การพิมพ์ 3 มิติทำได้หลากหลาย แต่หลายคนสงสัยว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติพิมพ์เฉพาะพลาสติกหรือไม่ บทความนี้จะพิจารณาว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติใช้วัสดุประเภทใดได้บ้าง

เครื่องพิมพ์ 3 มิติสำหรับผู้บริโภคส่วนใหญ่ใช้พลาสติก เช่น PLA, ABS หรือ PETG ซึ่งรู้จักกันในชื่อเทอร์โมพลาสติก เนื่องจากจะอ่อนตัวและแข็งตัวขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ มีวัสดุอื่นๆ อีกมากมายที่คุณสามารถพิมพ์ 3 มิติด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่แตกต่างกัน เช่น SLS หรือ DMLS สำหรับโลหะ คุณยังสามารถพิมพ์คอนกรีตและขี้ผึ้ง 3 มิติ

มีข้อมูลที่เป็นประโยชน์เพิ่มเติมที่ฉันได้ใส่ไว้ในบทความนี้เกี่ยวกับวัสดุที่ใช้ในการพิมพ์ 3 มิติ ดังนั้นโปรดอ่านข้อมูลเพิ่มเติม

เครื่องพิมพ์ 3 มิติใช้หมึกทำอะไรได้บ้าง

หากคุณเคยสงสัยว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติใช้หมึกอะไร นี่คือคำตอบง่ายๆ เครื่องพิมพ์ 3D ใช้วัสดุพื้นฐานสามประเภทสำหรับหมึก ได้แก่

• เทอร์โมพลาสติก (เส้นใย)
• เรซิน
• ผง

วัสดุเหล่านี้ใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติประเภทต่างๆ ในการพิมพ์ และเราจะพิจารณาวัสดุแต่ละชนิดเมื่อเราดำเนินการต่อไป

เทอร์โมพลาสติก (เส้นใย)

เทอร์โมพลาสติกเป็นประเภทหนึ่ง ของพอลิเมอร์ที่ยืดหยุ่นหรือขึ้นรูปได้เมื่อได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิหนึ่งๆ และแข็งตัวเมื่อเย็นลง

เมื่อพูดถึงการพิมพ์ 3 มิติ เส้นใยหรือเทอร์โมพลาสติกเป็นสิ่งที่เครื่องพิมพ์ 3 มิติใช้สำหรับ "หมึก" หรือวัสดุในการสร้างวัตถุ 3 มิติ ใช้กับเทคโนโลยีเรียกว่า Fused Deposition Modeling หรือการพิมพ์ FDM 3 มิติ

น่าจะเป็นการพิมพ์ 3 มิติที่ง่ายที่สุดเนื่องจากไม่ต้องใช้กระบวนการที่ซับซ้อน แทนที่จะเป็นการให้ความร้อนแก่เส้นใย

เส้นใยที่คนส่วนใหญ่นิยมใช้คือ PLA หรือ Polylactic Acid เส้นใยที่ได้รับความนิยมสูงสุดรองลงมาได้แก่ ABS, PETG, TPU & ไนลอน

คุณสามารถหาเส้นใยได้ทุกประเภทรวมถึงลูกผสมและสีต่างๆ ดังนั้นจึงมีเทอร์โมพลาสติกหลากหลายประเภทที่คุณสามารถพิมพ์ 3 มิติได้

ตัวอย่างคือเส้นใยไนลอนที่เติมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ SainSmart Black ePA-CF จาก Amazon

เส้นใยบางชนิดพิมพ์ได้ยากกว่าชนิดอื่น และ มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันมากซึ่งคุณสามารถเลือกได้ตามโครงการของคุณ

การพิมพ์ 3 มิติด้วยเส้นใยเทอร์โมพลาสติกเกี่ยวข้องกับการป้อนวัสดุผ่านท่อทางกลไกด้วยเครื่องอัดรีด ซึ่งจะป้อนเข้าสู่ห้องทำความร้อนที่เรียกว่า hotend

Hotend จะถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ไส้หลอดจะอ่อนตัวและสามารถบีบผ่านรูเล็กๆ ในหัวฉีด ซึ่งโดยปกติจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.4 มม.

