทุกคนน่าจะคุ้นเคยกันดีก็ได้แก่ น้ำเต้า กะลามะพร้าว และอื่น ๆ แต่พืชจำพวกน้ำเต้า ฟัก บวบ มีลักษณะทางกายภาพที่เหมาะสมมาก เนื่องจากโตเร็ว ออกผลตลอดปี เมื่อผลแห้งแล้วจะมีเปลือกที่แข็งมาก และเส้นใยภายในก็สามารถกันน้ำได้เป็นอย่างดี

Crème Design ได้ใช้เครื่องพิมพ์สามมิติในการทำเบ้าไปประกบกับผลน้ำเต้า เพื่อให้มันเจริญเติบโตในรูปร่างที่ต้องการ เช่นถ้วย กระติก และยังออกแบบให้สามารถซ้อนกันได้เหมือนแก้วน้ำทั่วไป

เมื่อแรกเริ่มพวกเขาปลูกไว้กลางแจ้ง แต่ก็มีปัญหาบางอย่างเช่นสภาพอากาศ สัตว์เลี้ยง แมลง น้ำท่วมเป็นต้น ปัจจุบันหันมาปลูกในตู้คอนเทนเนอร์ และอาจจะนำมาปลูปในห้องทดลองในอนาคต

อุปสรรคใหญ่อีกเรื่องหนึ่งคือมันต้องใช้เวลาประมาณ 100 วันกว่าจะสุก Crème Design กำลังพัฒนาเกี่ยวกับเรื่องนี้อยู่เพื่อให้สามารถผลิตได้จำนวนมาก