คู่มือเริ่มต้นสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ

เราเห็นโลกในสามมิติ ตอนนี้ เราสามารถพิมพ์สามมิติได้เช่นกัน ด้วยกระบวนการผลิตที่กลายเป็นกระแสหลักในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นั่นคือ การพิมพ์ 3 มิติ

เครื่องพิมพ์ 3 มิติใช้ "กระบวนการผลิตสารเติมแต่ง" (ซึ่งหมายความว่าวัตถุจะถูกสร้างขึ้นทีละชั้น) เครื่องพิมพ์ 3D ส่วนใหญ่มีหัวเครื่องอัดรีดหัวเดียว ซึ่งหมายความว่าหากคุณต้องการใช้หลายสี คุณอาจ ต้องพิมพ์ออบเจ็กต์ของคุณเป็นส่วนๆ และจากนั้นคุณจะถูกจำกัดว่าจะเป็นออบเจกต์ได้อย่างไร สี นี่คือเหตุผลที่ตัวอย่าง 3D ที่พบบ่อยที่สุดคือวัตถุต่างๆ เช่น Yoda พลาสติกสีฟ้า ซึ่งเครื่องพิมพ์สีเดียวเป็นเครื่องพิมพ์ที่ใช้บ่อยที่สุด แต่ในขณะที่ทุกคนรักการพิมพ์ Yoda ความจริงก็คือเครื่องพิมพ์ 3 มิติในปัจจุบันถูกใช้เพื่อพิมพ์ทุกอย่างตั้งแต่ต้นแบบการออกแบบไปจนถึงเครื่องประดับ งานฝีมือ ชิ้นส่วนผลิตภัณฑ์ ส่วนต่างๆ ของร่างกาย และแม้แต่อาหาร

เมื่อมีการเปิดตัวเครื่องพิมพ์ Stereolithography ครั้งแรกในช่วงกลางทศวรรษ 1980 เครื่องพิมพ์เหล่านี้มีราคาหกหลักและมีเป้าหมายสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม จนกระทั่งประมาณปี 2555 ราคาก็ลดลงอย่างมาก โดยเครื่องพิมพ์มีราคา 1,000 ดอลลาร์เทียบกับ 20,000 ดอลลาร์ ด้วยการลดราคาทำให้ผู้ชมจำนวนมากขึ้นสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ: ชุมชนผู้ผลิต ศิลปะ และการศึกษาต่างก็มีส่วนร่วม เช่นเดียวกับนักออกแบบที่มองหาการสร้างต้นแบบที่รวดเร็วและราคาไม่แพง นักวิจัยตลาดคาดการณ์ว่าราคาจะลดลงอีก 6.4% ในปี 2559

เครื่องพิมพ์ที่แตกต่างกันใช้เทคนิคการพิมพ์ที่แตกต่างกัน เครื่องพิมพ์ 3D ของผู้บริโภคมักใช้หนึ่งในสองวิธีหลัก

FFM (การผลิตฟิลาเมนต์หลอมรวม เรียกอีกอย่างว่าการผลิตฟิลาเมนต์ทับถมหรือฟิลาเมนต์หลอมรวม ทับถม) เครื่องพิมพ์ใช้หัวพิมพ์ที่เคลื่อนที่เพื่อสร้างชั้นของเส้นใยพลาสติกหลอมเหลวในรูปของ วัตถุ.

เครื่องพิมพ์ SLA (stereolithography) แข็งตัวเรซินโดยใช้เลเซอร์อัลตราไวโอเลต (บางรุ่นใช้โปรเจ็กเตอร์ Digital Light Processing แต่มักมีความแม่นยำน้อยกว่า) โดยทั่วไปแล้ว เครื่องพิมพ์ SLA จะมีราคาแพงกว่า แต่สามารถพิมพ์โมเดลที่แม่นยำและมีรายละเอียดได้มากกว่า เนื่องจากความละเอียดและความแม่นยำของเลเซอร์

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องพิมพ์ FFM สามารถป้อนวัสดุจำนวนมากผ่านเครื่องอัดรีด ตัวเลือกทั่วไป ได้แก่ ABS ซึ่งเป็นวัสดุที่ทนทานและรีไซเคิลได้จากปิโตรเลียมราคาไม่แพง และ PLA (Polylactic Acid) วัสดุที่ทนทานและย่อยสลายได้ทางชีวภาพซึ่งมีทั้งความร้อนที่อ่อนตัวและทาสีได้ แต่ก็ติดกาวได้ยากกว่า ABS วัสดุเหล่านี้มักมีหลายสี แต่เนื่องจากเครื่องพิมพ์ส่วนใหญ่มีหัวพิมพ์เพียงหัวเดียว โดยทั่วไปแล้วคุณจะพิมพ์วัตถุทั้งหมดด้วยสีเดียว

เครื่องพิมพ์ SLA มีตัวเลือกที่จำกัดมากกว่าทั้งวัสดุที่มีอยู่และสีที่มีจำหน่าย การเลือกวัสดุจะขึ้นอยู่กับว่าเครื่องพิมพ์ใช้เลเซอร์อัลตราไวโอเลตหรือโปรเจ็กเตอร์ DLP วัสดุเรซินอาจเป็นแบบแข็งหรือแบบยืดหยุ่นก็ได้ และมีราคาแพงกว่าเส้นพลาสติกที่ใช้ในการพิมพ์แบบ FFM