เครื่องพิมพ์ 3 มิติของคุณทำงานตามคำสั่งที่เรียกว่า G- ไฟล์โค้ดที่บอกเครื่องพิมพ์ 3 มิติอย่างแน่ชัดว่าต้องอยู่ที่อุณหภูมิใด ต้องย้ายหัวพิมพ์ที่ใด พัดลมระบายความร้อนควรอยู่ที่ระดับใด และคำสั่งอื่นๆ ทั้งหมดที่ทำให้เครื่องพิมพ์ 3 มิติทำสิ่งต่างๆ

G-Code ไฟล์ถูกสร้างขึ้นผ่านการประมวลผลไฟล์ STL ซึ่งคุณสามารถดาวน์โหลดได้อย่างง่ายดายจากเว็บไซต์อย่าง Thingiverse ซอฟต์แวร์ประมวลผลเรียกว่าตัวแบ่งส่วนข้อมูล ซึ่งเป็นที่นิยมมากที่สุดสำหรับการพิมพ์ FDM คือ Cura

นี่คือวิดีโอสั้นๆ ที่แสดงกระบวนการพิมพ์เส้นใย 3 มิติตั้งแต่ต้นจนจบ

อันที่จริงฉันเขียน โพสต์เต็มที่เรียกว่า Ultimate 3D Printing Filament & คู่มือวัสดุที่จะแนะนำคุณเกี่ยวกับเส้นใยหลายประเภทและวัสดุการพิมพ์ 3 มิติ

เรซิน

ชุดถัดไปของ "หมึก" ที่เครื่องพิมพ์ 3 มิติใช้คือวัสดุที่เรียกว่าเรซินโฟโตโพลิเมอร์ ซึ่งเป็นเทอร์โมเซ็ต ของเหลวที่ไวต่อแสงและแข็งตัวเมื่อสัมผัสกับแสง UV ความยาวคลื่น (405 นาโนเมตร)

เรซินเหล่านี้แตกต่างจากเรซินอีพ็อกซี่ซึ่งมักใช้สำหรับงานฝีมืองานอดิเรกและโครงการที่คล้ายกัน

3D เรซินการพิมพ์ใช้ในเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่เรียกว่า SLA หรือ Stereolithography วิธีนี้ช่วยให้ผู้ใช้มีรายละเอียดและความละเอียดในระดับที่สูงขึ้นมากเนื่องจากวิธีการสร้างแต่ละชั้น

เรซินสำหรับการพิมพ์ 3 มิติทั่วไป ได้แก่ เรซินมาตรฐาน เรซินอย่างรวดเร็ว เรซินคล้าย ABS เรซินยืดหยุ่น น้ำ เรซินที่ล้างทำความสะอาดได้ และเรซินที่ทนทาน

ฉันเขียนโพสต์เชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรซินประเภทใดบ้างสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ สุดยอดแบรนด์ & ประเภท ดังนั้นอย่าลังเลที่จะตรวจสอบเพื่อดูรายละเอียดเพิ่มเติม

นี่คือขั้นตอนการทำงานของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ SLA:

• เมื่อประกอบเครื่องพิมพ์ 3 มิติแล้ว คุณจะเทเรซินลงในถังเรซิน – ภาชนะที่บรรจุเรซินของคุณไว้เหนือหน้าจอ LCD
• แผ่นประกอบจะลดระดับลงในถังเรซินและสร้างการเชื่อมต่อกับชั้นของฟิล์มในถังเรซิน
• ไฟล์การพิมพ์ 3 มิติที่คุณกำลังสร้างจะส่งคำแนะนำในการทำให้ภาพสว่างขึ้นซึ่งจะสร้างเลเยอร์
• เลเยอร์ของแสงนี้จะทำให้เรซินแข็งตัวขึ้น
• จากนั้นแผ่นพิมพ์จะยกขึ้นและ สร้างแรงดันดูดซึ่งจะลอกชั้นที่สร้างขึ้นออกจากฟิล์มเรซินและเกาะติดกับฐานพิมพ์
• มันจะสร้างแต่ละชั้นต่อไปโดยการแสดงภาพแสงจนกว่าจะสร้างวัตถุ 3 มิติ

โดยพื้นฐานแล้ว งานพิมพ์ SLA 3D จะถูกสร้างขึ้นกลับหัว

เครื่องพิมพ์ SLA 3D สามารถสร้างรายละเอียดที่น่าทึ่งได้เนื่องจากสามารถมีความละเอียดสูงสุด 0.01 มม. หรือ 10 ไมครอน แต่ความละเอียดมาตรฐานคือ โดยปกติจะอยู่ที่ 0.05 มม. หรือ 50 ไมครอน

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ FDM มักมีความละเอียดมาตรฐานที่ 0.2 มม. แต่เครื่องจักรคุณภาพสูงบางรุ่นอาจถึง 0.05 มม.

ความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญเมื่อพูดถึงเรซิน เนื่องจากมีความเป็นพิษเมื่อสัมผัสกับผิวหนัง คุณควรใช้ถุงมือไนไตรเมื่อจับเรซินเพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสผิวหนัง

การพิมพ์ 3 มิติของเรซินมีกระบวนการที่ยาวนานกว่าเนื่องจากกระบวนการหลังการประมวลผลที่จำเป็น คุณต้องล้างเรซินที่ยังไม่แข็งตัวออก ทำความสะอาดส่วนรองรับที่ต้องใช้กับโมเดลเรซินในการพิมพ์ 3 มิติ จากนั้นรักษาชิ้นส่วนด้วย UV ภายนอกเบาเพื่อทำให้วัตถุที่พิมพ์ 3 มิติแข็งขึ้น

ผง

อุตสาหกรรมการพิมพ์ 3 มิติที่พบเห็นได้น้อยแต่กำลังเติบโตคือการใช้ผงเป็น "หมึก"

ผงที่ใช้ในการพิมพ์ 3 มิติสามารถ เป็นโพลิเมอร์หรือแม้แต่โลหะที่ถูกทำให้เล็กลง คุณภาพของผงโลหะที่ใช้ และกระบวนการพิมพ์จะเป็นตัวกำหนดผลลัพธ์ของงานพิมพ์

มีผงหลายประเภทที่สามารถใช้ในการพิมพ์ 3 มิติ เช่น ไนลอน สแตนเลส อลูมิเนียม เหล็ก ไทเทเนียม โคบอลต์โครม และอื่นๆ อีกมากมาย

เว็บไซต์ชื่อ Inoxia จำหน่ายผงโลหะหลายประเภท

นอกจากนี้ยังมี เทคนิคที่สามารถใช้ในการพิมพ์ 3 มิติด้วยผง เช่น SLS (Selective Laser Sintering), EBM (Electron Beam Melting), Binder Jetting & BPE (Bound Powder Extrusion)

ที่นิยมมากที่สุดคือเทคนิคการเผาผนึกที่เรียกว่า Selective Laser Sintering (SLS)

กระบวนการ Selective Laser Sintering มีดังต่อไปนี้:

• ถังบรรจุผงบรรจุด้วยผงเทอร์โมพลาสติกโดยทั่วไปคือไนลอน (อนุภาคกลมและเรียบ)
• เครื่องกระจายผง (ใบมีดหรือลูกกลิ้ง) กระจายผงเพื่อสร้างชั้นที่บางและสม่ำเสมอ บนแท่นสร้าง
• เลเซอร์เลือกให้ความร้อนแก่ส่วนต่างๆ ของพื้นที่สร้างเพื่อละลายผงในลักษณะที่กำหนด
• แผ่นสร้างจะเลื่อนลงมาตามแต่ละชั้น ซึ่งผงจะกระจายออกอีกครั้ง สำหรับการเผาอื่นจากเลเซอร์
• ขั้นตอนนี้ซ้ำจนกว่าชิ้นส่วนของคุณจะเสร็จสมบูรณ์
• งานพิมพ์ขั้นสุดท้ายของคุณจะถูกห่อหุ้มด้วยเปลือกผงไนลอนซึ่งสามารถถอดออกได้ด้วยแปรง
• คุณ จากนั้นสามารถใช้ระบบพิเศษที่ใช้บางอย่าง เช่น อากาศกำลังสูงเพื่อทำความสะอาดส่วนที่เหลือออก

