คู่มือที่ครอบคลุมเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ

การพิมพ์สามมิติกำลังเปลี่ยนแปลงชีวิตของเราอย่างสิ้นเชิง เช่นเดียวกับรถยนต์ที่เคยเปลี่ยนการจราจร และอินเทอร์เน็ตได้เปลี่ยนแปลงการเผยแพร่ข้อมูล คุณพร้อมที่จะยอมรับการเปลี่ยนแปลงและเข้าใจเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติแล้วหรือยัง

การพิมพ์ 3 มิติคืออะไร?

ก่อนอื่นเรามาทำความเข้าใจว่าการพิมพ์ 3 มิติคืออะไร

คุณสามารถเปรียบเทียบการพิมพ์สามมิติกับการอบเค้ก คุณผสมส่วนผสมทั้งหมดเข้าด้วยกันและวางบนถาดอบ เมื่อวัตถุดิบแข็งตัวแล้ว คุณจะได้เค้ก ในทำนองเดียวกันการพิมพ์ 3 มิติสร้างวัตถุทางกายภาพโดยการเพิ่มวัสดุทีละชั้น

การพิมพ์ 3 มิติหรือที่เรียกว่า Additive Manufacturing ใช้ไฟล์โมเดลดิจิทัลและเครื่องพิมพ์เพื่อซ้อนชั้นวัสดุพิเศษเช่นพลาสติกหรือผงโลหะเพื่อสร้างรูปร่างที่ซับซ้อนโดยตรง วัสดุที่ใช้ในการพิมพ์ 3 มิติมีความหลากหลายตั้งแต่พลาสติกเซรามิกโลหะและแม้แต่เนื้อเยื่อชีวภาพสามารถตอบสนองความต้องการที่หลากหลาย

มีเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติประเภทใดบ้าง

ดังนั้น เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติประเภทใดบ้าง

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติมีหลายประเภทซึ่งสามารถจำแนกตามประเภทของวัสดุที่ใช้และกระบวนการที่เกี่ยวข้อง ซึ่งรวมถึงการพิมพ์ 3 มิติบนพื้นฐานของการอัดขึ้นรูปเรซิ่นผงและการฉีดพ่นดังต่อไปนี้:

1. การพิมพ์ 3D ตามการอัดขึ้นรูป

วิธีการเหล่านี้ใช้วัสดุที่ให้ความร้อนและอัดขึ้นรูปผ่านหัวฉีด (โดยทั่วไปคือเส้นใยเทอร์โมพลาสติก) วัสดุจะแข็งตัวเมื่อเย็นลงเพื่อสร้างวัตถุ 3 มิติ โดยทั่วไปที่สุดคือการพิมพ์แบบจำลองการสะสมการหลอมละลาย (FDM)

● แบบจำลองการสะสมการหลอมละลาย (FDM): นี่เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่พบบ่อยที่สุด มันรีดเส้นใยเทอร์โมพลาสติกให้ความร้อนที่จุดหลอมเหลวจากนั้นอัดเป็นชั้นเพื่อสร้างวัตถุสามมิติ วิดีโอออนไลน์ยอดนิยมสำหรับบ้านพิมพ์ 3 มิติใช้เทคโนโลยี FDM เทคโนโลยีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตต้นแบบการผลิตชิ้นส่วนและการผลิตสินค้าอุปโภคบริโภค ตัวอย่างเช่น เลโก้ใช้ FDM เพื่อสร้างต้นแบบของอิฐใหม่

ปัจจุบันเทคโนโลยีการพิมพ์ 3D FDM ค่อนข้างเป็นผู้ใหญ่แล้ว ความแม่นยำและความเร็วในการพิมพ์ของเครื่องพิมพ์ FDM ที่เกี่ยวข้องได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง เครื่องพิมพ์ 3D FDM ความแม่นยำสูง HPRT F210 เป็นตัวอย่างทั่วไป

