ศัพท์พื้นฐานควรรู้ ก่อนใช้งานเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

ผู้ใช้งาน 3D printer มือใหม่นั้นมักจะประสบปัญหาเกียวกับคำศัพท์ที่พบได้บ่อย ๆ ในโปรแกรมประเภท Slicer ซึ่งทำหน้าที่เหมือนกับล่ามสื่อสารระหว่างโมเดล 3 มิติกับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ตัวอย่างเช่น Cura, Simplify3D, Flash print และอื่น ๆ โดยแต่ละโปรแกรมก็จะมีคำศัพท์ที่มีความคล้ายคลึงกัน ในบทความนี้ เราจะมาอธิบายคำศัพท์ที่ชวนสงสัยให้เพื่อน ๆ กระจ่าง และเห็นภาพ ชัดเจนยิ่งขึ้นครับ

1.Shell

เปลือกนอกของผิวงาน (Shell) หมายถึง จำนวนรอบของการสร้างผนังให้กับชิ้นงาน ตัวอย่างเช่น การขึ้นรูปชิ้นงานกล่องสี่เหลี่ยม ขั้นตอนแรก หัวฉีดของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ (3D printer) จะฉีดพลาสติกออกมา และวิ่งเป็นรูปสี่เหลี่ยม เส้นรอบรูปที่เห็นนั้นจะเรียกว่า Shell ซึ่งเราสามารถปรับจำนวนรอบของการสร้างผนังชิ้นงานได้ โดยการใส่ค่า Shell ที่ต้องการลงไป ตัวอย่างเช่น ถ้าใส่ Shell = 2 เครื่องพิมพ์จะสร้างผนังให้กับชิ้นงานเพียง 2 ชั้น ถ้าใส่ Shell = 5 เครื่องพิมพ์จะสร้างผนังให้กับชิ้นงานเป็นจำนวน 5 ชั้นนั้นเอง

2.Infill

หมายถึง ปริมาณวัสดุที่อยู่ภายในของชิ้นงาน ที่ผ่านกระบวนการพิมพ์จากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ(3D printer) เรามาดูตัวอย่างการใช้งาน infill จากตารางด้านล่างนี้กันครับ infill โดยปกติแล้วจะนิยมกำหนดค่าเป็นเปอร์เซ็นต์ (%) หาก %infill มีค่าเท่ากับ 0 พื้นที่ผิวด้านในของชิ้นงานจะมีลักษณะกลวง แต่ถ้า %infill มีค่าเท่ากับ 100 นั้นหมายถึง ชิ้นมีลักษณะตันไม่มีช่องว่างอยู่ภายในของชิ้นงาน

Infill = 0 % ผิวด้านในกลวง	Infill = 30 % มีเนื้อชิ้นงานบางส่วน	Infill = 100 % ไม่มีช่องว่างภายในชิ้นงาน

2.1 Infill มีความสำคัญอย่างไร

               Infill ถือเป็นหัวใจสำคัญอย่างหนึ่งในการพิมพ์ชิ้นงานให้ได้คุณภาพ เช่น ความแข็งแรงของชิ้นงาน ระยะเวลาในการพิมพ์ น้ำหนักของชิ้นงาน เป็นต้น ในการตั้งค่า infill ให้เหมาะสมกับชิ้นงานเรามีคำแนะนำเบื้องต้นมาให้สำหรับผู้ใช้งานมือใหม่ครับ 

2.2 การตั้งค่า Infill ให้เหมาะสมกับการพิมพ์ 

2.3 รูปแบบของ Infill

รูปแบบของ Infill ก็มีผลต่อการออกแบบเช่นกัน เรามาดูกันครับว่า Infill รูปแบบไหนเหมาะสมกับการใช้งานแบบไหน

2.3.1 ไม่มี Infill

ลักษณะของ Infill : ด้านในของชิ้นงานกลวง

ข้อดี
● ใช้เวลาในการพิมพ์น้อยมาก
● ประหยัดวัสดุ

ข้อเสีย
● ความแข็งแรงต่ำมาก ไม่สามารถรับแรงได้
● ไม่เหมาะกับการพิมพ์ชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่เพราะพลาสติกไม่สามารถยึดติดกันได้สมบูรณ์เนื่องมาจากพื้นที่ด้านในของชิ้นงานไม่มีวัสดุรองรับทำให้พลาสติกย้อยลงไปพื้นที่ด้านในของชิ้นงาน

