หลักการและความเข้าใจที่ถูกต้อง สำหรับการใช้งานเครื่องพิมพ์ 3D Printer

8 ขั้นตอนที่ถูกต้องในการใช้งาน เครื่องปริ้น 3D Printer

8 ขั้นตอนที่ถูกต้องในการใช้งาน เครื่องปริ้น 3D Printer

ในบทความนี้ ผมจะมาเล่าเกี่ยวกับการเริ่มใช้งาน เครื่องพิมพ์ 3 มิติ ที่มีหลายๆ คนอาจจะยังสงสัยหรือไม่เข้าใจว่าจะใช้งานอย่างไร เหตุผลที่ผมเขียนบทความนี้ขึ้นมาก็เพราะ

มีหลายๆคนเข้าใจว่า แค่มีรูปงาน หรือไฟล์ 3 มิติ ก็แค่เอาไปเสียบที่เครื่องแล้วให้มันปริ้นออกมาได้เลย ซึ่งความจริงแล้วมันไม่ใช่

ถ้ามันง่ายแบบนั้น ผมว่าผมสามารถขายเครื่องได้มากกว่านี้แน่นอน การใช้งาน เครื่องปริ้น 3 มิตินั้นไม่ว่าจะเป็นเทคโนโลยีแบบไหนก็ตาม ทั้งแบบ พลาสติก หรือ เรซิ่น  ก็จะมีขั้นตอนในการเตรียมไฟล์เหมือนๆกัน แตกต่างกันแค่ในเรื่องของวัสดุ และวิธีการขึ้นรูป

ไฟล์ 3 มิติหาได้จากไหน

ก่อนที่จะใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ เราก็ต้องมีแบบ 3 มิติกันก่อน ซึ่งแบบที่ได้มานั้น อาจจะ Download มาจาก Website หรือซื้อมาก็ได้ ซึ่งอันนี้จะเหมาะสำหรับคนที่เขียนไฟล์ไม่เป็น ซึ่งตอนนี้ก็มีเว็บที่ให้ Download ไฟล์หลายที่ โมเดลที่ให้ Download ก็มีตั้งแต่ เครื่องใช้ภายในบ้าน / ของตกแต่ง / หุ่นยนต์ / ของเล่น / บอร์ดเกมส์ จนไปถึง อะไหล่รถยนต์ ซึ่งใครสนใจก็ลองเข้าไปตาม Link ที่ผมเขียนเอาไว้ด้านล่าง

แต่บอกไว้นิดนึงว่า ไฟล์ที่เขาให้ Download ฟรีนั้น ไม่สามารถที่จะพิมพ์แล้วเอามาขายในเชิงธุรกิจได้นะครับ เพราะมันผิดกฎหมาย รวมไปถึงไฟล์ที่ซื้อมา บางไฟล์ก็ไม่สามารถที่จะพิมพ์ขายได้ ส่วนใหญ่จะพิมพ์เอาไว้ตั้งโชว์ ซึ่งเรื่องนี้ถือว่าเป็นมารยาท ที่เราควรต้องรู้ เพราะถ้าอยากเอาไฟล์มาขาย ก็ควรที่จะติดต่อกับเจ้าของผลงานก่อน 

Webiste ที่ให้ดาวน์โหลดไฟล์มาพิมพ์ (มีทั้งฟรีและเสียเงิน)

  1. www.thingiverse.com
  2. www.cults3d.com
  3. www.myminifactory.com
  4. www.pinshape.com
  5. www.cgtrader.com
  6. www.prusaprinter.org

Website ที่ขายไฟล์โมเดล

  1. www.gambody.com (ขายไฟล์โมเดลตัวละคร Hero จำพวก Marvel / DC / Starwar และเกมส์)
  2. www.3dsets.com (ขายไฟล์สำหรับสร้างรถบังคับ RC ที่เป็นแบบรถ Jeep)
  3. www.3dlabprint.com (ขายไฟล์เครื่องบินบังคับวิทยุ)
  4. www.malix3design.com (ขายไฟล์โมเดลตัวละคร และเกมส์) 