เครื่องพิมพ์ 3D นี้ใช้ตัวเครื่องชิ้นเดียวโลหะทั้งหมดใช้รอก V การเคลื่อนไหวที่ราบรื่นเสียงรบกวนต่ำความต้านทานการสึกหรอและอายุการใช้งานที่ยาวนาน แผ่นทำความร้อนของมันใช้แพลตฟอร์มแก้วตาหมากรุกที่มีคุณภาพสูงซึ่งมีการยึดเกาะที่แข็งแรงป้องกันการบิดเบี้ยวของรูปแบบการพิมพ์และช่วยให้สามารถลบรูปแบบด้วยตนเองได้อย่างรวดเร็ว

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ F210 มีระบบป้องกันอัจฉริยะรองรับการปิดเครื่องอย่างต่อเนื่อง ขจัดความกังวลเกี่ยวกับไฟฟ้าดับโดยไม่ได้ตั้งใจระหว่างการพิมพ์ ประหยัดเวลา วัสดุ และความอุ่นใจ นอกจากนี้ยังมาพร้อมกับจอแสดงผล UI ที่ใช้งานง่ายด้วยการออกแบบแบบโต้ตอบการตั้งค่าการทำงานที่ง่ายและความคืบหน้าการพิมพ์ได้อย่างรวดเร็วช่วยให้ผู้เริ่มต้นใช้งานได้อย่างรวดเร็ว

เครื่องพิมพ์ 3D HPRT F210 เข้ากันได้กับหลากหลายเส้นใยเช่น PLA, TEPG และ TPU เครื่องพิมพ์ให้ความแม่นยำในการพิมพ์สูงถึง± 0.2 มม. ให้คุณภาพที่เหนือกว่าและคุณค่ามหาศาล เป็นเครื่องพิมพ์ 3d งานอดิเรกมันเหมาะสำหรับการสร้างงานฝีมือส่วนบุคคล มีโมเดลเครื่องพิมพ์ 3 มิติมากมายที่สามารถดาวน์โหลดออนไลน์ได้ฟรีเพียงแค่นำเข้าโมเดลลงในคอมพิวเตอร์ของคุณตามคู่มือการใช้งานเครื่องพิมพ์ 3D F210 สามารถพิมพ์ผลงานในจินตนาการของคุณได้

2. การพิมพ์ 3D เรซิน

เทคโนโลยีการพิมพ์เหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้เรซินที่ไวต่อแสงเป็นวัสดุ เมื่อเรซินที่ไวต่อแสงสัมผัสกับแสงบางชนิด (โดยทั่วไปคือรังสีอัลตราไวโอเลต) จะเกิดปฏิกิริยาแข็งตัว ด้วยวิธีนี้เรซินสามารถซ้อนและแข็งตัวทีละชั้นเพื่อสร้างของแข็ง ประเภททั่วไป ได้แก่ เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติแบบสเตอริโอโฟโตกราฟี (SLA) และจอแอลซีดี (LCD)

● Stereolithography (SLA): SLA เป็นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่เก่าแก่ที่สุด ส่วนใหญ่ใช้คุณสมบัติของเรซินที่ไวต่อแสงของเหลวบ่มอย่างรวดเร็วภายใต้การฉายรังสีของลำแสงเลเซอร์ UV ภายใต้การควบคุมของคอมพิวเตอร์ลำแสงเลเซอร์จะสแกนพื้นผิวของเหลวเพื่อให้พื้นที่สแกนของเรซินแข็งตัวและก่อตัวเป็นชั้นบาง ๆ ของเรซิน โดยการทำซ้ำขั้นตอนนี้ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดจะเกิดขึ้น

