การเลือกใช้เส้นพลาสติก (Filament) สำหรับเครื่องพิมพ์สามมิติ (3D Printer) เป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อคุณภาพชิ้นงาน ความทนทาน และการใช้งานจริงของโมเดลที่พิมพ์ออกมา หากเราเลือกวัสดุไม่เหมาะสม ก็อาจทำให้ชิ้นงานแตกหักง่าย มีปัญหาการพิมพ์หรือผิวสัมผัสไม่สวย ดังนั้นบทความนี้ช่วยในการเลือกใช้ชนิดเส้นให้ถูกต้องและเหมาะสมมากยิ่งขึ้นสำหรับคนที่พึ่งเริ่มต้นเข้าสู่เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ
1. PLA (Polylactic Acid)
จุดเด่น
- ใช้งานง่าย: PLA เป็นเส้นพลาสติกที่นิยมที่สุดสำหรับผู้เริ่มต้น เพราะละลายที่อุณหภูมิต่ำ (ประมาณ 190 - 230°C) และไม่ค่อยหดตัวหลังพิมพ์
- กลิ่นเบา: เกิดกลิ่นน้อยเมื่อเทียบกับพลาสติกชนิดอื่น ๆ เพราะมีส่วนผสมจากพืช เช่น แป้งข้าวโพด มันสำปะหลัง หรือวัสดุอื่นๆ
- มิตรต่อสิ่งแวดล้อม: PLA ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (Biodegradable) หากมีเงื่อนไขที่เหมาะสม
- มีจำนวนสีให้เลือกมากที่สุด และมีหลายแบบ
ข้อควรระวัง
- ไม่ทนความร้อนสูง: ชิ้นงาน PLA อาจเสียรูปเมื่อเจออุณหภูมิสูง (เช่น การวางทิ้งไว้ในรถที่ตากแดด)
- เปราะบาง: แม้จะมีความแข็งแต่ไม่เหนียว เมื่อเจอแรงกระแทกหรือบิดเบี้ยวอาจแตกหักได้ง่าย
- เส้น PLA บางรุ่น ไม่เหมาะกับเครื่องปริ้นความเร็วสูง (500-600 mm/s) จะเกิดอาการฉีดหรือหลอมเหลวเส้นไม่ทัน
2. ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)
จุดเด่น
- ความแข็งแรงสูง: ABS สามารถทนแรงกระแทกได้ดีและไม่เสียรูปง่าย
- ทนความร้อน: มีจุดหลอมเหลวสูง (ประมาณ 220 – 250°C) ทำให้ชิ้นงานทนความร้อนและไม่บิดเบี้ยวง่ายเมื่ออยู่ในอุณหภูมิสูง
ข้อควรระวัง
- การหดตัว: ขณะพิมพ์อาจหดตัว ทำให้เกิดการโก่งงอของชิ้นงาน (Warping) จึงมักต้องใช้ Heated Bed หรือ Enclosure เพื่อควบคุมอุณหภูมิ
- กลิ่นฉุน: การพิมพ์ ABS มักปล่อยกลิ่นฉุน อาจต้องใช้เครื่องกรองอากาศหรือพิมพ์ในพื้นที่มีระบบระบายอากาศดี
- ไม่ทนต่อยูวี หรือความชื้นภายนอก จึงมักใช้วัสดุที่ชื่อ ASA แทน ซึ่งมีสมบัติทางกลใกล้เคียง แต่ทนต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า
3. PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol)
จุดเด่น
- ความสมดุลระหว่างความแข็งแรงและยืดหยุ่น: PETG มีทั้งความเหนียวและความยืดหยุ่นมากกว่า PLA
- ทนสารเคมี: PETG ทนต่อสารเคมีได้ดี รวมถึงทนต่อความชื้นได้ด้วย
- ง่ายต่อการพิมพ์: แม้จะต้องการอุณหภูมิสูงขึ้นเล็กน้อย (ประมาณ 220 – 250°C) แต่การหดตัวถือว่าน้อยกว่าการพิมพ์ ABS
ข้อควรระวัง
- Strings & Oozing: ในกระบวนการพิมพ์ PETG อาจเกิดเส้นใย (Stringing) ระหว่างการเคลื่อนหัวพิมพ์ได้ง่าย จำเป็นต้องปรับการตั้งค่าการ Retraction ใน Slicer ให้เหมาะสม
- ติดหัวฉีดได้: PETG ค่อนข้างติดหัวฉีด (Nozzle) และฐานพิมพ์ได้ง่าย หากฐานพิมพ์ปรับตั้งไม่ดี เครื่องบางรุ่นอาจต้องมีการตั้ง offset ให้สูงกว่าวัสดุอื่นเล็กน้อย
4. TPU (Thermoplastic Polyurethane)
จุดเด่น
- ยืดหยุ่นสูง: TPU เป็นเส้นพลาสติกที่มีความยืดหยุ่น โค้งงอได้ดี เหมาะสำหรับงานที่ต้องการวัสดุรองรับแรงกระแทกหรือบิดงอได้ เช่น เคสโทรศัพท์ อุปกรณ์กันกระแทก