นอกจาก Download ไฟล์มาพิมพ์แล้ว ยังมีอีกวิธีก็คือเขียนโมเดล 3 มิติขึ้นมาเอง ซึ่งอันนี้อาจจะต้องมีความรู้เกี่ยวกับการใช้โปรแกรมซะหน่อย ซึ่งโปรแกรม 3 มิติ ตอนนี้ก็มีให้เลือกใช้มากมาย มีทั้งแบบฟรีและแบบเสียเงิน ส่วนการใช้โปรแกรม ตอนนี้ก็สามารถหาดูและเรียนรู้ได้ตาม Youtube สำหรับโปรแกรมที่ผมแนะนำ ก็จะมีดังนี้ 

โปรแกรมออกแบบ สำหรับสายวิศวกรรม

  1. Fusion 360 (ฟรี 1 ปีแรก) 
  2. Tinkercad (ฟรี)
  3. Maya (เสียเงิน)
  4. Solidwork (เสียเงิน)
  5. Autodesk Inventor (เสียเงิน)
  6. Matrix (เสียเงิน)
  7. 3Ds Max (เสียเงิน)
  8. Rhino (เสียเงิน)

โปรแกรมออกแบบ สำหรับงานโมเดลการ์ตูน ศิลปะ ตัวละคร

  1. Blender (ฟรี)
  2. Zbrush (เสียเงิน)

ในส่วนตัวผม สำหรับสายวิศวกรรมผมอยากแนะนำ Fusion 360 เพราะเป็นโปรแกรมที่ใช้งานง่าน มีวิดีโอสอนในโลก Online เยอะมาก แถมสามารถทำได้หลายอย่าง ไม่ใช่แค่เขียนเบบโมเดล 3 มิติ อย่างเดียว ตัวโปรแกรมยังสามารถทำ Render หรือจะทำงาน CAM ออก G-Code เพื่อไปใช้งานกับเครื่อง CNC / Laser Cutter หรือจะเอาไป Render เพื่อทำงานนำเสนอก็ได้ ส่วนสายงานปั้น พวกงานการ์ตูน ตัวละครหรือพระ ผมแนะนำ Blender เพราะฟรี ฟีเจอร์เพียบ ถึงแม้ว่าโปรแกรมมันจะงงๆ มีคำสั่งเยอะมาก แต่ถ้าทำความคุ้นเคยแล้ว ผมบอกเลยว่า โคตรคุ้ม 

ตรวจสอบและซ่อมไฟล์ที่ได้

ไฟล์โมเดลที่ได้มาจากโปรแกรม 3 มิติ ก่อนที่จะนำไปพิมพ์ ก็ควรจะตรวจเช็คไฟล์เสียก่อน ว่ามีจุดเสียที่ต้องซ่อมหรือไม่ เพราะบางครั้งไฟล์ที่เสีย อาจจะทำให้งานที่พิมพ์เสียไปได้ด้วย

ถ้าไม่อยากเสียเวลาและวัสดุที่ใช้พิมพ์ก็ควรที่จะตรวจสอบและซ่อมไฟล์ก่อนทุกครั้ง

จุดที่โมเดลเสีย มองด้วยตาไม่เห็น แต่โปรแกรมสามารถตรวจพบได้

ซึ่งโปรแกรมสำหรับในการซ่อมไฟล์นั้น ก็มีทั้งแบบฟรีและแบบเสียเงิน ถ้าใครอยากรู้ว่ามีตัวไหนบ้างก็ กดเข้าไปที่ Link การตรวจสอบและซ่อมไฟล์ 3 มิติ ที่ผมทำเป็นวิดีโอสอนเอาไว้ให้ดูได้ ซึ่งโปรแกรมบางตัว ก็มีอยู่ใน Window เลย ไม่จำเป็นต้องไปหา Download มาเพิ่ม 

นำไฟล์โมเดล 3 มิติ เข้าโปรแกรม Slicer

ในส่วนโปรแกรม Slicer นั้น ผมไม่อยากอธิบายเยอะ เพราะเครื่องพิมพ์ 3D Printer แต่ละรุ่น ก็จะมี Slicer ที่ใช้ไม่เหมือนกัน ซึ่งถ้าให้อธิบายทุกตัวคงไม่ไหว แต่อยากให้ผู้อ่านรู้ไว้ว่า

