INTRODUCTION TO 3D PRINTING TECHNOLOGY



INTRODUCTION TO 3D PRINTING TECHNOLOGY

เมื่อวันอังคารที่ 26 กุมภาพันธ์ 2562 ผู้เขียนได้เข้าร่วมกิจกรรม “INTRODUCTION TO 3D PRINTING TECHNOLOGY” เพื่อสร้างความรู้ ความเข้าใจเกี่ยวกับเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งจัดขึ้นโดยสถาบันบริหารจัดการเทคโนโลยีและนวัตกรรม (iNT) ณ MaSHARES Co-working and Makerspace” ชั้น 2 อาคารอทิตยาทร วิทยาลัยนานาชาติมหาวิทยาลัยมหิดล จุดประสงค์ของการจัดกิจกรรมในครั้งนี้เพื่อให้ความรู้เกี่ยวกับการพิมพ์สามมิติ เพื่อสร้างความรู้ ความเข้าใจในหลักการและเทคโนโลยีต่างๆของการพิมพ์สามมิติ และการนำไปประยุกต์ใช้งานที่หลากหลาย 

ตารางกิจกรรม

TimeAgenda
08.30 – 09.00– Registration
09.00 – 10.00– Overview of 3D Technology
10.00 – 10.15– Break
10.15 – 12.00– Workshop “Basic 3D Modeling”
12.00 – 13.00– Lunch
13.00 – 14.00– Workshop “Basic 3D Printing Operation”
14.00 – 14.15– Break
14.15 – 16.00– Workshop “Basic 3D Printing Operation” (cont.)
– Practice Session “3D Printing Operation”

ภาพบรรยากาศภายในงาน

Overview of 3D Technology

ช่วงแรกของกิจกรรมเป็นการบรรยายเกี่ยวกับเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ โดยมีวิทยากรจากตัวแทนบริษัท In2Real3D ซึ่งวิทยากรได้แนะนำการนำเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติไปประยุกต์ใช้กับงานต่างๆเช่น ในด้านการแพทย์(อะไหล่มนุษย์) แฟชั่น อาหาร อุตสาหกรรมรถยนต์และยา เป็นต้น

ประเภทของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

1. Stereolithography (SLA)
Metal Printing
เป็นการขึ้นรูปชิ้นงานโดยการยิงแสงเลเซอร์ไปบนของเหลว เพื่อให้ของเหลวในแต่ละชั้นแข็งตัว โดยวัสดุของเหลวเป็นแบบ Liquid Photopolymer (Resin) ชิ้นงานที่ได้มีความละเอียดและเที่ยงตรงสูงแต่ราคาเครื่องจักรและค่าใช้จ่ายในการดูแลรักษาสูง

2. Digital Light Processing (DLP)
การฉายแสงไปยังเรซิ่นที่ไวต่อแสง และแข็งตัวเมื่อโดยแสงที่ย่านความถึ่เฉพาะตัว ขึ้นรูปจากน้ำเรซิ่น(Photopolymer Resin) เป็นวัตถุแข็งตัว


3. Fused deposition modeling (FDM)
Ceramic 3D Printing
Food 3D Printing
การใข้พลาสติกหรือเส้นโลหะนำมาผ่านความร้อนให้ละลายและส่งผ่านหัวฉีดที่สามารถ เปิดปิดการฉีดได้ และเคลื่อนที่ตามแกนต่างๆเพื่อสร้างโมเดลโดยการคำนวณเชิงเลขคณิตของคอมพิวเตอร์ (Computer-aided-manufacturing CAM) เทคโนโลยี่นี้ถูกนำมาใช้กับเครื่องปริ๊นเตอร์ สามมิติ ระดับล่าง เนื่องจากมีต้นการผลิตต่ำและตัวเครื่องไม่ใหญ่ และราคาของวัสดุพลาสติกมีราคาถูก จึงเป็นที่นิยมแพร่หลาย FDM ถูกคิดค้นโดย Scott Crump ในปลายปี 1980  (ที่มา 3D Printer Thailand)

ส่วนประกอบเครื่องพิมพ์ 3 มิติประเภท Fused deposition modeling (FDM)


เครื่องพิมพ์ 3 มิติประเภท Fused deposition modeling (FDM)

Structure

Electronic system
– Processor
– Motor Driver
– Power supply
– LCD

Heated bed system

Extruder system
– Feeder
– Extruder Head
– Nozzle
– Extruder Cooling system
– Filament channel

Driving system
– Motor
– Belt
– Pulley
– Limit Switch

ประเภทของวัสดุที่ใช้ขึ้นรูป

PLA (Most popular , Strong, Brittle)
● Modified PLA (Wood , Copper Filled, BronzeF illed )
● ABS (2nd Most popular, Strong, less Brittle than PLA, Have fume)
● PETG
Nylon (High strength , hard to print)
PVA (water soluble plastic )
● HIPS (Limonene soluble plastic)
● ETC.

