อยากเล่น 3D Printer ก็ต้องรู้จัก Support

model with large support

อยากเล่น 3D Printer ก็ต้องรู้จัก Support

สำหรับบทความนี้ ผมเอามาจาก 3D Hubs ซึ่งอ่านแล้วเห็นว่าเป็นประโยชน์ ก็เลยจับเอามาแปล ให้อ่านกันซะเลย เพื่อให้เพื่อนๆ ที่ใช้เครื่องพิมพ์ 3D Printer และคนที่อยากหาความรู้ ก่อนที่จะซื้อหรือใช้ 3D Printer ได้เข้ามาอ่านก่อน ว่าการใช้งานเครื่องพิมพ์ 3 มิติ นั้น ไม่ยากและก็ไม่ง่าย จำเป็นต้องเรียนรู้เสียก่อน ไม่ใช่ว่า ซื้อมาแล้ว เสียบปลั๊ก แล้วพิมพ์งานออกมา จะสวยได้ดั่งใจเลย “โมเดล 3 มิตินั้น ไม่เหมือนกระดาษ” ดังนั้นถ้าใครคิดว่า เครื่องพิมพ์ 3 มิติ จะเหมือนกับเครื่องพิมพ์กระดาษ ที่ใช้กันอยู่ทุกวัน แค่ใส่กระดาษ กด Ctrl+P แล้วได้งานออกมา ขอให้คุณเลิกคิด เอาความคิดนี้ออกจากหัวเลยครับ เพราะโมเดล 3 มิตินั้น มันมีอะไรมากกว่านั้น

โมเดล 3 มิติ 1 ตัว แค่หมุนมันกลับ 90 องศา วิธีการพิมพ์ก็เปลี่ยนไปแล้ว ซึ่งตรงนี้ ผมบอกได้เลยว่า ไม่มีโปรแกรมไหนที่ฉลาด ขนาดแค่เอาโมเดลมาวางแล้วพิมพ์ออกมาสวยและได้เลย ผมบอกเลยว่าไม่มี และเป็นไปได้ยากมาก เพราะการวางโมเดลนั้นมีหลายแบบ ผมจะพูดกับลูกค้าเสมอว่า “การวางโมเดล หรือท่าทางในการพิมพ์นั้น สำคัญที่สุด” การพิมพ์งานจากเครื่องพิมพ์ 3D Printer นั้น คนใช้มักจะเจอกับคำว่า “ได้อย่างเสียอย่าง” หมายความว่า ถ้าพิมพ์เร็ว งานก็จะไม่สวย หรือ อยากพิมพ์งานสวย ก็ต้องใช้ Support เยอะ ซึ่งก็จะทำให้เสียเวลา และพลาสติกในการพิมพ์ ซึ่งบทความนี้ ผมจะเน้นไปในเรื่องที่เกี่ยวกับ ตัวรองรับหรือ Support ที่ใช้กับเครื่องพิมพ์ 3D Printer แบบ FDM (ฉีดพลาสติกเท่านั้น) สำหรับใครที่เพิ่งเข้ามาอ่าน อาจจะยังไม่รู้ว่า 3D Printer มีกี่แบบ สามารถเข้าไปอ่านได้ที่นี่