นี่คือวิดีโอสั้น ๆ เกี่ยวกับลักษณะของกระบวนการ SLS

The กระบวนการนี้ทำโดยการเผาผงแป้งเพื่อสร้างส่วนที่เป็นของแข็งซึ่งมีรูพรุนมากกว่าจุดหลอมเหลว ซึ่งหมายความว่าอนุภาคของแป้งได้รับความร้อนเพื่อให้พื้นผิวเชื่อมเข้าด้วยกัน ข้อดีประการหนึ่งคือสามารถรวมวัสดุเข้ากับพลาสติกเพื่อผลิตงานพิมพ์ 3 มิติ

คุณสามารถพิมพ์ 3 มิติด้วยผงโลหะโดยใช้เทคโนโลยีต่างๆ เช่น DMLS, SLM & EBM

เครื่องพิมพ์ 3 มิติพิมพ์เฉพาะพลาสติกได้หรือไม่

แม้ว่าพลาสติกจะเป็นวัสดุทั่วไปที่ใช้ในการพิมพ์ 3 มิติ แต่เครื่องพิมพ์ 3 มิติก็สามารถพิมพ์วัสดุอื่นที่ไม่ใช่พลาสติกได้

วัสดุอื่นๆ ที่สามารถใช้ในการพิมพ์ 3 มิติ ได้แก่:

• เรซิน
• ผง (โพลิเมอร์และโลหะ)
• กราไฟต์
• คาร์บอนไฟเบอร์
• ไทเทเนียม
• อะลูมิเนียม
• เงินและทอง
• ช็อกโกแลต
• สเต็มเซลล์
• เหล็ก
• ไม้
• แว็กซ์
• คอนกรีต

สำหรับเครื่องพิมพ์ FDM วัสดุเหล่านี้เพียงบางส่วนเท่านั้นที่สามารถให้ความร้อนและทำให้นิ่มลงแทนที่จะเผา เพื่อให้สามารถดันออกจากจุดร้อนได้ มีเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติมากมายที่ขยายขีดความสามารถด้านวัสดุของสิ่งที่ผู้คนสามารถสร้างได้

ตัวหลักคือเครื่องพิมพ์ 3D SLS ที่ใช้ผงด้วยเทคนิคการเผาด้วยเลเซอร์เพื่อสร้างงานพิมพ์ 3 มิติ

เครื่องพิมพ์ 3D เรซิ่นยังใช้กันทั่วไปสำหรับบ้านและเชิงพาณิชย์ . ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้กระบวนการโฟโตพอลิเมอไรเซชันเพื่อทำให้เรซินเหลวแข็งตัวด้วยแสง UV ซึ่งจะผ่านกระบวนการหลังการประมวลผลเพื่อให้ได้ผิวสำเร็จคุณภาพสูง

เครื่องพิมพ์ 3 มิติไม่เพียงแต่พิมพ์พลาสติกเท่านั้น แต่ยังสามารถพิมพ์วัสดุอื่นๆ ได้ด้วย ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของ 3 มิติ เครื่องพิมพ์ที่เป็นปัญหา หากคุณต้องการพิมพ์วัสดุอื่นใดในรายการข้างต้น คุณควรใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่เกี่ยวข้องเพื่อพิมพ์

เครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถพิมพ์วัสดุใดๆ ได้หรือไม่

วัสดุที่สามารถพิมพ์ได้ อ่อนตัวและอัดขึ้นรูปผ่านหัวฉีด หรือโลหะที่เป็นผงสามารถจับกันเป็นวัตถุได้ ตราบใดที่วัสดุสามารถวางเป็นชั้นหรือซ้อนทับกันได้ ก็สามารถพิมพ์แบบ 3 มิติได้ แต่วัตถุจำนวนมากไม่เหมาะกับลักษณะเหล่านี้ คอนกรีตสามารถพิมพ์แบบ 3 มิติได้เนื่องจากมันเริ่มอ่อน

บ้านพิมพ์ 3 มิติทำจากคอนกรีตที่ผสมและอัดขึ้นรูปผ่านหัวฉีดขนาดใหญ่ และจะแข็งตัวเมื่อเวลาผ่านไประยะหนึ่ง

เมื่อเวลาผ่านไป การพิมพ์ 3 มิติได้นำเสนอวัสดุใหม่ๆ มากมาย เช่น คอนกรีต ขี้ผึ้ง ช็อกโกแลต และแม้แต่สารชีวภาพ เช่น สเต็มเซลล์

