Carbon Fiber เป็นวัสดุในฝันของผู้ใช้ 3D printer หลายๆ คน เพราะมันช่วยให้งานที่พิมพ์ออกมามีความแข็งแรงขึ้น สำหรับผู้ที่ยังไม่รู้ว่า Carbon Fiber เป็นอย่างไร เราลองมาดูกัน
เส้น Carbon Fiber คืออะไร?
ก่อนอื่นต้องไม่สับสนระหว่างเส้น Carbon Fiber Filament กับ Carbon Fiber ที่ใช้ทำรถแข่ง จักรยานราคาแพง หรือยานอวกาศ ซึ่งเป็น Carbon Fiber ชนิดเส้นยาวถักทอเป็นผืนใหญ่ เคลือบด้วยอีพ๊อกซี่เป็นชั้น ๆ
ส่วน Carbon Fiber Filament จะเป็นการนำ Carbon Fiber ใยสั้นผสมลงในพลาสติกฐาน เช่น PolyCarbonate, ABS, PLA, Nylon, PETG เป็นต้น ซึ่งลักษณะของ Carbon Fiber จะแข็ง แต่เปราะมาก ดังนั้นการนำไปผสมกับพลาสติกฐานมักจะผสมกับพลาสติกที่มีความเหนียว เช่น Nylon หรือ PETG เพื่อชดเชยลักษณะด้อยของ Carbon Fiber เอง
คุณสมบัติเด่นๆ ของเส้น Carbon Fiber คือ ขณะพิมพ์ไม่มีกลิ่น ผิวด้าน ความแข็งแรงทนทานสูง ทนต่อการเสียดสี และสึกหรอ ทนความร้อนสูงถึง 120°C อัตราการหดตัว และบิดตัวต่ำ และติดไฟยาก
FlashForge Creator 3
เป็นเครื่องที่สามารถพิมพ์เส้นชนิด Carbon Fiber ได้ เนื่องจากหัวพิมพ์เป็นโลหะ Stainless Steel ชุบแข็ง ซึ่งจะทนการกัดกร่อนของ Carbon Fiber ได้ดี เพราะ Carbon Fiber สามารถกัดกร่อนหัวพิมพ์ชนิดทองเหลืองให้พังได้อย่างรวดเร็ว อาจจะไม่ถึงครึ่งม้วนเสียด้วยซ้ำ
นอกจากนี้หัวพิมพ์ยังทำความร้อนได้ถึง 300 องศา ทำให้พิมพ์พลาสติกวิศวกรรมได้อีกหลายชนิด
eSun ePA-CF เส้น Polyamine-Carbon Fiber
Polyamine (PA) หรือชื่อในทางการค้าว่า Nylon เส้น ePA-CF ของ eSun มี Carbon Fiber ผสมอยู่ถึง 20% ราคาไม่แพง ประมาณ 50-60 USD ในขณะที่บางยี่ห้อราคาสูงถึง 250 USD
มาลองพิมพ์กันเลยดีกว่า
เราเลือกบันไดจักรยานมาเป็นหนูทดลอง
ตั้งอุณหภูมิการพิมพ์อยู่ที่ 250°C และที่แท่นพิมพ์ 80°C ใช้เวลาพิมพ์ประมาณ 7 ชั่วโมง
จะสังเกตได้ว่าจะมีเส้นใยเยิ้มออกมามาก ซึ่งเป็นลักษณะที่ปรกติของเส้น Carbon Fiber ส่วนที่พื้นจะไม่มีการเด้งงอ หรือหลุดจากฐานเลยแม้แต่น้อย
เมื่อพิมพ์เสร็จแล้วก็ถึงตอนแกะ support การแกะก็ไม่ได้ยากนัก แต่มันจะเหนียวๆ หน่อย สามารถใช้คีมช่วย ในส่วนที่เป็นเศษเล็กๆ ก็ใช้มีดคัตเตอร์ปาดออกได้ไม่ยากนัก
ในส่วนของ overhang เครื่อง FlashForge Creator 3 ทำได้ดี ทีเดียว
เทคนิคการพิมพ์ด้วยเส้น Carbon Fiber
เป็นโบนัสสำหรับคนที่ทนอ่านมาถึงตรงนี้ การพิมพ์ด้วยเส้น Carbon Fiber ไม่ง่าย และไม่ยากจนเกินไป เรามีเคล็ดลับในการพิมพ์ให้สำเร็จดังนี้
- อย่างที่บอกไว้ข้างต้น หัวพิมพ์ควรจะต้องเป็นโลหะแข็ง เช่นสเตนเลส เพื่อให้ทนต่อการสึกกร่อนจาก Carbon Fiber ซึ่งมีความรุนแรงมาก (ซ้ายทองเหลือง-ขวาสเตนเลสสตีล)
- ลดค่า retraction ลง เนื่องจากการดึงเส้นกลับไปมามากๆ จะทำให้เกิดการสะสมของ Carbon Fiber ซึ่งไม่ละลายในความร้อน ภายในหัวพิมพ์ทำให้เกิดการอุดตันได้ง่าย
- พิมพ์ให้ช้าลงประมาณ 20%-50% เพื่อช่วยให้ Carbon Fiber ที่อาจจะติดอยู่ในหัวพิมพ์หลุดออกไปได้ง่ายขึ้น ลดการอุดตันของหัวพิมพ์
- ใช้หัวพิมพ์ที่ใหญ่ขึ้น จะช่วยลดโอกาสอุดตัน
- เส้นพลาสติกจะค่อนข้างเปราะ หักง่ายเมื่อเกิดการงอ หรือมีการหักเลี้ยวในองศาที่แคบๆ แนะนำให้ใช้ท่อนำเส้นพลาสติกเพื่อลดโอกาสเส้นหัก
- การเก็บเส้น Nylon-Carbon Fiber ควรเก็บในถุงซิป และใส่สารดูดความชื้นไว้ด้วย เนื่องจาก Nylon ดูดความชื้นได้ดีมาก หากเส้นชื้นไปแล้ว (สังเกตจากเวลาพิมพ์จะมีเสียงน้ำเดือด เปาะแปะ ๆ) ให้นำไปอบในเตาอบที่อุณหภูมิประมาณ 80°C ประมาณ 4-6 ชั่วโมง
หลังจากปรับค่าการพิมพ์เล็กน้อย แล้วลองพิมพ์ใหม่อีกครั้งผลก็เป็นดังในภาพครับ หวังว่าคงได้ความรู้เล็กๆ น้อยๆ กลับไปบ้างนะครับ แล้วพบกันใหม่