หลักการของ Slicer ไม่ว่าตัวไหนก็ตาม จะมีหลักการใช้งานที่คล้ายๆกัน แตกต่างกันแค่ศัพท์ภาษาอังกฤษที่เรียกใช้ ซึ่งถ้าเข้าใจหลักการของทำงาน Slicer ก็สามารถที่จะใช้โปรแกรม Slicer ตัวไหนก็ได้ 

ถ้าใครอยากรู้มากกว่านี้ ก็ลองไปอ่านบทความที่ผมเขียนได้ เกี่ยวกับศัพท์เทคนิค ที่ใช้ใน Slicer แต่ละตัว ถ้าได้อ่านแล้ว ผมเชื่อว่า ไม่ว่าโปรแกรม Slicer ตัวไหน คุณก็สามารถใช้ได้อย่างแน่นอน ใครสนใจสามารถเข้าไปอ่านบทความเกี่ยวกับศัพท์ที่ใช้ได้ที่ Link นี้

สำหรับ Slicer ที่ตอนนี้กำลังมาแรงก็น่าจะเป็น Prusa Slicer เพราะเป็นโปรแกรมแบบ Opensource สามารถตั้งค่าและ Profile ให้ใช้กับเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบ Opensource รุ่นไหนก็ได้ เป็น Slicer ที่เน้นใช้งานง่าย แต่ได้งานพิมพ์ที่สวย ใครสนใจลองไปดูวิดีโอสอนการใช้งานได้ที่ Link นี้

จัดวางท่าทางในการพิมพ์

ส่วนที่สำคัญที่สุดสำหรับการใช้งานเครื่องพิมพ์ 3 มิติ คือการวางท่าทาง ในการพิมพ์ ซึ่งการวางท่าทาง จะเป็นตัวกำหนด ความแข็งแรง / ความเร็วในการพิมพ์ และ ความสวยงามของชิ้นงาน อย่างที่รู้กันว่า ชิ้นงาน 3 มิติ คือชิ้นงานที่สามารถหมุนได้รอบตัวเอง สามารถที่จะเลือกมุมในการวางได้ ไม่เหมือนกับเครื่องพิมพ์กระดาษ ที่เป็นแบบหน้าเดียว ซึ่งการวางงานสำหรับพิมพ์กับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ นั้นไม่มีกฎตายตัว จะวางอย่างไรก็ได้ ขึ้นอยู่กับผู้ใช้งาน แต่การวางงานนั้นเป็นปัจจัยที่สำคัญตัวนึง ในการพิมพ์งาน 3 มิติ

ถ้าวางงานผิดท่า อาจทำให้ชิ้นงานไม่แข็งแรง หรืองานพิมพ์เสียระหว่างพิมพ์ได้

ส่วนหลักการในการจัดท่าทางการวางชิ้นงานนั้น ก็ขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องปริ้น 3 มิติที่ใช้ ถ้าเป็นเครื่องพิมพ์แบบฉีดพลาสติก FDM การวางงานที่ดี ก็ควรจะเอาหน้าที่เรียบและใหญ่ที่สุดวางตำแหน่งด้านล่าง กลับกัน ถ้าเป็นเครื่องพิมพ์แบบเรซิ่นหรือ SLA การวางงาน ก็ควรจะเอาส่วนของมุม วางที่ฐาน เพื่อป้องกันแรงดูดเวลาพิมพ์งาน และป้องกันไม่ให้ชิ้นงานร่วง ตกลงมาเวลาพิมพ์

สำหรับเครื่องปริ้น 3 มิติ ระบบ FDM ต้องเอาหน้าเรียบแล้วกว้างที่สุดลงพื้นลงพื้น
สำหรับ 3D Printer ระบบ SLA จะเอามุมลง หรือจุดที่เล็กที่สุดลงพิ้น