นี่คือลักษณะของบ้านจากการพิมพ์ 3 มิติ

สามารถ คุณพิมพ์เงิน 3 มิติหรือไม่

ไม่ คุณไม่สามารถพิมพ์เงิน 3 มิติได้เนื่องจากกระบวนการผลิตของการพิมพ์ 3 มิติ ตลอดจนการฝังเครื่องหมายบนเงินที่ทำให้ป้องกันการปลอมแปลงได้ เครื่องพิมพ์ 3 มิติส่วนใหญ่สร้างวัตถุพลาสติกโดยใช้วัสดุอย่าง PLA หรือ ABS และแน่นอนว่าไม่สามารถพิมพ์ 3 มิติโดยใช้กระดาษได้ เป็นไปได้ที่จะพิมพ์เหรียญโลหะแบบ 3 มิติ

เงินทำมาจากเครื่องหมายจำนวนมากและเธรดแบบฝังซึ่งเครื่องพิมพ์ 3 มิติอาจไม่สามารถทำซ้ำได้อย่างแม่นยำ แม้ว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติจะสามารถสร้างสิ่งที่ดูเหมือนเงินได้ แต่งานพิมพ์ไม่สามารถใช้แทนเงินได้ เนื่องจากไม่มีคุณสมบัติพิเศษที่รวมกันเป็นธนบัตร

เงินถูกพิมพ์ลงบนกระดาษและ งานพิมพ์ 3 มิติส่วนใหญ่จะพิมพ์ด้วยพลาสติกหรือเรซินที่แข็งตัว วัสดุเหล่านี้ไม่สามารถทำงานได้เหมือนกระดาษ และไม่สามารถจัดการได้แบบเดียวกับที่ใช้จัดการกับเงิน

การวิจัยแสดงให้เห็นว่าสกุลเงินสมัยใหม่ของประเทศส่วนใหญ่ในโลกมีเทคโนโลยีที่แตกต่างกันอย่างน้อย 6 ชนิดในตัว พวกเขา. ไม่มีเครื่องพิมพ์ 3 มิติใดที่จะรองรับวิธีการเหล่านี้มากกว่าหนึ่งหรือสองวิธีที่จำเป็นในการพิมพ์ใบเรียกเก็บเงินอย่างแม่นยำ

ประเทศส่วนใหญ่โดยเฉพาะสหรัฐอเมริกากำลังสร้างใบเรียกเก็บเงินที่รวมเอาเทคโนโลยีต่อต้านการปลอมแปลงขั้นสูงล่าสุด คุณสมบัติที่จะทำให้เครื่องพิมพ์ 3 มิติพิมพ์ได้ยาก สิ่งนี้จะเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อเครื่องพิมพ์ 3 มิติมีเทคโนโลยีที่จำเป็นในการพิมพ์ใบเรียกเก็บเงินที่เกี่ยวข้อง

เครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถพยายามพิมพ์เงินที่มีลักษณะเหมือนกันเท่านั้น และไม่มีเทคโนโลยีหรือวัสดุที่เหมาะสมในการพิมพ์เงิน

หลายคนสร้างเหรียญ prop โดยใช้วัสดุพลาสติก เช่น PLA แล้วพ่นสีด้วยสีเมทัลลิก

คนอื่นๆ พูดถึงเทคนิคที่คุณ สามารถสร้างแม่พิมพ์ 3 มิติและใช้ดินเหนียวโลหะมีค่า คุณจะกดดินเหนียวลงในแบบฟอร์มแล้วเผาให้เป็นโลหะ

นี่คือผู้ใช้ YouTube ที่สร้างเหรียญ D&D ที่มี "ใช่" & “ไม่” ที่ปลายแต่ละด้าน เขาออกแบบอย่างเรียบง่ายในซอฟต์แวร์ CAD จากนั้นจึงสร้างสคริปต์โดยที่เหรียญที่พิมพ์แบบ 3 มิติหยุดชั่วคราว เพื่อให้เขาสามารถใส่แหวนเข้าไปข้างในเพื่อทำให้เหรียญหนักขึ้น จากนั้นจึงเสร็จสิ้นส่วนที่เหลือของเหรียญ

นี่คือตัวอย่างของ ไฟล์ Bitcoin ที่พิมพ์ 3 มิติจาก Thingiverse ที่คุณสามารถดาวน์โหลดและพิมพ์ 3 มิติด้วยตัวคุณเอง