คู่มือเริ่มต้นสำหรับการเริ่มต้นใช้งานการพิมพ์ 3 มิติ

การพิมพ์ 3 มิติ, การพิมพ์สารเติมแต่งหรือพิมพ์หินสเตอริโอถ้าคุณได้เจอคำเหล่านี้และเพียงแค่กระพริบตามากกว่านั้นแล้วคุณอาจอาจต้องการที่จะอ่านผ่านบทความนี้รู้เกี่ยวกับโลกที่น่าตื่นตาตื่นใจของการพิมพ์ 3 มิติ การพิมพ์ 3 มิติเป็นสาขาที่ขยายตัวอย่างรวดเร็วด้วยความนิยมและการใช้งานสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่เพิ่มขึ้นทุกวัน ในบทความนี้เราจะพยายามให้คำแนะนำสำหรับมือใหม่เกี่ยวกับเครื่องพิมพ์ 3 มิติว่าใครจะได้รับประโยชน์จากเครื่องพิมพ์นี้และจะเปลี่ยนแปลงสิ่งต่างๆในอนาคตได้อย่างไร

ดังนั้น!! การพิมพ์ 3 มิติคืออะไรและทำงานอย่างไร?

การพิมพ์ 3 มิติหรือการผลิตแบบเพิ่มเติมเป็นกระบวนการสร้างวัตถุทึบสามมิติจากไฟล์ดิจิทัล ใช้เครื่องพิมพ์เหมือนเครื่องจักรที่หลอมวัสดุ (โดยทั่วไปคือพลาสติก) และเทลงบนฐานในลักษณะที่กำหนดไว้ล่วงหน้าจึงสร้างเลเยอร์ต่อเนื่องกันเพื่อให้เป็น 3 มิติ เพื่อให้ง่ายเครื่องพิมพ์จะสร้างก้อนขนมปังโดยแบ่งเป็นชิ้น ๆ

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติมีให้เลือกหลายประเภทแต่ที่ใช้มากที่สุดคือStereolithography (SLA)เนื่องจากมีราคาไม่แพงเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีอื่น ๆ

เครื่องนี้สามารถแปลงไฟล์ที่ออกแบบ 3 มิติเป็นวัตถุ 3 มิติได้โดยทำตามขั้นตอนต่อไปนี้

1. ซอฟต์แวร์ตรวจสอบไฟล์ 3D เพื่อดูว่าพิมพ์ได้หรือไม่
2. จากนั้นซอฟต์แวร์จะแบ่งไฟล์และส่งไปยังเครื่อง
3. ไส้หลอดพลาสติกถูกป้อนผ่านหัวพิมพ์
4. ไส้หลอดละลายและจากนั้นหัวก็ฝากไว้บนแท่นสร้าง
5. หัวจะเคลื่อนไปรอบ ๆ การฝากวัสดุเพื่อให้เป็นชิ้นส่วนล่างของวัตถุ
6. ส่วนหัวกลับสู่ตำแหน่งเริ่มต้นและแพลตฟอร์มการสร้างจะลดลง
7. จากนั้นหัวจะสร้างเลเยอร์ใหม่ที่ด้านบนของชั้นแรกและจะทำซ้ำจนกว่าวัตถุจะเสร็จสิ้น

การพิมพ์ 3 มิติเป็นเรื่องใหม่สำหรับตลาดหรือไม่?

ไม่ท้าทายไม่ได้ !!!!. เนื่องจากทุกวันนี้งานพิมพ์ 3 มิติได้รับความสนใจมากขึ้นความคิดหรือเทคโนโลยีนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ คุณจะแปลกใจที่ทราบว่าทุกอย่างเริ่มต้นเมื่อปลายปี 1980 ซึ่งมีการบัญญัติศัพท์ว่าการผลิตสารเติมแต่งโดยทั่วไปแล้วจะใช้สำหรับการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว แต่หลังจากนั้นประมาณปี 2014 ด้วยการเพิ่มขึ้นของเครื่องพิมพ์ 3 มิติราคาประหยัดเทคโนโลยีได้กลายเป็นการเคลื่อนไหวที่ก่อกวนสำหรับมือสมัครเล่นผู้เรียนนักเทคโนโลยีนักประดิษฐ์ครูผู้วิจัยและใครก็ตามที่ไม่ ดังนั้นจึงมีตลาดที่กว้างและมีขอบเขตที่ดีสำหรับอนาคต

เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ผลิตขึ้นเพื่อช่วยเหลือนักบินอวกาศ เป็นเรื่องยากสำหรับทีมที่จะบรรจุเครื่องมือและวัสดุทุกอย่างที่พวกเขาต้องการในพื้นที่เพื่อทำงานในโครงการของตน การมีเครื่องมือส่วนเกินจะทำให้น้ำหนักของรถรับส่งเพิ่มขึ้นซึ่งจะทำให้สิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมากขึ้นในที่สุด ดังนั้นพวกเขาจึงได้แนวคิดนี้ว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติจะถูกส่งไปอวกาศพร้อมกับนักบินอวกาศเมื่อพวกเขาต้องการเครื่องมือหรือวัสดุใด ๆ ในการทำงานพวกเขาก็เพียงแค่คลิกผ่านไฟล์ STL แล้วพิมพ์ หากจำเป็นต้องมีการออกแบบในกรณีฉุกเฉินและใหม่การออกแบบจะถูกสร้างขึ้นในสถานีฐานและส่งให้ทีมงานพิมพ์ แต่เมื่อสิ่งที่ก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเปลี่ยนไปตอนนี้ทุกบ้านก็มีราคาไม่แพงที่จะมีเครื่องพิมพ์

"แต่ตอนนี้หลายคนผิดพลาดที่มองว่าการพิมพ์ 3 มิติเป็นเพียงวิธีการอื่นในการสร้างวัตถุซึ่งช่วยให้รูปร่างมีความยืดหยุ่นมากขึ้นด้วยต้นทุนความเร็วและความแม่นยำ แต่นั่นเป็นมุมมองที่แคบในการมองไปที่การพิมพ์สามมิติใน แนวคิดการพิมพ์ 3 มิติเปรียบเสมือนการผลิตแบบดิจิทัลแบบไม่ต่อเนื่องและแบบอิสระด้วยสมมติฐานพื้นฐานที่ว่าเมื่อคุณสามารถ "หั่น" วัตถุแห่งความปรารถนาและจัดเรียงชิ้นส่วนเล็ก ๆ บนชั้นต่อจากเลเยอร์แอปพลิเคชันและผลกระทบจะไม่มีที่สิ้นสุดสินค้าอุปโภคบริโภค พลาสติกอิเล็กทรอนิกส์อาหารและแม้แต่เนื้อเยื่อของมนุษย์อะไรก็ตามที่ซับซ้อนสำหรับวิธีการผลิตจำนวนมากในปัจจุบัน (ซับซ้อนพอที่จะสร้างต้นทุนต่อหน่วยเดียวได้อย่างมีประสิทธิภาพ) ตอนนี้เป็นไปได้ " Onkar Kulkarni กล่าวในหนึ่งในคำตอบของ quora ของเขา

เราจะเริ่มต้นใช้งานเครื่องพิมพ์ 3 มิติได้อย่างไร?

เนื่องจากเทคโนโลยีล่าสุดได้ลดราคาเครื่องพิมพ์ 3 มิติให้ต่ำพอที่คนทั่วไปจะซื้อและใช้งานได้การพิมพ์ 3 มิติจึงไม่ใช่อุปกรณ์วิเศษหรืออุปกรณ์ระดับอุตสาหกรรมอีกต่อไป ต้องขอบคุณฟอรัมและการออกแบบออนไลน์ในตอนนี้ทุกคนที่ใช้คอมพิวเตอร์สามารถพิมพ์จินตนาการของเขาได้ เช่นเดียวกับที่เครื่องพิมพ์เลเซอร์กลายเป็นเรื่องธรรมดาในบ้านของเราเครื่องพิมพ์ 3 มิติเหล่านี้ยังไม่พบทางเข้าบ้านหรือที่ทำงานของเรา ดังนั้นให้เรามาดูกันว่าเราจะเริ่มต้นใช้งานการพิมพ์ 3 มิติได้อย่างไรสำหรับการพิมพ์ใด ๆ ที่จะเกิดขึ้นดังต่อไปนี้เป็นสี่ขั้นตอนง่ายๆที่ต้องปฏิบัติตาม:

1. การสร้างแบบจำลอง 3D CAD

2. การหั่นและการตั้งค่าอื่น ๆ

3. เลเยอร์ - การพิมพ์ที่ชาญฉลาด

4. ส่วนที่สมบูรณ์

การสร้างโมเดล 3D CAD :