ในขณะที่ค่าใช้จ่ายสำหรับเครื่องพิมพ์และวัสดุการพิมพ์ลดลงอย่างมาก การซื้อเครื่องพิมพ์ 3D ยังคงเป็นการลงทุนที่สำคัญ โดยเริ่มต้นที่ประมาณ 300 ดอลลาร์และเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจากที่นั่น

บางทีความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดคือการใช้งาน การติดตั้งและใช้งานเครื่องพิมพ์ทำได้ง่ายขึ้น แต่ในการสร้างบางสิ่ง คุณต้องเริ่มต้นด้วยบางสิ่ง โดยเฉพาะโมเดล 3 มิติ

หากคุณเข้าใจการออกแบบ คุณอาจออกแบบโดยใช้ซอฟต์แวร์สร้างแบบจำลอง 3 มิติและส่งออกผลิตภัณฑ์ดิจิทัลที่เสร็จแล้วเป็นไฟล์ STL ที่เครื่องพิมพ์ 3 มิติทั้งหมดใช้ในการพิมพ์ สำหรับเรา มนุษย์ปุถุชน แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะใช้ไฟล์ STL ที่ให้บริการฟรี (คุณสามารถหาไฟล์ฟรีมากมายได้ที่ไลบรารีอ็อบเจ็กต์ 3 มิติออนไลน์ เช่น Thingiverse) การซื้อการออกแบบจากร้านค้าออนไลน์ต่างๆ หรือสร้างการสแกน 3 มิติของคุณเอง

หากคุณวางแผนที่จะใช้เส้นทางการสแกนด้วยตัวเอง คุณสามารถใช้เว็บแคม 3 มิติ ซึ่งใช้ได้กับพีซีบางเครื่อง (รวมถึงเป็นมิตรกับผู้ผลิต HP Sproutซึ่งมีตัวเลือกแพลตฟอร์มแบบหมุนเพื่อใช้กับเครื่องสแกน 3D ในตัว) หรือเป็นอุปกรณ์แบบสแตนด์อโลน กล้อง 3D เช่น Microsoft Kinect หรือใช้บริการสแกน 3D ของบริษัทอื่น

ก่อนที่คุณจะหยิบเครื่องพิมพ์ 3D ราคาถูกและทดลองในโลก 3D ให้พิจารณาขนาดของวัตถุที่คุณอาจต้องการสร้าง หากเป้าหมายของคุณคือการพิมพ์ไม้บรรทัดยาว (ด้วยเหตุผลบางอย่าง) คุณจะพลาดเป้าหมายนั้นหากเครื่องพิมพ์ที่คุณเลือกสามารถรองรับวัตถุที่มีความสูงและความกว้างน้อยกว่า 6 นิ้วเท่านั้น

การตรวจสอบความเป็นจริงอีกประการหนึ่งคือความเร็วและคุณภาพการพิมพ์ คุณจะสามารถทำงานบ้านให้คุ้มค่าได้ในแต่ละวันในขณะที่เครื่องพิมพ์กำลังทำงาน ด้วยรุ่น 4 นิ้วทั่วไปที่ต้องใช้เวลาพิมพ์มากถึง 12 ชั่วโมง เช่นเดียวกับเครื่องพิมพ์ทั่วไป ความเร็วในการพิมพ์ขึ้นอยู่กับคุณภาพการพิมพ์ด้วย

สุดท้าย ให้พิจารณาว่าคุณต้องการผลงานประเภทใด ไม่ใช่เพียงเพราะคุณต้องพิจารณาว่าจะใช้วัสดุใดในการสร้างวัตถุของคุณ หากคุณต้องการวัตถุที่มีรายละเอียดมาก เช่น เครื่องประดับหรือแบบจำลองขนาด ให้ซื้อเครื่องพิมพ์ SLA เนื่องจากสามารถทำซ้ำรายละเอียดที่ละเอียดได้ดีกว่า หากคุณต้องการต้นทุนต่ำและใช้งานง่าย ให้ซื้อเครื่องพิมพ์ FFM

และแม้ว่า PLA จะถือว่าเป็นวัสดุที่ค่อนข้างปลอดภัยสำหรับอาหารมากกว่า ABS แต่วัสดุทั้งสองชนิดที่รีดผ่านเครื่องพิมพ์ 3 มิตินั้นไม่ปลอดภัยจริงๆ ที่จะรับประทานได้ด้วยเหตุผลหลายประการ คำแนะนำของเรา: อย่าคิดแม้แต่จะพิมพ์จาน ถ้วย และช้อน

หากคุณมีงบจำกัด และยินดีประนีประนอม $349 เครื่องพิมพ์ 3D ไมโคร M3D เป็นทางเลือกที่ดีในการเริ่มต้น โมเดล FFM นี้จะสร้างวัตถุที่มีขนาดไม่เกิน 5 นิ้ว และใช้วัสดุที่หลากหลาย แต่จะช้ากว่ารุ่นอื่นๆ ที่เราเคยเห็น

สำหรับผู้ที่ชื่นชอบงบประมาณที่มากกว่า เราขอแนะนำ Aleph Objects มูลค่า 1,250 ดอลลาร์ Lulzbot Miniซึ่งประทับใจกับความง่ายในการใช้งานและคุณสมบัติที่หลากหลาย เครื่องพิมพ์ FFM นี้รองรับวัตถุการพิมพ์ที่มีขนาดไม่เกิน 6 นิ้ว รองรับช่วงที่น่าประทับใจ ของวัสดุเส้นใยและมาพร้อมกับ Cura 3D. โอเพ่นซอร์สยอดนิยมที่ปรับแต่งได้ ซอฟต์แวร์.