สำหรับเครื่องพิมพ์พลาสติกแบบ FDM ที่ใช้หลักการฉีดพลาสติกต่อๆกันเป็นชั้นๆ นั้นถ้าชิ้นงานที่พิมพ์นั้น ต้องมีการนำไปใช้งานจริง อาจจะต้องดูท่าทางในการพิมพ์ด้วย เพราะช่วงที่พิมพ์ต่อเป็นชั้นๆ ถือว่าเป็นจุดเปราะบาง เพราะรอยต่อนั้นมันเป็นการเชื่อมติดกัน ไม่ใช่หลอมละลายรวมกัน ซึ่งอาจทำให้ชิ้นงานหักได้ ถ้านำส่วนนั้นไปใช้รับแรงกด หรือรับน้ำหนักมากเกินไป

ตัวแขวนเส้นที่ต้องรับนำหนักตามแนวลูกศร
ถ้าพิมพ์ท่านี้ ที่แขวนอาจจะหักได้ เพราะเป็นรอยต่อระหว่างชั้น
น้ำหนักของเส้นจะถูกทิ้งลงไปตรงที่แขวน
จะพิมพ์ที่แขวนเส้น ต้องพิมพ์ท่านี้ เวลาแขวนเส้น มันจะไม่หัก

ไม่เพียงแต่การรับแรง การจัดท่าทางในการพิมพ์ยังเป็นตัวกำหนดความเร็วในการพิมพ์อีกด้วย เพราะถ้าวางงานไม่ดี หรือผิด อาจจะทำให้พิมพ์งานนานขึ้น หรืออาจจะต้องมีการสร้างตัวรับรองหรือ Support มากขึ้น ยิ่ง Support หรือตัวรองรับมีมากเท่าไหร่ เวลาพิมพ์งานก็ยิ่งนานขึ้นเท่านั้น

พิมพ์ท่านี้ใช้เวลาแค่ 4 ชั่วโมง
โมเดลเดียวกันจับตั้งใช้เวลามากขึ้นอีก 2 ชั่วโมง

สรุปการจัดท่าทางในการพิมพ์นั้น สำหรับตัวผม ผมว่าถือว่าเป็นเรื่องที่สำคัญที่สุด ซึ่งตรงนี้อาจจะต้องอาศัยประสบการณ์ซักหน่อย ยิ่งถ้าใช้เครื่องบ่อยๆ ก็จะรู้ว่า งานแบบนี้ จะพิมพ์ท่าไหนดี ต้องบอกเอาไว้อย่างนึงว่า การวางและหมุนชิ้นงาน 3 มิตินั้น จะไม่มีมาตรฐานหรือข้อกำหนดตายตัวว่าจะต้องว่าท่าแบบนี้ ถึงจะพิมพ์สวย เพราะมันมีตัวแปรอย่างอื่นเข้ามาด้วย เช่น วางท่านี้ Support หรือตัวรองรับจะน้อย แต่ชิ้นงานที่พิมพ์เสร็จ อาจจะไม่แข็งแรง ไม่สามารถนำไปใช้ได้จริง หรือถ้าจะเอาแข็งแรง ก็ต้องวางท่าอื่น ซึ่งอาจจะต้องมีการสร้าง Support ที่มากหน่อย และต้องมาเสียเวลาแกะ Support ออก   

ตั้งค่าตัวแปรต่างๆ สำหรับการพิมพ์งาน 3 มิติ

หลังจากตัดสินใจในเรื่องการจัดวางและท่าทางการพิมพ์งานได้แล้ว ต่อไปก็คือการกำหนดค่าในการพิมพ์ ซึ่งตรงนี้เป็นส่วนสำคัญ เพราะการตั้งค่า จะมีหลากหลายค่า ที่ผู้ใช้สามารถปรับแต่งได้ เช่น ความหนาของผนังชิ้นงาน / ความหนาแน่นของ Infill หรือโครงสร้างภายในตัวชิ้นงาน / ความละเอียดในการพิมพ์หรือที่เรียกว่า Layer Height (ค่าตัวนี้เป็นตัวกำหนดว่างานจะออกมาหยาบหรือละเอียด ซึ่งจะมีผลต่อเวลาในการพิมพ์) / การสร้าง Support หรือตัวรองรับ ในส่วนของโมเดลที่มีส่วนยื่นหรือเกินออกมา

