เลือกวัสดุ Filament ชนิดไหนดี? 3D Material Selection Guide

เครื่องพิมพ์ 3 มิติชนิด FDM/FFF ใช้เส้นพลาสติกเป็นวัตถุดิบในการขึ้นรูปชิ้นงาน ในปัจจุบันมีวัสดุพลาสติกหลากหลายประเภทสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ เช่นวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง วัสดุที่เหนี่ยวนำไฟฟ้าได้ วัสดุประเภทยืดหยุ่นเหมือนยาง ทำให้ 3D Printer สามารถตอบโจทย์การใช้งานได้มากขึ้น ในตารางด้านล่างเป็นข้อมูลสรุปข้อแตกต่างและข้อแนะนำการใช้งานวัสดุแต่ละประเภท

Material	PLA	ABS	PETG	TPU
Glass Transition Temp*	~55-65°C	~100°C	~75-85°C	~-50°C to -20°C
ความแข็งแรง	★★	★★★	★★★	★★★
ความยืดหยุ่น	★	★★	★★★	★★★★★
อุณหภูมิหัวฉีด	200-210°C	230-240°C	230-240°C	210-220°C
ความง่ายในการพิมพ์	★★★★	★★	★★★	★★

*Glass Transition Temperature คือระดับอุณหภูมิที่วัสดุอยู่ในสภาพกึ่งแข็งกึ่งเหลว โดยวัสดุจะนิ่มและอ่อนตัวลงเมื่อถึงอุณหภูมิจุดนี้

PLA
Polylactic Acid (PLA) เป็นพลาสติกที่ทำจากวัตถุดิบธรรมชาติเช่นอ้อยหรือแป้งข้าวโพด ย่อยสลายได้ตามธรรมชาติและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เป็นวัสดุ 3D Printing ที่นิยมใช้งานมากที่สุด มีราคาถูกและพิมพ์ขึ้นรูปได้ง่าย เป็นวัสดุแข็งเปราะ ทนอุณหภูมิได้ต่ำเพียง 60 องศา เหมาะกับการผลิตชิ้นงานทั่วไปที่ไม่ต้องรับแรงกระแทกหรือทนความร้อนสูง

ABS
Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) เป็นพลาสติกที่ใช้กันแพร่หลายในอุตสาหกรรมฉีดพลาสติก มีความแข็งแรงทนทานกว่า PLA และยืดหยุ่นเล็กน้อย สามารถทนความร้อนได้สูงกว่า พิมพ์ยากกว่า PLA ต้องใช้อุณหภูมิสูงและใช้ฐานทำความร้อนเพื่อป้องกันไม่ให้ขอบชิ้นงานงอตัว เหมาะสำหรับชิ้นงานที่ต้องรับแรง ทนความร้อน ชิ้นส่วนกลไกต่างๆ

PETG
PETG (Polyethylene terephthalate Glycol-modified) คือวัสดุที่ใช้ทำขวดน้ำ ขวดพลาสติก มีความเหนียวและทนทาน ไม่ฉีกขาดง่าย ความแข็งแรงเทียบเท่า ABS แต่พิมพ์ง่ายเหมือน PLA มีสีใสกึ่งโปร่งแสง เหมาะสำหรับใช้แทน PLA ในงานที่ต้องการความแข็งแรงและทนความร้อนสูง

Flexible
Flexible filament (TPE/TPU) เป็นเส้นวัสดุที่มีความยืดหยุ่นเหมือนยาง ชิ้นงานที่พิมพ์ออกมาจะนุ่มนิ่ม บีบได้ เหมาะสำหรับทำชิ้นส่วนกันกระแทก อุปกรณ์สวมใส่ เคสมือถือ เหมาะสำหรับใช้กับ 3D Printer ชนิด Direct-Drive (มอเตอร์ดันเส้นพลาสติกอยู่ติดกับหัวพิมพ์) เนื่องจากเส้นมีความอ่อนนิ่ม และต้องใช้ความเร็วพิมพ์ต่ำกว่าการพิมพ์พลาสติกแข็ง

Engineering Plastics
วัสดุพลาสติกวิศวกรรม มีให้เลือกหลายประเภทตามการใช้งาน เช่น Nylon (Polyamide), PC (Polycarbonate), PP (Polypropylene), ASA, Carbon Fiber, PEKK, PEEK, ULTEM (PEI) ส่วนมากมีความแข็งแรงทนทานกว่าพลาสติกชนิดทั่วไปเช่น ABS หรือ PLA เหมาะสำหรับการใช้งานจริง ชิ้นส่วนอุตสาหกรรม ชิ้นส่วนยานยนต์และอากาศยาน โดยผู้ผลิตบางรายอาจมีจำหน่ายวัสดุที่ปรับสูตรให้ตอบโจทย์การใช้งานเฉพาะด้านบางอย่าง เช่นคุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิต (ESD Safe) การหน่วงการติดไฟ (Flame Retardant) หรือการสัมผัสอาหาร (Food Safe) เป็นต้น วัสดุกลุ่มนี้มักมีราคาสูงกว่าวัสดุทั่วไป และอาจจำเป็นต้องใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่มีความสามารถพิเศษในการขึ้นรูปวัสดุวิศวกรรม เช่นระบบทำความร้อนในห้องพิมพ์ หรือหัวฉีดชนิดชุบแข็ง

Support Material
วัสดุตัวรองรับชนิดละลายน้ำเช่น HIPS (High Impact Polystyrene), PVA (Polyvinyl Alcohol) หรือ BVOH สำหรับใช้กับ 3D Printer ที่มีสองหัวฉีดหรือสามารถสลับเส้นวัสดุได้ สามารถละลายได้ในน้ำเปล่าหรือสารทำละลายชนิดอื่น ช่วยให้พิมพ์งานที่มีรูปทรงซับซ้อนได้มากกว่าปกติ โดยใช้วิธีพิมพ์ชิ้นงานด้วยวัสดุหลักพร้อมวัสดุ Support และนำชิ้นงานไปละลายส่วนที่เป็น Support ออกเมื่อพิมพ์เสร็จ