- ทนการสึกหรอ: สามารถทนต่อการขูดขีดและการเสียดสีได้ในระดับดี
ข้อควรระวัง
- พิมพ์ยากกว่าเส้นอื่น: ต้องใช้ความเร็วต่ำในการพิมพ์ เพื่อป้องกันปัญหาเส้นติดคอหรืออุดตันในหัวฉีด
- เก็บรักษาให้ดี: TPU ดูดซับความชื้นได้ง่าย ดังนั้นต้องเก็บในที่แห้ง ไม่เช่นนั้นอาจเกิดฟองหรือผิวชิ้นงานไม่สวย
5. Nylon (Polyamide)
จุดเด่น
- ความแข็งแรงสูง และยืดหยุ่น: Nylon มีค่า Tensile Strength ค่อนข้างสูง ทนการขูดขีดและการดึงได้อย่างดี
- ทนความร้อน: มีจุดหลอมเหลวสูง เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความทนทาน เช่น ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ หรืองานเชิงอุตสาหกรรม
- ไนลอนมีหลายประเภทแยกย่อยมาก ส่วนใหญ่ที่นิยมใช้ในเครื่องพิมพ์ 3 มิติ คือ PA11 และ PA12 รวมทั้งเป็นตัวที่นิยมมากที่สุดในการผสมวัสดุอื่นๆเป็นวัสดุคอมโพสิต
ข้อควรระวัง
- ดูดความชื้นง่าย: Nylon มีโอกาสดูดความชื้นสูง ทำให้พิมพ์แล้วเกิดฟองหรือผิวขรุขระ จึงต้องเก็บรักษาไว้ในถุงสุญญากาศหรือกล่องเก็บ Filament แบบไล่ความชื้น
- ไนลอนส่วนใหญ่ต้องมีการอบไล่ความชื้นก่อนการพิมพ์ 6-8 ชั่วโมง ตามคำแนะนำขอวผู้ผลิต
- ต้องการอุณหภูมิสูง: ต้องใช้หัวฉีดและฐานพิมพ์ที่รองรับอุณหภูมิสูง (ประมาณ 240 - 320°C) เพื่อได้ผลลัพธ์ที่ดี
6. PC (Polycarbonate)
จุดเด่น
- แข็งแรงที่สุดในกลุ่ม: PC ขึ้นชื่อเรื่องความแข็งแรง ทนแรงกระแทกสูงมาก
- ใสโปร่งแสง: เมื่อต้องการงานแบบใสหรือแบบ Half-transparent เพื่อความสวยงาม PC เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจ
ข้อควรระวัง
- ต้องการอุณหภูมิสูงมาก: อาจต้องใช้หัวฉีดที่รองรับอุณหภูมิ 270°C ขึ้นไป และฐานพิมพ์ที่สามารถให้ความร้อนสูงอย่างสม่ำเสมอ
- การโก่งงอสูง: PC มีปัญหา Warping สูงยิ่งกว่า ABS จึงมักต้องพิมพ์ใน Enclosure
สรุป: เลือกเส้น Filament 3D Printer ให้เหมาะกับงาน
การเลือกชนิดของ Filament 3D Printer ขึ้นอยู่กับลักษณะงานที่ต้องการ ทั้งเรื่องความแข็งแรง ความยืดหยุ่น ความทนความร้อน และความง่ายในการพิมพ์ หากเป็นงานทั่วไป เน้นความง่ายและผิวเรียบสวย PLA ตอบโจทย์ได้ดี แต่หากต้องการความทนทาน ความแข็งแรง เน้นการใช้งานภายนอกหรือทนความร้อนสูง ก็อาจเลือก ABS, PETG หรือ Nylon เป็นต้น
- PLA: เหมาะกับงานโมเดลทั่วไป ของตกแต่ง เน้นใช้งานง่าย
- ABS: ทนแรงกระแทกได้ดี ใช้งานภายนอกได้ (ควรเลือกเป็น ASA แทน) แต่ต้องควบคุมอุณหภูมิระหว่างการพิมพ์ให้ดี โดยเฉพาะงานขนาดใหญ่ความสูง 20 cm ขึ้นไป
- PETG: มีสมดุลระหว่าง ABS กับ PLA ทั้งความเหนียว ความยืดหยุ่น และพิมพ์ง่ายกว่าพลาสติกหลายชนิด แต่จะขัดผิว ตกแต่งยาก และมักมีเส้นใยในชิ้นงาน
- TPU: สำหรับงานที่ต้องการความยืดหยุ่นสูง
- Nylon: ทนทาน เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการรองรับแรงหรือการสึกหรอ
- PC: แข็งแรงสูงสุด แต่ต้องการอุปกรณ์และสภาพแวดล้อมการพิมพ์เฉพาะ
สุดท้าย อย่าลืมพิจารณาสภาพแวดล้อมในการพิมพ์ และอุปกรณ์ของเรา เช่น มี Heated Bed หรือ Enclosure หรือไม่ รวมถึงหัวฉีดรองรับอุณหภูมิได้เท่าไร เพื่อให้ได้ชิ้นงานคุณภาพสูงและตรงตามความต้องการอย่างแท้จริง
