เครื่องพิมพ์ 3 มิติทำงานอย่างไร

มีหลายสถานการณ์ที่เรานึกถึงบางสิ่งที่เราต้องการหรือต้องการแต่หาซื้อไม่ได้ นั่นคือเมื่อเราพูดว่า "ฉันหวังว่าฉันจะทำเองได้" เครื่องพิมพ์ 3 มิติทำให้เราสามารถผลิตวัตถุได้เกือบทุกชนิดโดยป้อนแผนในพีซีของเรา. แน่นอนว่าเราได้ยินมามากเกี่ยวกับเครื่องจักรเหล่านี้ และความเป็นไปได้นับพันที่พวกเขาต้องผลิตวัตถุหรือชิ้นส่วนในแทบทุกวิถีทางที่จะจินตนาการได้

ความเป็นไปได้ในการผลิตวัตถุสามมิติที่เป็นของแข็งด้วยเครื่องพิมพ์และคอมพิวเตอร์นั้นเป็นสิ่งที่ผู้ผลิตหลายรายคาดหวังไว้เพื่อใช้ในการสร้างวัตถุขนาดเล็ก เช่น การปลูกถ่ายทางการแพทย์ สถาปัตยกรรม หรือชิ้นส่วนยานยนต์ นอกจากนี้ แม้จะมีต้นทุนเริ่มต้นของเครื่องพิมพ์ แต่องค์ประกอบที่เหลือก็จะมีต้นทุนต่ำและใช้งานง่าย ในบทความนี้เราจะแสดงให้เห็นว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติทำงานอย่างไรและสามารถใช้ทำอะไรได้บ้าง

เครื่องพิมพ์ 3 มิติคืออะไร?

เครื่องพิมพ์ 3 มิติเป็นเครื่องจักรที่สามารถผลิตวัตถุสามมิติหรือชิ้นส่วนจากการออกแบบที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ การออกแบบดังกล่าวสามารถทำได้ตั้งแต่เริ่มต้นหรือตามแนวคิดโดยการวาดแผนด้วยซอฟต์แวร์ CAD ที่มีอยู่ การพิมพ์ 3 มิติเกี่ยวข้องกับการซ้อนทับของวัสดุ เช่น พลาสติก คอมโพสิต หรือวัสดุชีวภาพ เพื่อสร้างวัตถุที่มีรูปร่าง ขนาด หรือความแข็งต่างกันไป เราสามารถเห็นอาคารเครื่องพิมพ์ 3 มิติตั้งแต่บ้านเรือนไปจนถึงรถยนต์และแม้กระทั่งอุปกรณ์ป้องกันสำหรับเจ้าหน้าที่ทางการแพทย์

เครื่องพิมพ์เหล่านี้มีความยืดหยุ่นสูงในแง่ของความสามารถในการพิมพ์ จึงสามารถพิมพ์วัสดุแข็งได้ทุกประเภท เครื่องพิมพ์บางรุ่นสามารถพิมพ์ด้วยเส้นใยคาร์บอนและผงโลหะสำหรับผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมที่มีความทนทานสูง

ปัจจุบันโปรแกรมเหล่านี้มีสิ่งอำนวยความสะดวกมากมายเมื่อใช้งาน ดังนั้น เกือบทุกคนที่มีทักษะการใช้คอมพิวเตอร์ขั้นพื้นฐานสามารถสร้างสิ่งของของตนเองได้ด้วยการดูบทแนะนำของ YouTube เราสามารถค้นหาเว็บไซต์ที่มีการออกแบบนับพันที่สร้างโดยผู้ที่ชื่นชอบการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งสามารถดาวน์โหลดและพิมพ์ได้ฟรี

เครื่องพิมพ์ 3 มิติทำงานอย่างไร

การพิมพ์ 3 มิติใช้วิธีการที่คล้ายกับเครื่องพิมพ์หมึกทั่วไป แม้ว่าในกรณีนี้จะทำในรูปแบบ 3 มิติแทนที่จะเป็น 2 สำหรับสิ่งนี้ เราต้องการซอฟต์แวร์ระดับไฮเอนด์ร่วมกับวัสดุผงหรือวัสดุแข็งและเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูง เพื่อสร้างวัตถุที่เริ่มต้นจาก 0 เราเริ่มต้นด้วยซอฟต์แวร์ ซึ่งเป็นส่วนพื้นฐานในการทำงานของเครื่องพิมพ์ใดๆ

