ทุกวันนี้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ (3D Printer) เริ่มเข้ามามีบทบาทในธุรกิจ อุตสาหกรรม และสังคมไทยมากขึ้น สังเกตุได้จากจำนวนผู้ผลิตเครื่อง 3D Printer ในตลาดที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงที่ผ่านมา เมื่อมีเครื่องพิมพ์หลายประเภทให้เลือก ก็มักเกิดคำถามตามมาว่าเครื่องแต่ละแบบต่างกันอย่างไร ทำไมเครื่องพิมพ์บางรุ่นราคาถูกกว่าไอโฟน แต่บางเครื่องก็มีราคาแพงยิ่งกว่ารถเบนซ์? ในบทความนี้เราจะพูดถึงข้อแตกต่างของเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบตั้งโต๊ะ (Desktop 3D Printer) และแบบอุตสาหกรรม (Industrial 3D Printer) และวิธีเลือกเครื่องพิมพ์ให้เหมาะสมกับการใช้งาน
เครื่องพิมพ์ระดับอุตสาหกรรมมักมีขนาดพิมพ์ที่ใหญ่
เครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบตั้งโต๊ะส่วนมากใช้เทคโนโลยี FDM (Fused Deposition Modeling) ซึ่งใช้วิธีรีดเส้นพลาสติกซ้อนกันทีละชั้นจนเป็นชิ้นงาน มีลักษณะการทำงานคล้ายกับเครื่องพิมพ์ FDM ระดับอุตสาหกรรม แต่ก็ยังมีจุดแตกต่างกันอยู่บ้าง โดยสรุปข้อแตกต่างในตารางด้านล่าง
Property |
เครื่อง FDM อุตสาหกรรม |
เครื่อง FDM ตั้งโต๊ะ |
| ความแม่นยำ | ± 0.2 mm | ± 0.5 ~ 1.0 mm |
| ความละเอียดชั้น Layer | 0.18 ~ 0.5 mm | 0.10 ~ 0.4 mm |
| ขนาดพิมพ์ใหญ่สุด | มักมีขนาดใหญ่ เช่น 900 x 600 x 900 mm | มีขนาดเล็กถึงขนาดกลาง 200 x 200 x 200 ~ 300 x 300 x 300 mm |
| วัสดุพิมพ์ | ABS, PC, ULTEM | ABS, PLA, PETG |
| วัสดุ Support | วัสดุ Support ละลายได้ | มักใช้วัสดุพิมพ์หลักเป็นวัสดุ Support |
| กำลังการผลิต | ต่ำ~กลาง | ต่ำ |
| ราคาเครื่อง | 2,000,000 บาท ++ | 20,000 ~ 200,000 บาท แล้วแต่ขนาด |
เปรียบเทียบความแม่นยำ (Accuracy)
โดยทั่วไปแล้วเครื่อง FDM ระดับอุตสาหกรรมสามารถพิมพ์งานที่มีขนาด Dimension แม่นยำกว่าเครื่องตั้งโต๊ะ เนื่องจากมีระบบควบคุมการทำงานและระบบขับเคลื่อนที่แม่นยำกว่า มีตัวทำความร้อนในเครื่องพิมพ์ (Heated Build Chamber) ช่วยรักษาอุณหภูมิในเครื่อง ลดการบิดงอและการแอ่นตัวของพลาสติกขณะพิมพ์ นอกจากนี้เครื่องอุตสาหกรรมส่วนใหญ่จะมีสองหัวฉีด โดยใช้หัวฉีดอีกข้างพิมพ์วัสดุ Support ซึ่งละลายน้ำได้ (ไม่ต้องใช้มือแกะ) ทำให้สามารถพิมพ์รูปทรงที่ซับซ้อนได้ดีกว่า
เปรียบเทียบวัสดุ (Materials)
วัสดุพิมพ์ที่มักใช้ในเครื่องพิมพ์แบบตั้งโต๊ะคือพลาสติก ABS และ PLA ซึ่งตอบโจทย์การใช้งานหลากหลาย ทั้งการทำโมเดลต้นแบบเพื่อเช็ครูปทรงและทดสอบ หรือการทำชิ้นส่วนที่นำไปใช้งานจริง โดย ABS จะพิมพ์ยากกว่าเล็กน้อยเนื่องจากต้องใช้ความร้อนสูงกว่า (บางเครื่องก็ไม่รองรับการพิมพ์ด้วย ABS) อีกตัวเลือกคือวัสดุ PETG ซึ่งมีคุณสมบัติคล้าย ABS แต่พิมพ์ง่ายเหมือน PLA
ในขณะเดียวกันเครื่องพิมพ์อุตสาหกรรมมักใช้พลาสติกวิศวกรรมเป็นหลัก เช่น ABS, Polycarbonate, ASA, ULTEM ซึ่งมีความแข็งแรงสูง และคุณสมบัติพิเศษอื่นๆ เช่นทนความร้อน ทนสารเคมี ทนแสง UV บางวัสดุสามารถสร้างชิ้นงานที่แข็งแรงเทียบเคียงชิ้นงานที่ทำจากการ Injection Mold