ความละเอียดเป็นตัวกำหนด ว่างานที่พิมพ์จะสวยและเร็วแค่ไหน

นอกจากค่าหลักๆ ด้านบนแล้ว ยังมีค่าอื่นๆที่สามารถปรับได้อีก เช่น รูปแบบของ Infill หรือโครงสร้างด้านในตัวชิ้นงาน / องศาของโมเดลที่จะให้โปรแกรมสร้าง Support หรือตัวรองรับ หลังจากตั้งค่าตัวแปรเหล่านี้เสร็จแล้ว ก็ทำการ Slice โดยที่โปรแกรมจะทำการตัดโมเดล ตามค่าที่ตั้งรวมถึงเอาค่าต่างๆ มาคำนวนและแปรรูปโมเดล 3 มิติ ให้กลายเป็นไฟล์สำหรับใข้กับเครื่องพิมพ์ 3D Printer ซึ่งไฟล์ที่ได้มาส่วนมาก จะมีนามสกุล .Gcode หรือจะเป็นอย่างอื่น อันนี้ก็แล้วแต่โปรแกรมและรุ่นเครื่องที่ใช้ ถ้าเป็นเครื่องพิมพ์ระบบเรซิ่นหรือ SLA ก็อาจจะเป็นไฟล์ภาพ ที่รวมกันมาเป็น 1 ไฟล์

ค่าที่ตั้งบ่อยๆ จะมีความละเอียดต่อชั้น / โครงสร้างภายใน / ความหนาของผนัง
โมเดลจะถูกโปรแกรม Slicer เปลี่ยนเป็นไฟล์ที่มีคำสั่ง G-Code ซึ่งจะสั่งให้หัวพิมพ์ทำงาน

ไฟล์นามสกุล .Gcode จะเป็นไฟล์ที่เอาไว้สั่งให้เครื่องปริ้น 3 มิติทำงาน ซึ่งไฟล์นี้สามารถใช้โปรแกรม Notepad หรือ Word เพื่อเปิดอ่านได้ ซึ่งในไฟล์ก็จะมีคำสั่งที่เป็น Gcode ประกอบไปด้วยโค๊ด ที่เอาไว้สั่งเปิด – ปิด ฮีทเตอร์หัวฉีด และพิกัด X และ Y ที่เป็นตัวเลขแสดงถึงตำแหน่ง เพื่อสั่งให้หัวฉีดเคลื่อนที่ไปที่ตำแหน่งหรือพิกัดนั้นๆ ซึ่ง Gcode ที่ว่าเป็นภาษาที่เป็นมาตรฐานในการสั่งให้เครื่องจักรทำงาน ใครอยากรู้เพิ่มเติม สามารถเข้าไปอ่านบทความนี้ต่อได้ อยากเป็นเซียนเครื่องพิมพ์ 3D Printer ต้องรู้จัก G-Code

นำไฟล์ G-code เข้าสู่เครื่องพิมพ์ 3 มิติ

หลังจากได้ไฟล์ ที่ผ่านการคำนวนและ Slice มาจากโปรแกรมแล้ว ก็นำไฟล์ที่ได้ บันทึก ใส่ SD card หรือ USB Thumb Drive แล้วเอาไปเสียบเพื่อสั่งให้เครื่องพิมพ์เริ่ม ปริ้นชิ้นงาน เครื่องปริ้น 3 มิติบางรุ่น ก็มีหน่วยความจำภายในตัว ที่ผู้ใช้สามารถส่งไฟล์ผ่านระบบ Wifi ไร้สาย หรือ LAN ได้

ช่องทางในการสั่งเครื่องปริ้น 3 มิติ ทำงาน

กดปุ่ม สั่งพิมพ์งาน 3 มิติ

หลังจากที่สั่งให้เครื่องเริ่มพิมพ์งาน ตัวเครื่องจะอ่านโค๊ดที่อยู่ในไฟล์ แล้วแปลงโค๊ดต่างๆ เปลี่ยนเป็นสัญญานทางไฟฟ้า เพื่อสั่งให้ฮีทเตอร์ทำความร้อนทำงาน และหัวพิมพ์เคลื่อนที่ ซึ่งเครื่องพิมพ์ 3D printer บางรุ่น สามารถที่จะปรับแต่งในเรื่องของความเร็วในการพิมพ์ และอุณหภูมิที่ใช้พิมพ์ได้ ในขณะที่เครื่องกำลังพิมพ์งานอยู่