ใช่ในการพิมพ์บางสิ่งด้วยเครื่องพิมพ์ของคุณคุณต้องออกแบบซอฟต์แวร์การสร้างโมเดล

หากคุณเป็นนักออกแบบมืออาชีพคุณสามารถใช้ซอฟต์แวร์การสร้างแบบจำลองของคุณที่มีความสามารถในการบันทึกไฟล์ในรูปแบบ. STL (Stereolithography) หรือ. OBJ (object) เมื่อสร้างการออกแบบแล้วสามารถนำไปที่ขั้นตอนการแบ่งส่วนได้ ที่นี่คุณมีอิสระที่จะปรับเปลี่ยนแก้ไขหรือปรับแต่งดีไซน์ของคุณในแบบที่คุณชอบเนื่องจากคุณเป็นผู้ออกแบบทั้งหมด

หากคุณเป็นผู้เรียนมีซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สฟรีมากมายที่สามารถใช้การออกแบบได้ในใจของคุณ มันก็เหมือนกับการวางสิ่งปลูกสร้าง หากการออกแบบของคุณดีเกินไปคุณจะได้รับเงินจากชุมชนออนไลน์บางแห่งด้วย

หากคุณเป็นมือใหม่และไม่รู้จะออกแบบโมเดล 3 มิติได้อย่างไรไม่ต้องกังวล!.. มีเว็บไซต์มากมายที่ให้บริการไฟล์ STL ฟรี ไฟล์เหล่านี้ผ่านการทดสอบและพิมพ์โดยผู้ออกแบบจึงมีความน่าเชื่อถือและง่ายต่อการพิมพ์ ข้อ จำกัด เดียวของไฟล์เหล่านี้คือไฟล์มาในรูปแบบ. STL (ส่วนใหญ่) รูปแบบนี้ไม่สามารถปรับแต่งได้ตามที่เราต้องการ แต่ถึงกระนั้นก็สามารถปรับขนาดได้ด้วยความช่วยเหลือของซอฟต์แวร์การแบ่งส่วน หากคุณเป็นมือใหม่อย่างแท้จริงเราขอแนะนำให้คุณเริ่มต้นด้วยการออกแบบที่มีอยู่ในตลาด

เมื่อการออกแบบเสร็จสิ้นการทำงานของซอฟต์แวร์การสร้างแบบจำลอง 3 มิติก็สิ้นสุดลง ขณะนี้ไฟล์จะถูกส่งไปยังซอฟต์แวร์ Slicing ซึ่งจะพร้อมให้เครื่องพิมพ์พิมพ์

การปรับขนาดและการตั้งค่าอื่น ๆ:

โมเดลที่ออกแบบมาจะต้องถูกแปลงเป็นชุดรหัสที่เรียกว่า G-Code เพื่อให้เครื่องพิมพ์จดจำและเริ่มพิมพ์ได้ ส่วนนี้เรียกว่า Slicing คุณภาพของงานพิมพ์ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าที่ทำที่นี่ ก่อนที่เราจะเข้าสู่สิ่งนี้ให้เราทำความคุ้นเคยว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิตินั้นเรียบง่ายแค่ไหน !!!!

การพิมพ์ 3 มิติไม่ใช่เวทมนตร์!

หากคุณยังคงสับสนหรือประหลาดใจกับวิธีการทำงานของเครื่องพิมพ์ 3 มิติจริง ๆเชื่อเถอะว่ามันไม่ใช่วิทยาศาสตร์จรวด มีนักเรียนจำนวนมากที่ทดลองสร้างเครื่องพิมพ์ 3 มิติด้วยตัวเองแล้วประสบความสำเร็จ ในสองสามย่อหน้าถัดไปฉันจะอธิบายส่วนต่างๆของเครื่องพิมพ์ 3 มิติพื้นฐานที่จะช่วยให้คุณเข้าใจเครื่องพิมพ์ได้ดีขึ้นมาก

ชิ้นส่วนทั่วไปของเครื่องพิมพ์ 3 มิติแสดงอยู่ในภาพด้านล่าง

Extruderเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดในเครื่องพิมพ์ของเรา นี่คือสถานที่ที่เส้นใยหลอมละลายและถูกอัดขึ้นรูป เครื่องอัดรีดประกอบด้วยท่อแคบที่สเต็ปเปอร์มอเตอร์ผลักไส้หลอด ประกอบด้วยวัสดุทำความร้อนที่เรียกกันทั่วไปว่าปลายร้อนซึ่งให้ความร้อนกับไส้หลอดไส้ที่อุ่นจะถูกดันออกไปนอกหัวฉีดคล้ายกับการกดยาสีฟันออกจากหัวฉีด ในขณะที่ไส้หลอดละลายออกมาสเต็ปเปอร์มอเตอร์จะดันไส้หลอดเข้าไปด้านในซึ่งจะติดตั้งเป็นแกนม้วนบนที่ยึดหลอด