picture of 3d printed support

Support คืออะไร

หลายๆ คน อาจจะยังไม่เคยเห็นหรือนึกไม่ออกว่ามันคือะไร หน้าตาเป็นยังไง โมเดลแบบไหนที่ต้องใช้ Support ผมขอให้นึกถึงตัวอักษรภาษาอังกฤษตัวใหญ่ ตัว Y ตัว H และ ตัว T แล้วลองนึกตามผมดู ถ้าผมจะพิมพ์โมเดล 3 มิติรูป ตัว T โดยวางโมเดลตามรูปด้านล่าง ส่วนที่ยื่นออกมา ตามตำแหน่งที่ 1 และ 2 จะพิมพ์ไม่ได้ เพราะเวลาพิมพ์งานนั้น ส่วนที่ยื่นออกมาก พลาสติกก็จะย้อย หรื่อร่วงลงไปด้านล่าง ทำให้งานพิมพ์เสีย (เราเรียกส่วนที่ยื่นออกมาว่า Overhang) ดังนั้นจึงต้องมีการสร้าง ตัวรองรับหรือ Support ขึ้นมา ซึ่งตัว Support ที่สร้างขึ้นมานั้น ก็คือพลาสติกที่ใช้สำหรับพิมพ์งานนั่นเอง ส่วนใหญ่แล้วโปรแกรม Slicer จะมีฟังค์ชั่นในการสร้าง Support ให้อัตโนมัติ โดยที่ผู้ใช้แค่กำหนดค่าลงไปในโปรแกรม Slicer ซึ่งตัว Support ที่ถูกสร้างขึ้นมานั้นก็จะถูกดึงทิ้ง เมื่อพิมพ์งานเสร็จ

Y H T โมเดล

type of support for 3d printer 2

ระหว่างมี Support กับไม่มี Support

type of support for 3d printer 3

Support จำเป็นแค่ไหน?

ขอตะโกนดังๆเลยว่า Support นั้นจำเป็นมากๆ ยิ่งถ้าโมเดลมีความซับซ้อน และมี Overhang เยอะๆ โมเดลนั้นก็จำเป็นต้องใช้ Support ซึ่งหลักการในการสร้าง Support นั้น อยู่ที่ประมาณ 60 องศา หมายความว่า ถ้าโมเดลมีส่วนที่ยื่นออกมา แล้วส่วนที่ยื่นออกมานั้น ทำมุมกับตัวโมเดลที่วางตั้งฉากเกิน 60 องศา โปรแกรม Slicer ก็จะทำการสร้าง Support หรือตัวรองรับขึ้นมาค้ำให้ ซึ่งค่าองศานี้ ผู้ใช้จะเป็นคนกำหนดในโปรแกรม Slicer ยิ่งค่านี้มาก Support จะยิ่งน้อย แต่ในทางกลับกัน ทางค่านี้ยิ่งน้อย Support ก็จะยิ่งมาก (แล้วแต่โปรแกรม บ้างโปรแกรมอาจสลับกัน)

45 องศาเป็นค่าที่เหมาะสมและปลอดภัยที่สุด สำหรับพิมพ์งาน 3 มิติ

type of support for 3d printer 1

สำหรับผมนั้นผมแนะนำให้ใส่ค่านี้ไว้ที่ 45 องศา ไม่ใช่ 60 องศา ถีงแม้ว่า 3D Printer ส่วนใหญ่จะพิมพ์ Overhang ที่เกิน 60 องศาได้ แต่ผมไม่อยากให้เสี่ยง เพราะเวลาพิมพ์งานนั้นผมมักจะเอาชัวร์ไว้ก่อน ถึงแม้ว่าจะพิมพ์ช้าก็ตาม เพราะว่างานพิมพ์บางตัวนั้น พิมพ์ 4-5 วัน ไม่หยุด ถ้างานมันเกิดเสียวันสุดท้าย เพราะ Support ไม่แข็งแรง ก็ต้องมาเริ่มพิมพ์ใหม่ ซึ่งผมขอให้ทุกคนที่อ่านจำเอาไว้เลยว่า “อย่าไปงก กับการใช้ Support” มันจริงอยู่ที่ว่า ถ้า Support ยิ่งน้อย งานยิ่งพิมพ์เร็ว พลาสติกใช้น้อย แต่เดี๋ยวก่อน ผมให้คิดใหม่ ถ้า Support ที่คุณตั้งค่าไว้ มันน้อยเกิน งานที่พิมพ์ก็จะเสีย ยกตัวอย่าง เหมือนกับเราสร้างบ้าน แล้วไปลดขนาดเสาเข็มที่เป็นตัวค้ำโครงสร้างของบ้านลง บ้านเราก็จะไม่แข็งแรง และก็จะถล่มลงมา เฉกเช่นเดียวกับงานพิมพ์ 3 มิติ ถ้าตัวรองรับหรือ Support น้อย งานพิมพ์ตรงนั้นก็จะไปต่อไม่ได้ เพราะไม่มีอะไรมาค้ำ ให้พิมพ์ต่อไปได้ งานก็จะเสีย ไม่เป็นรูปร่าง นอกจากงานจะเสียแล้ว คุณต้องเสียเวลามาพิมพ์งานใหม่ รวมถึงพลาสติกที่พิมพ์ก็เสียไปด้วย ดังนั้น จำคำผมไว้ครับ ขอย้ำอีกที “อย่าไปงกหรือเสียดาย กับ Support”

