การทำงานของ 3D PRINTER ระบบ FDM

การทำงานของ 3D PRINTER ระบบ FDM

3D Printer ระบบ FDM คืออะไร

3D printer ระบบ FDM (Fused Deposition Material) ถือว่าเป็น เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในตอนนี้ เพราะว่า เป็น เครื่องพิมพ์ 3 มิติ?ที่มีคนนำมาสร้างและเผยแพร่วิธีการสร้างมากที่สุด เนื่องจากลิขสิทธิ์ 3D printer ระบบนี้ได้หมดอายุลง ทำใหสามารถสร้างและผลิตได้โดยไม่มีข้อผูกมัดทางด้านลิขสิทธิ์ ซึ่ง เครื่องปริ้น 3 มิติ ระบบนี้สามารถสร้างได้ง่ายและไม่ยากมาก ทำให้ เครื่องพิมพ์ 3 มิติ?ระบบนี้เป็นที่นิยม มากในปัจจุบัน นอกจากนั้นยังมีกลุ่มคนที่รวมตัวกัน เพื่อแลกเปลี่ยนความรู้ในการสร้าง เครื่องพิมพ์ 3 มิติระบบนี้ ถ้าใครยังไม่รู้ว่า 3D Printer คืออะไร ลองเข้าไปอ่านบทความ 3D Printer คืออะไร

หลักการทำงานของ 3D Printer ระบบ FDM

เครื่องปริ้น 3 มิติ?ระบบ FDM จะใช้วัสดุที่เป็นของหนืด จำพวกเทอร์โมพลาสติก เช่น ABS PLA PET Nylon มาเป็นวัสดุในการขึ้นรูปโมเดล 3 มิติ ซึ่งพลาสติกที่นำมาใช้จะอยู่ในรูปของเส้นลวดพลาสติก ซึ่งหลักการก็ตือ จะมีหัวฉีดที่มีรูขนาดเล็ก ซึ่งตรงหัวฉีด จะมีฮีทเตอร์สำหรับให้ความร้อนกับพลาสติก เมื่อพลาสติกเริ่มละลาย จะมีตัวดันเส้นลวดพลาสติก ให้ผ่านหัวออกมา ซึ่งหัวพิมพ์ก็จะเคลื่อนที่ตามโปรแกรมที่ผ่านการ Slice มาแล้ว ในขณะที่หัวพิมพ์เคลื่อนที่ ก็จะฉีดพลาสติกออกมาด้วย และเริ่มพิมพ์ทับกันไปเป็นชั้น จนก่อให้เกิดรูปชิ้นงาน 3 มิติ นอกจากพลาสติกแล้ว 3D printer ประเภทนี้สามารถนำไปใช้กับของหนืด ได้อีกด้วย ซึ่งในตอนนี้ได้มีคนนำไปทำเป็น เครื่องปริ้น 3 มิติ?ระบบ FDM ไปใช้พิมพ์ช็อตโกแลต รวมไปถึงวงการแพทย์ ก็ได้นำระบบนี้ไปพิมพ์เนื้อเยื่อ สำหรับเป็นโครงในการสร้างอวัยวะเทียมอีกด้วย

ผู้ให้กำเนิด 3D Printer ระบบ FDM

Scott Crump เป็นผู้คิดค้น เครื่องพิมพ์ 3 มิติ?ระบบ FDM อีกทั้งยังเป็นผู้ร่วมก่อตั้ง บริษัท Stratasys ซึ่งเป็นบริษัท ที่จำหน่าย เครื่องพิมพ์ 3 มิติ Scott Crump ได้คิดค้นและจดสิทธิบัตร เทคโนโลยี เครื่องพิมพ์ 3 มิติ?ระบบ FDM ในปี 1989 เหตุผลที่ทำให้ Crump คิดค้นระบบนี้ เพราะต้องการลดความยุ่งยากในการขึ้นต้นแบบชิ้นงาน ที่ใช้เครื่อง CNC ซึ่งช้าและมีค่าใช้จ่ายสูง และนั่นเป็นสาเหตุให้ Crump คิด เครื่องปริ้น 3 มิติ?ระบบ FDM ขึ้นมา ซึ่งในตอนแรก วัสดุที่ Crump เลือกใช้นั้นเป็นพลาสติก ABS เพราะ Crump ต้องการงานที่พิมพ์ออกมา สามารถนำไปใช้งานและทดสอบได้ ซึ่งพลาสติก ABS นั้น สามารถที่จะทนแรงกระทำได้พอประมาณ และสามารถนำมาประกอบ เพื่อทดสอบชิ้นงานได้ เหมือนกับงานที่ทำจากเครื่อง CNC แต่ได้งานที่เร็วกว่าและค่าใช้จ่ายต่ำกว่า

ทำไม 3D Printer ระบบ FDM ถึงเป็นที่นิยม

สาเหตุที่ทำให้ระบบ FDM ของ เครื่องปริ้น 3 มิติ?เป็นที่นิยมก็เพราะ สิทธิบัตรที่จดไว้ ได้หมดอายุลง ทำให้คนทั่วไป สามารถที่จะผลิตและสร้างขึ้งเองได้ นอกจากนั้น มีการตั้งกลุ่มที่เรียกว่า Reprap (Replicating Rapid Prototype) ซึ่งก่อตั้งโดย Dr. Adrian Bowyer ในปี 2005 Reprap เป็นกลุ่มที่ตั้งขึ้นเพื่อแลกเปลี่ยนความรู้ในเรื่องของเทคโนโลยี เครื่องปริ้น 3 มิติ?โดยเอาระบบ FDM มาพัฒนาและแลกเปลี่ยนความรู้กับผู้ที่สนใจและอยากจะสร้าง เครื่องพิมพ์ 3 มิติ ระบบนี้ แต่ทางกลุ่มไม่อยากมีปัญหากับเจ้าของสิทธิบัตร จึงได้ตั้งชื่อใหม่ให้กับระบบนี้ โดยเรียกว่า FFF หรือ Fused Filament Fabrication ซึ่งหลักการทำงานก็เหมือนกับระบบ FDM ของ Crump ซึ่ง เครื่องปริ้น 3 มิติ?ตัวแรกที่ได้เปิดเผยออกมา โดยใช้ชื่อว่า Darwin เป็น เครื่องปริ้น 3 มิติ?แบบแรกที่เป็น Open Source ซึ่งทางกลุ่มได้แจกแบบ และวิธีการสร้างให้กับผู้ที่สนใจ