เทคโนโลยี SLA ส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตแม่พิมพ์และรูปแบบต่างๆ นอกจากนี้ยังสามารถใช้สำหรับการหล่อที่แม่นยำโดยการเพิ่มส่วนผสมอื่น ๆ ลงในวัตถุดิบ ชิ้นงานที่พิมพ์แล้วต้องได้รับการบำบัดหลังการรักษาเช่นการฉายแสงที่แข็งแกร่งการชุบการทาสีหรือการทำสีเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย การพิมพ์ SLA มีความแม่นยำสูงและผลการรักษาพื้นผิวที่ดีเหมาะสำหรับการทำแบบจำลองที่ละเอียดอ่อนเช่นแบบจำลองทันตกรรมและเครื่องประดับ

● จอแสดงผล LCD (LCD) 3D Printing: เป็นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่เกิดขึ้นใหม่ ใช้แผงผลึกเหลวเป็นแหล่งกำเนิดแสง โดยการควบคุมสวิตช์พิกเซลบนแผง LCD แสงจากแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตจะถูกฉายลงบนเรซินที่ไวแสงในรูปทรงที่ตั้งไว้ล่วงหน้าเพื่อให้แข็งตัวและเป็นรูปแบบ เทคโนโลยีการพิมพ์ LCD 3D เป็นที่นิยมสำหรับประสิทธิภาพสูงและต้นทุนต่ำและใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมทันตกรรมเครื่องประดับและการผลิตของเล่น ฯลฯ

3. การพิมพ์ผง 3D

วิธีการเหล่านี้ใช้วัสดุแบบผงซึ่งเลือกละลายหรือยึดติดกัน เทคโนโลยีการพิมพ์หลักในปัจจุบัน ได้แก่ Selective Laser Sintering (SLS), Selective Laser Melting (SLM) และ Powder Bed Fusion (3DP)

● Selective Laser Sintering (SLS): SLS ใช้เลเซอร์ในการเผาวัสดุผงซึ่งรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโครงสร้างที่เป็นของแข็ง มันมักจะใช้กับไนลอนและสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีความแข็งแรงสูงและรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน SLS มักใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและยานยนต์เพื่อผลิตชิ้นส่วนที่ใช้งานได้ ตัวอย่างเช่น BMW ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ SLS 3D เพื่อผลิตชิ้นส่วนสำหรับรถยนต์ของตน

● Selective Laser Melting (SLM): เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิตินี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับวัสดุผงโลหะ หลักการทำงานคือการใช้ลำแสงเลเซอร์พลังงานสูงเพื่อสแกนเตียงผงตามข้อมูลส่วนของแบบจำลอง CAD ผงโลหะจะถูกละลายทีละชั้นเพื่อสร้างวัตถุสามมิติที่เป็นของแข็ง วิธีการนี้สามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีรูปทรงเรขาคณิตและโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนซึ่งเหมาะสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆเช่นการบินและอวกาศยานยนต์การแพทย์และการผลิต

เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีผงพิมพ์ 3 มิติอื่น ๆ SLM สามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีความหนาแน่นสูงกว่าและคุณสมบัติเชิงกลที่เหนือกว่าซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงและความทนทานสูง อย่างไรก็ตามเนื่องจากเลเซอร์พลังงานสูงเกี่ยวข้องกับกระบวนการพิมพ์ SLM ค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์ความยากลำบากในการดำเนินงานและปัญหาด้านความปลอดภัยค่อนข้างใหญ่

● Powderbed Fusion (3DP): 3DP เป็นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติโดยใช้เตียงแป้งและกาว มันฉีดพ่นกาวลงบนเตียงผงและยึดเม็ดผงเข้าด้วยกันเป็นชั้นของแข็ง จากนั้นเพิ่มแป้งอีกชั้นหนึ่งทำซ้ำขั้นตอนจนกว่าการพิมพ์จะเสร็จสมบูรณ์ เทคโนโลยี 3DP ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านสถาปัตยกรรมศิลปะและชีวการแพทย์เนื่องจากความสามารถในการพิมพ์ชิ้นส่วนที่มีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อน