กดปุ่มสั่งพิมพ์เสร็จก็นั่งรอ ดูหัวพิมพ์เริ่มปริ้นงาน

ทำความสะอาดและตกแต่งชิ้นงานที่พิมพ์เสร็จ

หลังจากที่เครื่องปริ้น 3 มิติ พิมพ์งานเสร็จ ผู้ใช้สามารถที่จะเอาชิ้นงานไปทำการขัดแต่ง และลงสีได้ ซึ่งการขัดแต่งจะยากหรือง่าย ขึ้นอยู่กับวัสดุหรือพลาสติกที่ใช้ เช่นพลาสติก PLA จะมีความแข็งทำให้ขัดยาก แตกต่างกับพลาสติก ABS ที่จะขัดง่ายกว่า ในส่วนของ Support หรือตัวรองรับ ถ้ามีมาก ก็จะทำให้เกิดรอยบนชิ้นงาน ซึ่งก็จะใช้เวลาในการขัดแต่งมากขึ้น ส่วนการทำสีนั้น ก็มีหลายแบบ จะใช้สีสเปรย์กระป๋องพ่นก็ได้ หรือจะเอางานละเอียดหน่อย ก็ใช้ Airbrush ใครอยากลงรายละเอียดและวิธีการทำ ก็เข้าไปอ่านบทความนี้ต่อได้นะครับ วิธีการทำสีให้กับชิ้นงานที่พิมพ์จากเครื่องพิมพ์ 3D Printer

ชิ้นงานที่พิมพ์เสร็จ สามารถที่จะเอาไปขัดทำสีต่อได้

สรุปขั้นตอนการใช้งาน 3D Printer

หลังจากที่ได้อ่านและความเข้าใจกับการใช้งานเครื่องปริ้น 3D ผมขอสรุปแบบง่ายๆว่า จะพิมพ์งาน 3 มิติได้ จะต้องมีไฟล์ที่เป็นรูป 3 มิติมาก่อน ซึ่งสังเกตุง่ายๆคือ ต้องเป็นไฟล์ที่มีนามสกุล .STL / .OBJ หรือ .3MF ซึ่งไฟล์นี้อาจจะ Download หรือเขียนขึ้นมาเองก็ได้  

หลังจากนั้นก็ทำการตรวจเช็คและเอาเข้าโปรแกรม Slicer เพื่อตั้งค่าต่างๆ ตามต้องการ ซึ่งการตั้งค่าจะเป็นตัวกำหนดว่างานพิมพ์จะออกมาสวยหรือไม่สวย รวมถึงความเร็วที่จะใช้พิมพ์อีกด้วย ซึ่งไฟล์ที่จะนำไปใช้กับเครื่องพิมพ์ 3D Printer นั้นจะต้องเป็นนามสกุล .Gcode หรือนามสกุลที่ใช้พิมพ์ของเครื่องปริ้นรุ่นนั้นๆ  ไม่สามารถเอาไฟล์ .STL / .OBJ หรือ .3MF ไปใส่เครื่องพิมพ์ เพราะเครื่องจะอ่านแต่โค๊ดเท่านั้น ไม่สามารถดอ่านรูปโมเดลได้ หลังจากพิมพ์เสร็จ ก็เอาชิ้นงานออกมาเพื่อไป ขัดแต่งหรือทำสี อันนี้ก็แล้วแต่คนใช้

สำหรับบทความนี้ผมหวังว่า จะช่วยให้หลายๆคน เข้าใจกระบวนการในการใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ และใช้งาน 3D Printer ได้ถูกต้อง รู้ว่าจะไปเอาไฟล์นามสกุลไหนมาใช้งาน ส่วนคนที่อ่านถึงตรงนี้แล้ว อยากจะเริ่มหาเครื่องพิมพ์ 3 มิติ มาใช้ซักตัวก็สามารถเข้าไปอ่านบทความ 5 ปัจจัยหลักในการเลือกซื้อเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ที่ผมเขียนไว้ได้เลย      

Share this post