เหตุผลด้านบน เป็นสาเหตูให้ เครื่องพิมพ์ 3 มิติ?ระบบ FDM เป็นที่นิยมอย่างแพร่หลายเป็นอย่างมาก ผู้คนที่เข้ามาสร้างก็ได้พัฒนาความรู้ต่อยอด และแบ่งปันในกลุ่ม Reprap จำทำให้มีเครื่องพิมพ์ 3 มิติระบบ FDM ที่มีหน้าตา แตกต่างกันไปเรื่อยๆ รวมถึงระบบขับเคลื่อนที่ใช้ในการควบคุมหัวพิมพ์ ก็ได้ถูกพัฒนาต่อไปเรื่อยๆ จนทำให้ในปัจจุบัน เราจะเห็นเครื่องพิมพ์ 3 มิติ มีรูปร่างแตกต่างกันไป บางรุ่นในระบบ Cartesian ในการขับเคลื่อนหัวพิมพ์ บางรุ่นก็ใช้ระบบ Delta ซึ่งในอนาคตเราอาจจะได้เห็นระบบขับเคลื่อนแบบแปลกๆ ออกมาให้เห็นอีกอย่างงแน่นอน

Makerbot เป็น เครื่องปริ้น 3 มิติ?ระบบ FDM ที่เป็นที่นิยมมากที่สุดในตลาดเครื่องพิมพ์ 3 มิติก็ว่าได้ ซึ่ง Makerbot นั้นก็เริ่มมาจากกลุ่ม Reprap ซึ่งถูกพัฒนาและคิดค้นโดย Bre Pettis เครื่องพิมพ์ Makerbot นั้นเป็นที่นิยมอย่างมาก จนถึงขั้นทำให้ผู้คิดค้นเปิดเป็นบริษัทที่ชื่อว่า Makerbot และนำเครื่องพิมพ์ 3 มิตืที่ตัวเองคิดค้นขึ้นมา ขายในตลาด จนทำให้มีผู้นำเครื่อง Makerbot ไปทำเป็นต้นแบบในการผลิตเครื่องพิมพ์ 3 มิติระบบ FDM แบบอื่นๆ ออกมาโดยใช้ชื่ออื่นๆ แต่รูปร่างและการทำงานนั้นก็เหมือนกับเครื่อง Makerbot ซึ่งเครื่องพิมพ์ 3 มิติของ Makerbot นั้นถือว่าได้เปิดโลกของ Maker หรือนักประดิษฐ์ เพราะราคาของเครื่อง Makerbot ที่ขายอยู่ในไม่แพงมาก แถมยังเป็น Open Soruce ซึ่งสามารถปรับแต่งเครื่อง หรือแม้กระทั่ง Download ชิ้นส่วนเครื่องมาพิมพ์ ถ้ามีส่วนใด ส่วนหนึ่งของเครื่องเสียหาย ซึ่งทำให้เครื่อง Makerbot นั้นเป็นที่นิยมอย่างมาก จนถึงขนาดที่ว่า ห้างสรรพสินค้าเอาเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ของ Makerbot เข้าไปขาย ซึ่งทำให้คนยิ่งรู้จัก เครื่องปริ้น 3 มิติ?มากขึ้นไปอีก ในปี 2013 บริษัท Makerbot ก็ถูกซื้อไปโดยบริษัท Startasys ซึ่งเป็นผู้ผลิตและจำหน่าย เครื่องปริ้น 3 มิติ?ระดับอุตสาหกรรม เหตุผลในการซื้อครั้งนี้ อาจเป็นเพราะว่าบริษัท Startasys ยังไม่มี 3D Printer ที่ใช้ภายในบ้าน ซึ่งเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ของ Makerbot นั้นสามารถตอบโจทย์ในการขยายตลาด เพื่อเข้าไปสู่ผู้ใช้ทั่วไป ซึ่งถือว่าเป็นตลาดที่ใหญ่มาก ซึ่งในตอนนี้ ก็มีหลายบริษัทใหญ่ เช่น 3D System ก็ได้ผลิต เครื่องปริ้น 3 มิติ?ที่เอาไว้ใช้ในบ้าน ออกมาเพื่อแข่งขันกับ Makerbot

ในตอนนี้ เครื่องปริ้น 3 มิติ ระบบ FDM นั้นเป็นที่นิยมอย่างมาก เพราะราคาที่ไม่สูงและวัสดุที่ใช้พิมพ์ก็ไม่แพงมาก และยังมีกลุ่ม Reprap ช่วยกันพัฒนาต่อยอดเทคโนโลยีนี้ จึงเป็นเหตุผลที่ทำให้ 3D Printer เริ่มเป็นที่รู้จักและใช้งานอย่างแพร่พลาย ในบทความต่อไปจะพูดถึงระบบขับเคลื่อนที่ใช้กับ 3D Printer ระบบ FDM

อ้างอิงข้อมูล https://en.wikipedia.org/wiki/RepRap_Project

Share this post