คำศัพท์เทคนิคที่ใช้ในการพิมพ์ 3 มิติ

● Infill โครงสร้างภายใน
● Shell เปลือกภายนอก
● Layer , Layer height ความสูงของแต่ละชั้น
● Skirt เส้นรอบๆ ช่วยทำความสะอาดหัวยิง
● Raft ช่วยให้ผิวมี Texture
● Brim ยึดเกาะกับฐาน
● Support เส้นผยุง

Workshop

หลังจากฟังบรรยายได้ความรู้เบื้องต้นของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติแล้ว วิทยากรได้ให้ทุกคนได้ลองฝึกปฏิบัติลองทำชิ้นงานจริงโดยกำหนดให้ทุกคนทำพวงกุญแจ ซึ่งก่อนอื่นต้องลงโปรแกรมที่ใช้ในการวาดโมเดล 3 มิติกันก่อนชื่อว่าโปรแกรม Autodesk 123D Design เป็นซอฟแวร์ใช้งานได้ฟรีหน้าตาของโปรแกรมดังรูปด้านล่าง

หน้าตาการใช้งานโปแรกม Autudesk 123D Design

นอกจากเราจะสามารถวาดโมเดล 3 มิติเองแล้ว เรายังสามารถดาวน์โหลดโมเดล 3 มิติที่มีคนออกแบบไว้แล้วนำมาพิมพ์กับเครื่องพิมพ์ 3 มิติได้ ซึ่งวิทยากรได้แนะนำเว็บไซต์ Thingiverse แหล่งโชว์ผลงานโมเดล 3 มิติที่มีคนออกแบบรูปแบบสวยงามและหลากหลาย สามารถดาวน์โหลดนำไปพิมพ์กันฟรีๆ ลองเข้าไปโหลดกันได้ครับ


ออกแบบชิ้นงานเป็นพวงกุญแจบนโปแกรม Autudesk 123D Design

สำหรับโปรแกรมที่ใช้สำหรับวาดโมเดล 3 มิติมีหลายโปรแกรมให้เลือกใช้ อีกโปรแกรมหนึ่งทีวิทยากรแนะนำเป็นเว็บแอพพลิเคชั่นชื่อว่า Tinkercad ใช้งานได้ฟรีเช่นเดียวกัน มีโปรแกรมที่อาจารย์วิศวกรรมเครื่องกลแนะนำให้ใช้อีกโปรแกรมนั่นคือโปรแกรม Solidwordks อาจารย์บอกว่าใช้ง่ายกว่าแต่เป็นโปรแกรมทีต้องเสียเงิน ใครถนัดโปรแกรมไหนก็สามารถใช้ที่ตัวเองถนัด แต่สุดท้ายต้อง Save File ออกมาเป็นนามสกุล .STL เพื่อนำไปใช้กับซอฟแวร์ควบคุมเครื่องพิมพ์ 3 มิติอีกโปรแกรมหนึ่งชื่อว่า Cura ใช้งานฟรีเช่นเดียวกัน เมื่อวาดโมเดล 3 มิติในโปรแกรม Autodesk 123D Design เสร็จเรียบร้อยก็ Import ไฟล์ .STL เข้าโปรแกรม Cura และรอสั่งพิมพ์ได้เลย

การ Setting เครื่องพิมพ์ 3 มิติก่อนการพิมพ์

ขั้นตอนที่สำคัญก่อนการพิมพ์ 3 มิติ เราต้อง Setting เครื่องพิมพ์ก่อนทำการพิมพ์ ซึ่งรายละเอียดการ Setting เครื่องพิมพ์มีขั้นตอนตามวิดีโอด้านบนครับ

การทำงานของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

คลิปสุดท้ายเป็นการพิมพ์ชิ้นงานพวงกุญแจที่ออกแบบโดยคุณปิยวัฒน์ ชวนวารี นักวิชาการคอมพิวเตอร์ผู้เข้าอบรมร่วมกับผู้เขียนครับ

การพิมพ์ชิ้นงาน 3 มิติ

ตัวอย่างชิ้นงานรูปแบบต่างๆ

จะสังเกตุเห็นได้ว่าการพิมพ์โมเดล 3 มิติ โมเดลไหนที่มีชิ้นส่วนหลายๆชิ้น ถ้าพิมพ์จากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ สามารถพิมพ์โมเดลนั้นๆออกมาเป็นชิ้นเดียวกันได้เลยไม่ต้องพิมพ์ครึ้งละชิ้น เช่น บานพับประตู ตลับลูกปืน เป็นต้น

ชิ้นงาน 3 มิติของกลุ่มผู้เขียน

สรุป

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติในปัจจุบันเป็นเรื่องที่ง่าย ทุกคนสามารถเข้าถึงได้เครื่องพิมพ์มีราคาถูกลงมากเพียงเครื่องละประมาณ 8,000-9,000 บาทก็หาซื้อได้ ซึ่งเครื่องพิมพ์ 3 มิติส่วนใหญ่ผลิตในประเทศจีน เพราะขณะนี้ประเทศจีนเป็นผู้นำตลาดในเรื่องการพิมพ์ 3 มิติ ซอฟแวร์ต่างๆที่ใช้ในการวาดโมเดลเป็นซอฟแวร์โอเพ่นซอร์สใช้งานฟรี อีกทั้งการใช้งานไม่ยุ่งยากใช้เวลาเรียนรู้ไม่นานก็สามารถสร้างชิ้นงานได้ หากวาดโมเดล 3 มิติ จนชำนาญแล้วหากมีไอเดียมีความคิดสร้างสรรค์สามารถหารายได้จากการวาดโมเดล 3 มิติ โดยนำไปโพสขายบนเว็บไซต์ได้อีกด้วย

สุดท้ายนี้ขอขอบคุณสถาบันบริหารจัดการเทคโนโลยีและนวัตกรรม (iNT) ท่านวิทยากรจากบริษัท In2Real3D และทีมงาน เป็นอย่างยิ่งที่มาถ่ายทอดความรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ และฝึกปฏิบัติให้กับผู้เข้าร่วมกิจกรรมในครั้งนี้ ได้รับความรู้อย่างเต็มอิ่ม พร้อมสถานที่จัดกิจกรรมและอาหารจัดเตรียมได้เป็นอย่างดี ขอบพระคุณครับ


Mahidol University Library and Knowledge Center @ 2019