การตั้งค่า Support ในโปรแกรม Cura

cura making support for 3d print

การตั้งค่า Support ในโปรแกรม Simplify3D

simplify3d making support for 3d print

นอกจากองศาแล้ว ผู้ใช้ยังสามารถกำหนดค่าความแข็งแรงของ Support ได้อีกด้วย ซึ่งตรงนี้จะคล้ายๆกับ Infill ผมแนะนำให้ใช้ประมาณ 15-20 % ซึ่งตรงนี้คือค่า Infill ของ Support ถ้าใส่ 100 คือพิมพ์ ตัว Support ตันเลย ซึ่งผมว่าตรงนี้ไม่จำเป็น มันมากเกินไป เพราะส่วนนี้เราต้องดึงทิ้ง สำหรับการตั้งค่าในแต่ละโปรแกรมนั้น สามารถดูได้ตามภาพด้านบน หมายเลข 1 จะเป็นในส่วนขององศา หมายเลข 2 นั้นเป็นค่า Infill หรือความแข็งแรงของตัว Support

รูป Support ในโปรแกรม Cura

type of support in cura program

Support เวลาพิมพ์เสร็จ เราต้องแกะหรือดึงมันทิ้ง ซึ่งถ้าจะแกะได้ มันก็ต้องมีช่องหว่างระหว่างตัว Support กับตัวโมเดลที่พิมพ์ ซึ่งถ้าช่องว่างเยอะเกิน ส่วนที่พิมพ์ตรงนั้นก็จะย้อยลงมา ทำให้มันสวย แต่ถ้าชิดเกิด ตัว Support ก็จะแกะไม่ออก ถ้าแกะออก ก็จะทำให้ชิ้นงานเสียหายและเป็นรอยได้ ซึ่งในส่วนนี้ผู้ใช้ต้องเป็นคนกำหนดค่าเอง เพราะพลาสติกที่ใช้พิมพ์แตะละตัวไม่เหมือนกัน จากที่ได้ทดลองมา พลาสติก ABS นั้นจะแกะหรือดึง Support ได้ง่ายกว่าพลาสติกประเภท PLA ซึ่งตรงนี้ผู้ใช้จำเป็นต้องทดลอง หาค่าที่เหมาะสมเอาเอง สำหรับการตั้งค่าระยะห่างของ Support นั้น จะมีให้ตั้งระยะห่างระหว่างผนังด้านข้าง ซึ่งในโปรแกรม Cura และ Simplify3D จะเป็นค่าในช่องที่ 3 ตามรูปด้านบน ซึ่งค่าที่ผมใช้ก็จะประมาณ 0.5 – 1 มิล ส่วนระยะห่างระหว่างด้านบนของ Support กับพื้นงานด้านล่างนั้น จะเป็นค่าในช่องที่ 4 ซึ่งโปรแกรม Cura จะให้ใส่ค่าเป็นหน่วยมิล ส่วนโปรแกรม Simplify3D จะเป็นจำนวนเลเยอร์ ค่าตรงนี้ควรอยู่ประมาณ 0.15-0.2 มิล หรือประมาณ 1 – 2 เลเยอร์ แล้วแต่พลาสติกที่ใช้พิมพ์