เครื่องพิมพ์ 3D มีหลายประเภทขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้ เราจะอธิบายด้วยวิธีง่ายๆ วิธีการทำงานของแต่ละวิธี และวัสดุเฉพาะที่สามารถขึ้นรูปได้

เครื่องพิมพ์ 3D FDM

เครื่องพิมพ์เหล่านี้เป็นเครื่องพิมพ์ที่ใช้วัสดุพลาสติกแข็งในรูปของขดลวดโดยการผลักมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนเส้นใยผ่านฟิวเซอร์ที่ทำให้วัสดุร้อนจนละลายเพื่อให้เกิดการรวมกัน วัสดุที่ร้อนจะออกจากหัวฉีดซึ่งจัดตำแหน่งวัสดุบนฐานเครื่องพิมพ์ได้อย่างแม่นยำ ด้วยชุดการเคลื่อนไหวที่แม่นยำซึ่งสร้างภาพวาดของชิ้นงานตามที่ออกแบบไว้ในคอมพิวเตอร์ก่อนหน้านี้

ด้วยรหัสโปรแกรมที่ระบุ เครื่องพิมพ์จึงรู้ว่าต้องเคลื่อนไหวอย่างไรและด้วยความเร็วเท่าใด เพื่อให้การสร้างวัตถุมีความแม่นยำมากที่สุด ขณะที่เครื่องพิมพ์นี้ดำเนินการโปรแกรมที่ป้อน ระบบการอัดรีดจะเคลื่อนที่และวัสดุที่หลอมละลายจะออกมาทางหัวฉีด และเย็นตัวลงเมื่อวางบนฐาน ด้วยวิธีนี้ เครื่องพิมพ์จะวางชั้นหนึ่งต่อจากอีกชั้นหนึ่ง เนื่องจากชั้นก่อนหน้านี้เย็นลงเพื่อต่อเชื่อมแต่ละชั้น ขึ้นอยู่กับคุณภาพของเครื่องพิมพ์ว่าเลเยอร์เหล่านี้จะสังเกตเห็นได้น้อยลงเมื่อทำการตกแต่งวัตถุ

คุณภาพและราคาต่างกันมาก เราสามารถหาเครื่องพิมพ์ 3D ได้ในราคา 150 ยูโร และ 3000 ยูโร ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดอยู่ที่วัสดุก่อสร้างและความเสถียรโดยรวม

เครื่องพิมพ์เรซิ่น

ในกรณีนี้ แม้ว่ากระบวนการสร้างการออกแบบผ่านซอฟต์แวร์และไฟล์ที่ใช้จะเหมือนกัน เทคโนโลยีที่ใช้โดยเครื่องพิมพ์ประเภทนี้แตกต่างกัน เนื่องจากแทนที่จะใช้พลาสติกในม้วน พวกเขาพิมพ์จากเรซินชนิดพิเศษที่ไวต่อแสง ที่ฝากอยู่ภายในเครื่องพิมพ์ เครื่องพิมพ์ในกรณีนี้แทนที่จะให้ความร้อนกับวัสดุผ่านฟิวเซอร์ จะใช้เลเซอร์ที่ทำให้วัสดุที่ฉายออกมาแข็งตัว ในขณะที่ฐานของเครื่องพิมพ์จะยกขึ้นและนำชิ้นส่วนออกจากถังพร้อมๆ กันที่ทับซ้อนกัน ชั้น

เครื่องพิมพ์เรซินมีความแม่นยำมากกว่า FDM มาก และเราแทบจะไม่สามารถชื่นชมความไม่สมบูรณ์ระหว่างชั้นได้ แต่วัสดุที่ใช้อาจเป็นพิษได้ แม้ว่าเราจะเคารพกฎความปลอดภัยขั้นพื้นฐานและเก็บเครื่องพิมพ์ไว้ในที่ที่มีฉนวนและอากาศถ่ายเทได้ดี ก็ไม่ควร เพื่อผ่านอันตรายน้อยที่สุด

