อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ มาทำความรู้จักกับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ มาทำความรู้จักกับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ รู้หรือไม่ว่าเครื่องพิมพ์ หรือปริ้นเตอร์ที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้ มีทั้งระบบสแกน ปริ้นสี ขาว-ดำ เลเซอร์ โอ้ย เยอะแยะไปหมด แต่หากพูดถึงปริ้นเตอร์ 3มิติ ล่ะ คงมีลูกเล่นอลังการยิ่งกว่าเดิมเลยใช่ไหมคะ บางท่านอาจเคยได้ยินมาบ้างแล้ว แต่สำหรับใครที่ยังไม่คุ้นหู วันนี้เราจะพาทุกท่านมาทำความรู้จักมันให้มากขึ้นค่ะ

หลักการทำงาน
3D Printer เกือบทุกเครื่องใช้หลักการเดียวกันคือ พิมพ์ 2 มิติ แต่ชั้นในแนวระนาบกับพื้นโลก XY ก่อน ส่วนที่พิมพ์ก็คือภาพตัดขวาง-Cross Section ของวัตถุนั้นๆ เมื่อพิมพ์ 2 มิติ เสร็จ เครื่องจะเลื่อนฐานพิมพ์ไปพิมพ์ชั้นถัดไป พิมพ์ไปเรื่อยๆ หลายร้อยหลายพันชั้นจนออกมาเป็นรูปร่าง 3 มิติ การเลื่อนขึ้น หรือลง (เลื่อนในแนวแกน Z) ของฐานพิมพ์ นี่เองทำให้เกิดมิติที่ 3 ส่วนหมึกที่ใช้ของ 3D Printer แตกต่างกันออกไป บางชนิดพิมพ์โดยฉีดเส้นพลาสติก บางชนิดพ่นน้ำเรซิ่น บางชนิดฉีดซีเมนต์-3D Printer สร้างบ้าน, น้ำตาล-3D Printer ทำขนม, แม้กระทั่งสเต็มเซลล์-3D Printer กับการพิมพ์อวัยวะก็มี โดยปกติเราจะวัดความละเอียดการพิมพ์ของเครื่อง 3D Printer ในหน่วยไมครอน เช่น 100-Micron(0.1 mm) ต่อชั้น หมายความว่า ในแต่ละชั้น เครื่องจะพิมพ์ให้มีความสูง 0.1 mm ดังนั้น หากโมเดลมีความสูง 10 mm เครื่องพิมพ์จะพิมพ์ทั้งหมด 100 ชั้น หากพิมพ์ที่ความละเอียด 50-Micron เครื่องจะพิมพ์ทั้งหมด 200 ชั้น ซึ่งแน่นอนว่าความละเอียด 50-Micron ได้งานที่ละเอียด และสวยกว่าแน่นอน แต่ใช้เวลาพิมพ์นานขึ้นเท่าตัวเลยทีเดียว

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ (3D Printer) สามารถแบ่งระบบได้ดังนี้
1.ระบบฉีดเส้นพลาสติก (FDM หรือ FFF)
FDM หรือ Fused Deposition Modeling บางสำนักเรียกระบบนี้ว่า FFF เป็นเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ที่นิยมใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน มีหลักการทำงาน คือ การหลอมเส้นพลาสติกให้กลายเป็นของเหลว แล้วฉีดออกมาเป็นเส้นผ่านหัวฉีด (Nozzle) หากเปรียบเทียบคงเปรียบเทียบได้กับปืนกาวที่ใช้กันทั่วไป เครื่อง FDM 3D Printer จะวาดเส้นพลาสติกที่ถูกฉีดออกมา เป็นรูปร่างในแนบแกนระนาบ เมื่อเสร็จชั้นหนึ่งๆ ก็จะพิมพ์ในชั้นต่อๆ ไป เมื่อครบหลายร้อย หรือหลายพันเลเยอร์ ก็จะได้ออกมาเป็นวัตถุที่เราสั่งพิมพ์

2.ระบบหลอมผงพลาสติก, ผงโลหะ, เซรามิก (SLS)
ระบบ SLS หรือ Selective laser sintering เป็นระบบที่มีหลักการทำงานคล้ายระบบ SLA ต่างกันตรงที่ แทนที่จะทำให้เรซิ่นแข็งตัวโดยการฉายเลเซอร์ SLS จะยิงเลเซอร์ไปโดยตรงบนผงวัสดุ ความร้อนจากเลเซอร์จะทำให้ผงวัสดุหลอมละลายเป็นเนื้อเดียวกัน กระบวนการเริ่มจากถาดที่ใส่ผงวัสดุ เช่น ผงทองเหลือง เครื่องจะเริ่มยิงเลเซอร์ความเข้มข้นสูงไปยังผงทองเหลืองในถาด เมื่อยิงไปยังตำแหน่งใด ผงทองเหลืองจะหลวมรวมเป็นรูปร่างที่ตำแหน่งนั้นๆ พอพิมพ์เสร็จในเลเยอร์หนึ่งแล้ว เครื่องจะเกลี่ยผงทองเหลืองบางๆ มาทับในชั้นต่อไป เพื่อเริ่มกระบวนการยิงเลเซอร์เพื่อหลอมละลายใหม่ ทำซ้ำไปเรื่อยๆ หลายร้อย หลายพันชั้น จนเกิดเป็นวัตถุที่ต้องการ

3. ระบบผงยิปซั่ม+สี Ink Jet (Powder 3D Printer)
Powder 3D Printer หรือ บางคนติดปากว่า เครื่องพิมพ์ระบบแป้ง ใช้ ผงยิปซั่ม/ผงพลาสติก เป็นตัวกลางในการขึ้นชิ้นงาน เครื่องจะทำงานคล้ายระบบ Inkjet แต่แทนที่จะพิมพ์ไปบนกระดาษ เครื่องจะพิมพ์ลงไปบนผงยิปซั่ม โดยจะพิมพ์สีลงไปเหมือนกัน ต่างกันที่ระบบจะฉีด Blinder หรือ กาว ลงไปผสานกับผงเข้าด้วยกัน ให้เกิดเป็นรูปร่าง เมื่อสร้างเสร็จในชั้นหนึ่ง เครื่องจะเกลี่ยผงยิปซั่มมาทับเป็นชั้นบางๆ ในชั้นต่อไป เพื่อเตรียมพร้อมให้เครื่องพิมพ์สีและ Blinder อีกครั้ง

4. ระบบถาดเรซิ่น (SLA หรือ DLP)
SLA หรือ DLP ระบบนี้จะฉายแสงไปตัวถาดที่ใส่เรซิ่นด้วยความไวแสง (Photo Resin/Photopolymer) เมื่อเรซิ่นถูกแสง จะเกิดการแข็งตัว เฉพาะจุดที่โดนแสงเท่านั้น ใช้หลักการแข็งตัวของเรซิ่นในการทำชิ้นงานให้เกิดรูปร่างขึ้นมา เมื่อเกิดรูปร่างขึ้นในชั้นหนึ่งๆ แล้ว เครื่องจะเริ่มทำให้แข็งเป็นรูปร่างในชั้นต่อๆ ไป จนเกินเป็นชิ้นงานวัตถุที่จับต้องได้นั่นเองค่ะ

และนี่ก็เป็นเกร็ดความรู้เล็กน้อยของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ที่เรานำมาแนะนำให้รู้จักค่ะ เห็นระบบการทำงานของเครื่องพิมพ์นี้แล้วเกิดกิเลสอยากมีไว้ติดบ้านกันสักเครื่องไหมคะ ^^