การพิมพ์งาน 3D Printing ให้ประสบความสำเร็จ มีปัจจัยสำคัญที่นอกเหนือจากตัวเครื่อง 3D Printer คือวัสดุพิมพ์ และซอฟท์แวร์ ในบทความนี้จะแนะนำนวัตกรรมซอฟท์แวร์ 3D Printing แบบใหม่จาก Markforged ที่ช่วยเสริมประสิทธิภาพการทำงานในขั้นตอนก่อนการพิมพ์งาน (Simulation) และหลังการพิมพ์งานเสร็จ (Quality Control) โดย Markforged เป็นผู้นำนวัตกรรมซอฟท์แวร์ 3D Printing ที่นำระบบ Cloud มาใช้สั่งงานและบริหารจัดการเครื่อง 3D Printer เป็นรายแรกในโลก

เริ่มต้นกันที่ซอฟท์แวร์ Blacksmith ซึ่งอธิบายง่ายๆคือ "ระบบตรวจสอบคุณภาพชิ้นงานอัตโนมัติ" โดยเป็นการ Built-in ระบบสแกนชิ้นงานไว้ในตัว 3D Printer เลย กล่าวคือสามารถสั่งพิมพ์และวัดขนาดชิ้นงานได้ภายใน Step เดียว แทนที่จะต้องส่งชิ้นงานไปตรวจสอบด้วยกระบวนการอื่นหลังจากพิมพ์เสร็จ ช่วยเพิ่มความมั่นใจและลดเวลาในการตรวจสอบชิ้นงานได้อย่างมาก โดย Blacksmith มีขั้นตอนการทำงานดังนี้

1. Calibrate เครื่องพิมพ์ ด้วยแผ่น Calibration
2. สั่งพิมพ์และสแกนชิ้นงาน โดยใช้หัวสแกน Laser ที่อยู่ในเครื่องพิมพ์
3. ซอฟท์แวร์จะทำการเก็บข้อมูล Dimension ที่วัดได้ และนำมาเปรียบเทียบกับไฟล์ STL
4. ผู้ใช้งานสามารถตรวจสอบความแม่นยำของชิ้นงานได้ในโปรแกรม Markforged Eiger ตั้งค่า Tolerance ที่ต้องการ และ Download Report เพื่อใช้เป็นข้อมูลอ้างอิง

นอกจากความสามารถในการวัดความแม่นยำของชิ้นงาน Markforged ยังนำเทคโนโลยี AI มาใช้ร่วมกับ Blacksmith ทำให้ซอฟท์แวร์ทำการเรียนรู้เพื่อพัฒนาการพิมพ์งานครั้งต่อไปให้ใกล้เคียงกับแบบมากขึ้นเรื่อยๆ เป็นการ Close Loop การผลิตโดยใช้ผลที่วัดได้มาพัฒนา Process การพิมพ์ 3 มิติให้มีความแม่นยำสูงสุด

ขั้นตอนการสแกนชิ้นงานพิมพ์ 3D ด้วยหัวสแกน Laser เพื่อวัดความแม่นยำ

ซอฟท์แวร์ Blacksmith จะเก็บข้อมูลเป็น Point cloud เพื่อนำมาวัดเปรียบเทียบกับไฟล์ STL ต้นแบบ

อีกปัญหาที่ผู้ใช้ 3D Printer มักเจอคือ "ไม่รู้ว่าชิ้นงานที่พิมพ์ออกมาจะแข็งแรงพอรึเปล่า" ทำให้ต้องเสียเวลาลองผิดลองถูก ต้องอาศัยการคาดเดา หรืออาจใช้วิธี Over-spec เช่นการพิมพ์งานให้ตัน 100% ทำให้เสียเวลาและสิ้นเปลืองวัสดุเกินกว่าความจำเป็น

ซอฟท์แวร์ Markforged Simulation จึงเข้ามาช่วยแก้ปัญหาดังกล่าว การใช้ Simulation เป็นการจำลองสภาพการใช้งานจริง โดยทดสอบความแข็งแกร่งของชิ้นงานในซอฟท์แวร์ ก่อนที่จะผลิตจริง ช่วยให้ผู้ใช้งานไม่ต้องเดา เพิ่มความมั่นใจในการใช้งาน โดย Simulation มีฟังก์ชั่นการทำงานสองส่วน

1. Validate Part Performance: ทดสอบความแข็งแรงของชิ้นงานตาม Setting การพิมพ์ที่กำหนด ผู้ใช้งานสามารถระบุขนาดและทิศทางของ Load ที่กระทำกับชิ้นงาน รวมถึงเงื่อนไข Maximum Deflection และ Safety Factor ที่ต้องการ โดยซอฟท์แวร์จะแสดงผลว่าผ่านหรือไม่ผ่านเกณฑ์ที่กำหนด
2. Optimize Print Settings: ซอฟท์แวร์จะคำนวณและนำเสนอโซลูชั่นที่ผ่านเกณฑ์หลายๆแบบ เช่นการตั้งค่าการพิมพ์ที่ใช้เวลาน้อยที่สุด ประหยัดวัสดุมากที่สุด การพิมพ์แบบตัน และแบบเสริม Carbon Fiber ผู้ใช้งานสามารถเปรียบเทียบและเลือก Option ที่เหมาะสมที่สุดได้ทันทีโดยไม่ต้องเสียเวลาปรับ Setting และ Validate ด้วยตนเอง

ตัวอย่างการใช้งาน Simulation Software