มีไส้หลอดหลายประเภทและจำนวนมากเข้ามาในตลาดทุกเดือน เส้นใยแต่ละเส้นมีเส้นผ่านศูนย์กลางและอุณหภูมิในการพิมพ์ซึ่งเป็น PLA ที่ใช้มากที่สุดซึ่งมีอุณหภูมิ 180-210 องศาเซลเซียส

ชุดเครื่องอัดรีดที่สมบูรณ์นี้ติดตั้งบนรางที่เคลื่อนย้ายได้ ในฐานะที่เป็นเส้นใยละลายและเครื่องอัดรีดออกมาได้รับการเคลื่อนย้ายโดยมอเตอร์ stepper อื่น ๆ (ในทิศทางของลูกศรสีแดง) อยู่ในทิศทางที่ต้องการและพิมพ์บนแผ่นฐาน

ตอนนี้เรามีแนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับการทำงานของเครื่องพิมพ์ของเราแล้วให้เรากลับไปที่ซอฟต์แวร์ SLICINGของเรา ซอฟต์แวร์ที่ใช้มากที่สุดคือ Cura ซอฟต์แวร์นี้ส่วนใหญ่สร้างขึ้นสำหรับเครื่องพิมพ์ที่เรียกว่า Ultimaker แต่เนื่องจากมันถูกทำให้ฟรีและโอเพ่นซอร์สเครื่องพิมพ์ส่วนใหญ่จึงเริ่มใช้ Cura

ในซอฟต์แวร์นี้การตั้งค่าการพิมพ์จะถูกส่งเหมือนกับที่เราทำกับเครื่องพิมพ์เลเซอร์ของเรา ที่นี่เราสามารถปรับขนาดจัดแนวและปรับทิศทางโมเดลการพิมพ์ของเรา การตั้งค่าที่สำคัญอื่น ๆ เช่นอุณหภูมิความเร็วในการดึงกลับการไหลของเส้นผ่านศูนย์กลางหัวฉีดไส้หลอด ฯลฯ จะถูกป้อนเข้าเครื่องพิมพ์โดยใช้ซอฟต์แวร์นี้

เลเยอร์ - การพิมพ์ที่ชาญฉลาด:

ตามการตั้งค่าเวลาในการพิมพ์และความยาวของวัสดุที่จำเป็นสำหรับการพิมพ์จะแสดงโดยซอฟต์แวร์ดังที่แสดงในภาพด้านล่าง ที่นี่ใช้เวลาพิมพ์ 1 ชั่วโมง 14 นาทีและวัสดุที่ใช้จะ 10 กรัม การตั้งค่าอื่น ๆ สำหรับการพิมพ์นี้สามารถพบได้ในภาพ

เมื่อโหลดไฟล์ STL และตั้งค่าเสร็จแล้วซอฟต์แวร์นี้สามารถใช้เพื่อดูว่าจะพิมพ์ของเราอย่างไรโดยใช้ตัวเลือกเลเยอร์ดังแสดงในภาพด้านล่าง วิธีการพิมพ์จะเป็นอย่างไรเมื่อพิมพ์ชั้นที่ 78 ของการพิมพ์นี้ เส้นสีฟ้าบ่งบอกเส้นทางของเครื่องอัดรีดของเรา

เมื่อเสร็จแล้วไฟล์สามารถแปลงเป็น G-Code ซึ่งสามารถป้อนเข้าเครื่องพิมพ์เพื่อพิมพ์ได้ นั่นคือโมเดลของคุณจะถูกพิมพ์ในเวลาที่กล่าวถึง

มันยากขนาดนั้นเลยเหรอ?

อนาคตของการพิมพ์ 3 มิติคืออะไร?

อย่างไรก็ตามการพิมพ์ 3 มิติมีชุดความท้าทายของตัวเอง ได้รับผลกระทบจากความเร็วในการทำงานที่ช้าข้อบกพร่องทางกลไกในผลิตภัณฑ์และการเลือกใช้วัสดุที่ จำกัด (ส่วนใหญ่เป็นพลาสติก) เนื่องจากความเร็วในการทำงานของเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ช้า บริษัท ผู้ผลิตอาจพ่ายแพ้ต่อการแข่งขันด้วยกลยุทธ์การตลาดที่ไม่มีประสิทธิภาพ แต่หวังว่าสาขานี้จะพัฒนาไปเรื่อย ๆ เมื่อคุณอ่านบทความนี้และมีขอบเขตที่ดีรออยู่ข้างหน้า ทั้งหมดขึ้นอยู่กับว่าใครจะตัดสินใจใช้เทคโนโลยีนี้อย่างไร