การตั้งค่าระยะห่างของ Support ในโปรแกรม Cura

make support by using cura

การตั้งค่าระยะห่างของ Support ในโปรแกรม Simplify3D

ข้อเสียของการมี Support

ผมจะบอกลูกค้าทุกๆคน ที่มาซื้อเครื่องและเรียนการใช้งานกับผมว่า ตรงใหนที่มี Support ตรงนั้นจะไม่สวย ต้องอาศัยการขัดและแต่งชิ้นงานเข้าช่วย เมื่อพิมพ์เสร็จ ซึ่งตรงนี้บอกคำเดียวเลยว่า “ต้องทำใจ เพราะไม่มี Support ก็พิมพ์ไม่ได้” แต่ถ้าไปใช้เครื่องพิมพ์ แบบ 2 หัวฉีด ก็จะช่วยกำจัดข้อเสียของรอยที่เกิดจาก Support ได้ เพราะเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบ 2 หัวฉีด สามารถที่จะให้อีกหัวพิมพ์ ใช้เส้นพลาสติกแบบละลายน้ำในการพิมพ์เฉพาะส่วนที่เป็นตัวรองรับ หรือ Support ส่วนตัวงาน ก็ใช้อีกหัว พิมพ์พลาสติกปกติเช่น PLA ถ้าใครนึกไม่ออกว่าเครื่องพิมพ์ 3D Printer แบบ 2 หัวฉีด เป็นอย่างไร เข้าไปอ่านรีวิวเครื่อง BCN3D SIGMA นี้ได้เลย จะได้รู้ว่า 3D Printer ไม่ได้มีแค่หัวเดียว

ตรงไหนมี Support ตรงนั้นต้องทำใจ และต้องขัด แต่งเยอะหน่อย

model after take the support out

รูปแบบของ Support

สำหรับตัวรองรับหรือ Support นั้นจะมีอยู่ด้วยกันประมาณ 2 แบบ ได้แก่

  • Accordion support
  • Tree suppot

สำหรับ Accordion Support นั้นจะพบได้ในโปรแกรมพวก Cura, Slic3r, Simplify3D ซึ่งเป็นการสร้างตัวรองรับแบบสลับฟันปลาเป็นรูปสีเหลี่ยม ซึ่งตัว Support แบบนี้เป็นที่นิยมมากสำหรับ 3D Printer ประเภท FDM (ถ้าใครยังไม่รู้ว่า 3D Printer มีกี่ประเภท สามารถเข้าไปอ่านได้ที่นี่) สำหรับ Support แบบ Tree นั้น เพิ่งจะเริ่มนำมาใช้กับ เครื่องพิมพ์ 3 มิติระบบ FDM เพราะใช้พลาสติกในการพิมพ์น้อยกว่า แกะง่ายกว่า เพราะมีจุดสัมผัส ที่ติดกับตัวงานไม่มากเท่ากับ Support แบบ Accordion แต่ข้อเสียของแบบ Tree Support ก็คือ เครื่องพิมพ์จำเป็นต้องมีการ Retraction มากขึ้น ทำให้โอกาสที่หัวพิมพ์จะตันมีมากขึ้น และโปรแกรมที่สามารถทำ Tree Support ได้นั้นก็ยังมีไม่มาก

ข้อแตกต่างระหว่าง Accordion Support กับ Tree Support

type of support

สำหรับใครที่อยากทำ Tree Support โดยตัวเอง ไม่อยากทำผ่านโปรแกรม Slicer ก็สามารถทำได้ โดยใช้โปรแกรม Meshmixer ของ Autodesk เป็นโปรแกรมแบบใช้งานฟรี ใครสนใจ เดี๋ยวผมจะทำเป็นวิดีโอและเขียนบทความให้อ่านกัน