ตัวอย่างวัสดุ 3D Printing สำหรับเครื่องพิมพ์ระดับอุตสาหกรรม
วัสดุพิมพ์หรับ 3D Printing มีการพัฒนาเร็วมาก ทุกๆปีจะเห็นวัสดุพิมพ์ชนิดใหม่ออกมาสู่ตลาด ในปัจจุบันเครื่องพิมพ์แบบตั้งโต๊ะก็สามารถใช้วัสดุที่คล้ายคลึงกับเครื่องระดับ High-end ได้หลายชนิด เช่น Nylon, Polycarbonate, PC-ABS, Carbon Fiber ความสามารถในการรองรับวัสดุจึงมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น
เปรียบเทียบกำลังการผลิตและราคา (Production Capabilities & Cost)
เครื่องพิมพ์อุตสากรรมมักมีขนาดพิมพ์ค่อนข้างใหญ่ สามารถพิมพ์งานชิ้นใหญ่ๆได้ หรือพิมพ์งานชิ้นเล็กๆหลายชิ้นได้พร้อมกัน (Batch Manufacturing) จึงรองรับการสร้างชิ้นงานได้มากกว่าเครื่องแบบตั้งโต๊ะ ซึ่งมีขนาดมาตรฐานประมาณกระดาษ A4 อย่างไรก็ตามเริ่มมีเครื่องพิมพ์ที่มีขนาดใหญ่แบบ Low-cost ออกมาให้เห็นกันบ้างแล้ว ตัวอย่างเช่นเครื่องพิมพ์จาก BigRep
เครื่องพิมพ์อุตสาหกรรมมีราคาสูงกว่าเครื่องพิมพ์แบบตั้งโต๊ะเป็นสิบหรือร้อยเท่าตัว เนื่องจากมีความแตกต่างในหลายๆด้านเช่นความแม่นยำ ขนาดพิมพ์ วัสดุที่รองรับ และที่สำคัญคือความเชื่อถือได้ และความสามารถในการทำซ้ำ (Reliability & Repeatability) ซึ่งเป็นจุดขายของเครื่องพิมพ์อุตสาหกรรม เนื่องจากผ่านการทดสอบและการพัฒนามาเป็นเวลานาน ความหมายคือเครื่องระดับอุตสาหกรรมนั้นถูกออกแบบมาให้สามารถผลิตชิ้นงานเดิมซ้ำแล้วซ้ำอีก โดยไม่มีผิดเพี้ยน ในขณะที่เครื่องพิมพ์ตั้งโต๊ะหลายรุ่นมักต้องทำการ Calibration และ Maintenance อยู่เป็นระยะ เพื่อให้ผลงานออกมาได้มาตรฐาน
การเลือกใช้งานเครื่องพิมพ์ FDM แบบอุตสาหกรรม vs แบบตั้งโต๊ะ
- สำหรับชิ้นงานที่ต้องการวัสดุพิเศษ เช่นมีคุณสมบัติทนความร้อนสูงหรือทนสารเคมี และชิ้นงานมีขนาดค่อนข้างใหญ่ (เกิน 300 x 300 x 300 mm) ควรเลือกใช้เครื่องพิมพ์แบบอุตสาหกรรม แต่ก็มาพร้อมกับราคาที่สูงขึ้นค่อนข้างมาก ทั้งเครื่องพิมพ์และวัสดุ
- เครื่องพิมพ์แบบตั้งโต๊ะเหมาะกับการสร้างชิ้นงาน Prototype ขนาดเล็กที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูงมาก สามารถใช้วัสดุได้หลายประเภท สร้างชิ้นงานได้อย่างรวดเร็วและมีต้นทุนต่ำ
- แต่ก่อนเครื่องพิมพ์ตั้งโต๊ะแบบ Low-cost มักมีความยากในการใช้งานและจุกจิก ต้องดูแล Maintenance อยู่บ่อยๆ ในปัจจุบันถือว่าพัฒนาคุณภาพขึ้นมาก เครื่องพิมพ์ยี่ห้อดังๆหลายรุ่นใช้ชิ้นส่วนเกรดอุตสาหกรรม มีฟังก์ชั่นการทำงานที่ล้ำหน้า และมีโครงสร้างแข็งแรงทนทาน โดยรวมแล้วเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจและคุ้มค่าสำหรับผู้ใช้งานในธุรกิจโดยเฉพาะบริษัท SME ที่ต้องการทดลองใช้เทคโนโลยี 3D Printing
- หากต้องการทำชิ้นงานที่มีความแม่นยำสูง หรือต้องการพื้นผิวเรียบเนียน ควรพิจารณาใช้เครื่องพิมพ์ประเภทอื่นเช่น SLA หรือ SLS เนื่องจาก FDM จะมีข้อจำกัดเรื่องความละเอียดของชิ้นงาน
Credit: 3D Hubs