2.3.2 infill รูปแบบตาราง (Grid)

ลักษณะของ Infill : มีลักษณะเป็นตารางขนาดสม่ำเสมอกัน

ข้อดี
● ให้ความแข็งแรงได้มากที่สุดในการรับแรงแนวตั้ง
● ผิวด้านบนของชิ้นงานจะเรียบสวยเป็นผลมาจาก การเรียงตัวของ infill ด้านในที่เป็นระเบียบ

ข้อเสีย
● รูปแบบนี้ไม่เหมาะสำหรับการรับแรงในแนวนอนและแนวทแยง

2.3.3 infill รูปแบบสี่เหลี่ยมมุมฉาก (Rectangular or Rectilinear)

ลักษณะของ Infill : มีลักษณะเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสทำมุม 45 องศาเรียงติดต่อกัน

ข้อดี
● สามารถรับแรงได้ทุกทิศทาง เหมาะกับงานที่ต้องการความแข็งแรง
● ใช้เวลาในการพิมพ์น้อย

ข้อเสีย
●ความแข็งแรงน้อยกว่ารูปแบบ Grid และ Triangular

2.3.4 infill รูปแบบรังผึ้ง (honeycomb)

ลักษณะของ Infill : เป็นรูปแบบที่นิยมใช้กันมาก infill มีลักษณะเป็นหกเหลี่ยมคล้ายรังผึ้ง

ข้อดี
● สามารถรับแรงได้ทุกทิศทาง เหมาะกับงานที่ต้องการความแข็งแรงมากกว่า Rectangular

ข้อเสีย
● การพิมพ์ใช้เวลานาน

2.3.4 infill รูปแบบสามเหลี่ยมด้านเท่า (Triangular)

ลักษณะของ Infill : เป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่าเรียงติดต่อกัน

ข้อดี
● มีความแข็งแรงสม่ำเสมอสามารถรับแรงได้ทุกทิศทาง และสามารถต้านทานแรงที่มีทิศทางขนานกับพื้นผิวได้

ข้อเสีย
● ไม่เหมาะกับชิ้นงานที่ต้องการให้ผิวชั้นบนสุดเรียบสวย แต่สามารถแก้ไขได้โดยการเพิ่ม Layer ผิวด้านบนของชิ้นงาน

ข้อควรระวัง การเพิ่ม% infill ให้สูงขึ้นความแข็งแรงของชิ้นงานอาจจะไม่ได้เพิ่มขึ้นตาม

2.3.5 infill รูปแบบคลื่น (Wiggle or zigzag)

ลักษณะของ Infill : เป็นคลื่นสลับไปมาจะเห็นว่าไม่มีแนวเส้นเชื่อมติดกันระหว่างเส้นหนึ่งไปยังอีกเส้นหนึ่ง infill รูปแบบนี้เหมาะสำหรับนำไปใช้ในการพิมพ์วัสดุชนิดมีความยืดหยุ่น (Flexible materials) เช่น Soft nylon

ข้อดี
● มีความแข็งแรงสม่ำเสมอสามารถรับแรงได้ทุกทิศทาง และสามารถต้านทานแรงที่มีทิศทางขนานกับพื้นผิวได้

ข้อเสีย
● ไม่เหมาะกับชิ้นงานที่ต้องการให้ผิวชั้นบนสุดเรียบสวย แต่สามารถแก้ไขได้โดยการเพิ่ม Layer ผิวด้านบนของชิ้นงาน

สำหรับคำศัพท์ที่ควรทราบก่อนการใช้งานเครื่องพิมพ์ 3 มิติ(3D printer) ไม่ว่าจะเป็น Shell และ Infill ทั้งนี้ในการใช้งาน Infill ทางเราได้อธิบายเป็นแนวทางให้เพื่อน ๆ ได้นำไปประยุกต์ใช้ ตามความเหมาะสมกับงานที่เพื่อนๆ ต้องการ ไม่ว่าจะเป็นการพิมพ์ชิ้นงานต้นแบบ(prototype) สำหรับการตกแต่ง หรือ งานในทางวิศวกรรม ล้วนต้องพิจารณาปัจจัยเหล่านี้เพื่อให้ชิ้นงานที่พิมพ์ออกมาสามารถใช้ประโยชน์ได้สูงสุด