Tree Support จากโปรแกรม Meshmixer

meshmixer build tree support for sla 3d printer

หลีกเลี่ยง Support โดยการตัดแบ่งชิ้นงาน

บางครั้ง การยอมตัดชิ้นงานโมเดลออกเป็นหลายๆ ชิ้นนั้น ทำให้การพิมพ์งานนั้นง่ายขึ้น รวมถึงการใช้ Support หรือ ตัวรองรับก็น้อยลงด้วย ยกตัวอย่างชิ้นงาน ที่เป็น ภาชนะปิ่นโตใส่กับข้าว ที่จะมีส่วนยื่นออกมา รวมถึงด้านล่างโมเดลก็มีส่วนที่บุ๋มลงไป ทำใหโมเดลตัวนี้ต้องใช้ Support ในการพิมพ์ และไม่ว่าจะคว่ำหรือหงาย ก็ไม่สามารถหลบการสร้าง Support ได้ ซึ่งถ้าโปรแกรม Slicer คำนวน ก็จะใช้เวลาพิมพ์ประมาณ 12-24 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับท่าทางและการวางงานที่พิมพ์ แต่ถ้าตัดโมเดล แล้วแบ่งพิมพ์เป็น 2 ชิ้น ก็จะใช้ Support น้อยลง และเวลาการพิมพ์งานก็จะลดลง เหลือประมาณ 9 ชั่วโมง แถมพลาสติกที่ใช้ก็จะลดน้อยลง ซึ่งการตัดโมเดลตรงนี้ก็ช่วยได้เป็นอย่างมาก แต่ก็อย่างที่ผมได้บอกไว้ด้านบนว่า “ได้อย่างเสียอย่าง” เพราะพิมพ์เสร็จก็จะต้องมาต่อกาว ซึ่งอาจจะเห็นเป็นรอยต่อ ซึ่งถ้าคิดกันดีๆ ผมว่าการตัดโมเดลนั้น จะช่วยให้เรา ลดเวลาพิมพ์และพลาสติกที่ใช้ อีกทั้ง ถ้าชิ้นไหนเสีย ก็พิมพ์แค่ชิ้นนั้น ไม่จำเป็นต้องพิมพ์ใหม่ทั้งหมด 

ไม่ตัดชิ้นงาน ใช้เวลาพิมพ์ทั้ง 2 ท่า เกิน 10 ชั่วโมง

differences of support

ยอมตัดแบ่งชิ้นงานเป็น 2 ชิ้น แล้วพิมพ์ใช้เวลาลดลง แถมใช้พลาสติกน้อยลง เพราะพิมพ์ Support น้อยลง

differences of support

อยากได้งานสวย ก็หันมาใช้ 2 หัวฉีด + พลาสติกละลายน้ำ

สำหรับบางคน อยากได้งานเนี๊ยบๆ ไม่อยากขัดแต่งเยอะ ผมก็แนะนำให้ไปหาเครื่องแบบ 2 หัวฉีด และก็เส้นพลาสติกแบบละลายน้ำมาใช้ ซึ่งตรงนี้ การตั้งค่าระยะห่างของ Support กับตัวชิ้นงานนั้น สามารถตั้งให้ชิดกันได้เลย หรือใส่ 0 เข้าไปได้เลย สำหรับพลาสติกที่ละลายน้ำและขายกันในตอนนี้ ส่วนมากจะเป็น PVA พลาสติก ถ้าใครนึกพลาสติกตัวนี้ไม่ออก ให้ไปหาซื้อกาว UHU แบบแท่งมา เพราะกาว UHU แบบแท่ง มันมีส่วนผสมของ PVA ซึ่งจะมีความเหนียวและสามารถใช้น้ำเปล่าล้างได้ การใช้เส้นพลาสติก PVA นั้น ก็จำเป็นต้องเลือกคู่ให้ถูกต้องด้วย เพราะพลาสติกบางชนิดจะไม่ยอดติดกับเส้นพลาสติก PVA ทำให้พิมพ์ไม้ได้ ยกตัวอย่าง พลาสติก ABS นั้นจะพิมพ์ไม่ติดกับเส้นพลาสติก PVA แต่จะติดกับเส้นพลาสติก HIPS ที่สามารถใช้ Limonene หรือกรดส้มในการละลาย แต่ถ้าใช้พลาสติก PLA ก็สามารถใช้เส้น PVA เป็นตัวรองรับหรือ Support ได้ 