ด้วยความแม่นยำของเครื่องพิมพ์เหล่านี้ จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคทันตกรรมและเครื่องประดับแต่เรายังสามารถเห็นได้ในภาคยานยนต์ แม้ว่าจะแตกต่างจาก FDM เครื่องพิมพ์เหล่านี้มีราคาแพงกว่ามาก แม้ว่าเราจะมีตัวเลือกราคาถูกเสมอ ซึ่งลดคุณภาพและความแม่นยำของเครื่องพิมพ์ลงอย่างมากเมื่อพิมพ์ชิ้นส่วน

วัสดุที่ใช้

มีวัสดุหลากหลายประเภทที่จะใช้ในเครื่องพิมพ์ 3D และการใช้งานนั้นขึ้นอยู่กับเครื่องพิมพ์ แต่ยังขึ้นอยู่กับการใช้งานที่เราต้องการมอบให้กับสิ่งที่เรากำลังจะผลิต ทั้งเส้นใยพลาสติกและเรซินมีคุณสมบัติที่เราจะต้องพิจารณาก่อนใช้งาน

วัสดุที่ใช้บ่อยที่สุดคือ PLA กรดโพลิแลกติกเป็นพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพชนิดหนึ่ง ซึ่งหาได้ง่ายมากๆ คุณภาพการพิมพ์ที่ดีด้วยความยืดหยุ่น ทำให้ราคาค่อนข้างถูก วัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายอีกชนิดหนึ่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมยานยนต์คือพลาสติก ABS ที่มีความต้านทานมากกว่า แต่ให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำได้ยากกว่าเนื่องจากมีความยืดหยุ่นน้อยกว่า

อยากได้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ ต้องหาซื้ออะไร?

ขึ้นอยู่กับการตกแต่งภาพที่เราต้องการและโดยเฉพาะอย่างยิ่งงบประมาณของเรา เราจะเลือกเครื่องพิมพ์เครื่องใดเครื่องหนึ่ง สำหรับชิ้นส่วนที่มีผิวละเอียดและละเอียด ผมขอแนะนำให้ใช้เครื่องพิมพ์เรซิน แต่เราต้องจำไว้ว่ามันใช้วัสดุที่เป็นพิษและเราจะต้องมีสถานที่ปรับอากาศสำหรับการใช้งาน นอกจากนี้ยังมีเครื่องพิมพ์ FDM คุณภาพดีที่เราสามารถใช้ที่บ้านได้อย่างเงียบๆ

หากต้องการทราบว่าเราต้องการเครื่องพิมพ์ประเภทใด ให้คิดว่าชิ้นส่วนที่พิมพ์บน เครื่องพิมพ์เรซินจะต้องใช้กระบวนการเดียวหลังจากพิมพ์ ดังนั้นเมื่อรวมกับวัสดุที่เป็นพิษทำให้ไม่น่าสนใจสำหรับใช้ในบ้าน นอกจากนี้ การใช้งานค่อนข้างซับซ้อนและต้องใช้ช่วงการเรียนรู้ที่มากขึ้น

ฉันแนะนำให้เรากำหนดงบประมาณสูงสุดเมื่อมองหาเครื่องพิมพ์ เพราะหากเรายังใหม่กับโลกนี้ บางทีการลงทุนเงินจำนวนมากอาจไม่ใช่ความคิดที่ดี ฉันจะเริ่มต้นด้วยสิ่งพื้นฐานเพื่อเรียนรู้และดูว่ามันเป็นสิ่งที่เรากำลังมองหาจริงๆ หรือไม่เมื่อเรามีประสบการณ์แล้วให้ยืดงบประมาณเล็กน้อยเพื่อปรับปรุงทีม

สำหรับ€ 226 เราสามารถหาได้ในนี้ ลิงค์ หนึ่งในเครื่องพิมพ์ 3D ที่ได้รับการตรวจทานดีที่สุดใน Amazon อาจเป็นผลิตภัณฑ์ในอุดมคติสำหรับการเริ่มต้น