ปัจจุบันการพิมพ์ 3 มิติด้วยการฉีดสารยึดเกาะอลูมิเนียมอัลลอยด์มีความก้าวหน้าบ้าง ในอนาคตคาดว่าเทคโนโลยีนี้จะถูกนำไปใช้ในการผลิตงานพิมพ์ 3 มิติ ของชิ้นส่วนต่างๆ เช่น รถยนต์ไฟฟ้า เครื่องบินไฟฟ้า เป็นต้น

4. การพิมพ์ 3D เจ็ท

วิธีการเหล่านี้ส่วนใหญ่ประสบความสำเร็จในการพิมพ์โดยการพ่นหยดวัสดุที่แข็งตัวออกจากหัวพิมพ์ เทคโนโลยีหลัก ได้แก่ PolyJet 3D Printing, ColorJet Printing (CJP), MultiJet Printing (MJP) และ MultiJet Fusion (MJF)

● การพิมพ์ PolyJet 3D: เทคโนโลยี PolyJet คล้ายกับเครื่องพิมพ์เอกสารอิงค์เจ็ทที่พ่นชั้นโฟโตโพลิเมอร์เหลวลงบนถาดสร้างแล้วบ่มด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตทันทีและสะสมอย่างช้า ๆ ทีละชั้นจนกว่าจะสร้างโมเดล 3 มิติที่สมบูรณ์ วิธีนี้มักใช้ในการสร้างต้นแบบโดยละเอียดแม่พิมพ์และแม้กระทั่งแบบจำลองหลายสี ปัจจุบันบางบริษัทอุตสาหกรรมรองเท้าใช้เครื่องพิมพ์ PolyJet 3D เพื่อสร้างต้นแบบรองเท้าที่ละเอียดและสมจริง

● การพิมพ์อิงค์เจ็ทสี (CJP) และการพิมพ์อิงค์เจ็ทหลาย (MJP): CJP และ MJP เป็นสองวิธีการพิมพ์ 3D โดยใช้เทคโนโลยีเจ็ท CJP ใช้เตียงผงและกาวสี สามารถพิมพ์ชิ้นส่วนสีเต็มรูปแบบ MJP สามารถพ่นวัสดุต่าง ๆ ในเวลาเดียวกัน ผลิตชิ้นส่วนคอมโพสิตที่มีคุณสมบัติทางกายภาพแตกต่างกัน เทคโนโลยีทั้งสองเป็นที่นิยมสำหรับความแม่นยำสูงและคุณภาพพื้นผิวที่ดีและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตต้นแบบการศึกษาและการสร้างงานศิลปะ

● Multi Jet Fusion (MJF): พัฒนาโดย Hewlett-Packard MJF ใช้ผงเม็ดละเอียดและผสมผสานกับกาว จากนั้นจะใช้น้ำยาปรับสภาพที่เมื่อรวมกับความร้อนจะทำให้ชิ้นส่วนแข็งตัว MJF เป็นที่รู้จักสำหรับความเร็วและความสามารถในการผลิตชิ้นส่วนทางเรขาคณิตที่ซับซ้อนซึ่งมักใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์และสินค้าอุปโภคบริโภค ตัวอย่างเช่น BMW ใช้ MJF ในการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์

ศักยภาพของการพัฒนาเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติไม่มีที่สิ้นสุด ไม่ว่าจะเป็นด้านการแพทย์ สถาปัตยกรรม การศึกษา หรือศิลปะและการออกแบบ การพิมพ์สามมิติกําลังเปิดความเป็นไปได้ใหม่ ๆ ในกระบวนการนี้ผู้ผลิตเครื่องพิมพ์ 3 มิติอย่าง HPRT ยังคงคิดค้นนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องเพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์การพิมพ์ 3 มิติที่มีประสิทธิภาพและแม่นยำยิ่งขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการในด้านต่างๆ เรามีเหตุผลทุกประการที่จะเชื่อว่าอนาคตของการพิมพ์ 3 มิติจะกว้างขึ้น