พิมพ์เสร็จ ก็เอาไปแช่น้ำ แล้วปล่อยให้มันละลายหายไป

pva support that can be dissolved

สำหรับการพิมพ์พลาสติก PVA นั้น อาจจะยุ่งยากนิดหน่อย เพราะตัวเส้นพลาสติกจะมีความนิ่ม มากกว่าพลาสติกทั่วๆไป แถมการเก็บรักษาเส้นพลาสติก PVA นั้น ก็ยุ่งยากมากกว่าพลาสติกอื่นๆ เพราะตัวพลาสติก PVA สามารถดูดความชื้นได้เร็ว ทำให้มันชื้นง่าย เวลาใช้งานเสร็จก็ต้องรีบเอาเข้ากล่อง ไม่ให้โดนอากาศ ไม่อย่างนั้นจะทำให้เส้นเสียและไม่สามารถพิมพ์ได้ ซึ่งตรงนี้ทำให้หลายๆ บริษัทพยายามคิดค้นเส้นสำหรับพิมพ์ Support ที่ใช้งานง่ายและเก็บรักษาไม่ยุ่งยากเหมือน PVA ซึ่งตอนนี้ มีอยู่ 2 ยี่ฮ้อ ที่ผมเคยทดลองใช้ คือ PolySupport กับ Scaffold ซึ่งตัว PolySupport นั้นจะละลายน้ำไม่ได้ แต่สามารถแกะ Support ออกจากโมเดลได้ง่ายแม้ว่าจะพิมพ์งานชิดกับ Support เลย ส่วนตัว Scaffold นั้นเป็นของ E3D ซึ่งตัวนี้ผมชอบมาก และกำลังเขียนรีวิวให้อ่าน เพราะพิมพ์ง่าย และไม่กลัวเรื่องความชื้น สามารถวางข้างนอกโดยไม่ต้องใส่ถุงเก็บ เป็นพลาสติกสำหรับการสร้าง Support ที่ผมอยากแนะนำให้ลองใช้กันดู ของเขาดีจริง

พลาสติก PolySupport ของ Polymaker ประเทศไต้หวัน

พลาสติก Scaffold ของ E3D ประเทศอังกฤษ

สรุป

การพิมพ์งานกับเครื่องพิมพ์ 3D Printer นั้น จะหลีกเลี่ยงการใช้ Support ไม่ได้เลย แต่เราสามารถที่จะเลือกให้มันน้อยลงได้ โดยใช้การวางงานหรือตัดงานเข้าช่วย ซึ่งตรงนี้ต้องอาศัยประสบการณ์ในการใช้งานเครื่อง สำหรับเครื่องพิมพ์ที่มีหัวฉีดเดียว อาจจะต้องทำใจในเรื่องของการขัดแต่ง ในส่วนที่ตัว Support ถูกสร้างขึ้นมาค้ำ เพราะว่าพลาสติกที่ใช้ฉีดเป็นชนิดเดียวกัน ทำให้มันเชื่อมติดกันง่าย เวลาแกะหรือดึงออก ทำให้งานส่วนนั้นเป็นรอย แต่ถ้าใครมีเครื่องแบบ 2 หัวฉีด ผมก็อยากลองให้แนะนำใช้เส้นพลาสติกแบบละลายน้ำ มาลองพิมพ์ตัว Support ดู แล้วจะรู้เลยว่า งานที่พิมพ์ออกมานั้นจะสวยและมีคุณภาพมากกว่า เครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบหัวเดียว

Share this post