ในตลาดมีเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติหลายระบบ ทำความคุ้นเคยเกี่ยวกับความแตกต่างของแต่ละระบบเพื่ออธิบายว่าคุณคาดหวังอะไรจากการพิมพ์ซึ่งเป็นการตัดสินใจครั้งสุดท้ายกับเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับแอปพลิเคชั่นของคุณSLA (Stereolithography) และ DLP (Digital light processing) การพิมพ์ใน 2 รูปแบบนี้เป็นการพิมพ์ที่เป็นที่รู้จักโดยทั่วไปสำหรับการพิมพ์เรซิ่น การพิมพ์เรซิ่นเป็นที่นิยมในการผลิตชิ้นงานที่มีความแม่นยำสูงแบบ ISOTROPIC และต้นแบบที่เป็นรูปแบบตัน และชิ้นส่วนของหลายๆวัสดุกับงานที่อาศัยความละเอียดและพื้นผิวที่เรียบในขณะที่เทคโนโลยีเหล่านี้เคยมีความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายที่สูง แต่ในปัจจุบันรูปแบบของเครื่อง SLA และ DLP ขนาดเล็ก ที่สามารถผลิตชิ้นส่วนที่ได้มาตรฐานอุตสาหกรรมซึ่งอยู่ในราคาที่สามารถจับต้องได้และกับความสามารถรอบด้านที่ไม่มีใครเทียบได้ด้วยวัสดุการพิมพ์ที่หลากหลายการทำงานทั้ง 2 ระบบ โดยอาศัยแหล่งกำเนิดของแสง SLA ใช้แสงเลเซอร์และ DLP ใช้โปรเจคเตอร์ สำหรับวัตถุที่มีความหนาของแต่ละชั้นบางซ้อนกันเพื่อสร้างเป็นของแข็ง ในหลักการใกล้เคียงกันมาก และ 2 เทคโนโลยีให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันในคำแนะนำนี้ จะพูดถึงรายละเอียดและเปรียบเทียบในรูปแบบของความละเอียด ความแม่นยำ ขนาดของชิ้นงานที่พิมพ์ได้ ความเร็วในการพิมพ์ ขั้นตอนในการทำงานและอีกมากมาย
SLA Printer ทำงานอย่างไร
เครื่องพิมพ์ของ SLA ประกอบด้วยถาดเรซิ่นกับฐานที่โปร่งใสและพื้นผิวที่ไม่ติด ซึ่งทำหน้าที่เป็นพื้นผิวแยกสำหรับรองรับเรซิ่นเหลวเพื่อให้ขณะพิมพ์สามารถแยกชั้นที่เกิดขึ้นใหม่ได้อย่างอ่อนโยน
กระบวนการการพิมพ์เริ่มจากแท่นพิมพ์ชิ้นงาน(4) เคลื่อนลงมาใกล้ถาดเรซิ่น(9) และมีระยะห่างระหว่างแท่นพิมพ์ชิ้นงานกับถาดเรซิ่นเท่ากับ Layer Height หรือที่เรียกกันว่าความละเอียดของชิ้นงาน และด่านล่างของถาดเรซิ่น เลเซอร์จะยิงไปที่กระจก 2 บาน กัลวานอมิเตอร์กำหนดพิกัดของแสงให้ถูกต้องบนกระจก แสงส่องผ่านด้านล่างของถาดเรซิ่นและทำให้เรซิ่นชั้นนั้นๆแข็งตัวชั้นที่ถูกทำให้แข็งตัวแล้วจะแยกออกจากด้านล่างของถาดน้ำยาเรซิ่นและแท่นพิมพ์เคลื่อนที่ขึ้นเพื่อให้เรซิ่นที่เกาะอยู่ที่ตัวงานไหลลงไปที่ถาดเรซิ่นด้านล่าง การทำงานจะเป็นในลักษณะนี้จนกว่าจะปริ้นงานเสร็จ LFS (Low Force Stereolithography) เทคโนโลยี สามารถใช้งานได้ใน Form3 และ Form3L นี่คือเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติในรุ่นต่อๆไปในเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่เป็นเทคโนโลยี LFS ในส่วนของเลนส์ประกอบไปด้วย LPU(Light Processing Unit) ภายใน LPU ตำแหน่งของกัลวานอมิเตอร์มีความหนาแน่นของเลเซอร์สูงในแกน Y ผ่านทะลุไปยังตัวกรอง และพุ่งไปยังกระจกพับได้และกระจกที่เป็นพาราโบลิกเพื่อความสม่ำเสมอในการรับแสงที่ตั้งฉากกับระนาบที่ใช้ในการสร้างงานและทำให้มั่นใจในเรื่องของความแม่นยำ การเคลื่อนที่ของ LPU ในแกน x ชิ้นงานที่ถูกพิมพ์จะหลุดออกมาจากด้านล่างของถาดเรซิ่นในส่วนที่มีความยืดหยุ่นซึ่งลดแรงอย่างมากระหว่างกระบวนการการพิมพ์
เทคโนโลยีการพิมพ์ LFS ที่ใช้แรงน้อยมากในระหว่างการพิมพ์ การใช้ถาดเรซิ่นที่มีความยืดหยุ่นและการยิงแสงที่ลักษณะเป็นเส้นตรงมีผลทำให้ได้ผิวชิ้นงานที่มีคุณภาพและความแม่นยำในการพิมพ์ นี่คือพัฒนาการของเครื่องพิมพ์ระบบ SLA ในด้านของคุณภาพพื้นผิวและความแม่นยำในการพิมพ์ แรงที่ใช้น้อยลงในการพิมพ์ทำให้ Support ของชิ้นงานแกะออกได้ง่าย และกระบวนการนี้เป็นสัญญาณที่ดีสำหรับการขยายความเป็นไปได้เกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้มากขึ้นสำหรับอนาคต
DLP ทำงานอย่างไร
การทำงานเหมือนกับ SLA เครื่องพิมพ์ 3 มิติระบบ DLP ชิ้นงานจะถูกสร้างขึ้นรอบๆถาดเรซิ่นกับด้านล่างของถาดที่โปร่งแสงและแท่นพิมพ์ชิ้นงานเคลื่อนลงมาใกล้กับถาดเรซิ่นเพื่อสร้างชิ้นงานที่กลับหัว การทำงานของเครื่องเป็นชั้นต่อชั้นความแตกต่างระหว่างแสงที่ใช้งาน เครื่องพิมพ์ระบบ DLP ใช้โปรเจคเตอร์ในการฉายเพื่อทำให้ชิ้นงานในชั้นนั้นแข็งตัวทั้งหน้าตัดของชิ้นงาน
การประมวลผลด้วยแสง ประกอบด้วยกระจกขนาดเล็กวางลงบนชิบเซมิคอนดักเตอร์ การสลับระหว่างกระจกชิ้นเล็กๆและเลนส์ที่แสงส่องโดยตรงไปยังด้านล่างของถาดเรซิ่นหรือแผ่นระบายความร้อนกำหนดแกนที่น้ำยาเรซิ่นถูกทำให้แข็งภายในชั้นนั้นๆเพราะว่าโปรเจคเตอร์คือหน้าจอประมวลผลด้วยดิจิตอล ภาพในแต่ละชั้นประกอบด้วยหลาย pixel ผลลัพธ์ใน 3 มิติ การขึ้นรูปแต่ละชั้นจากลูกบาศก์ถูกเรียกว่า Voxel (ปริมาตรที่เล็กที่สุดที่รวมตัวกันเป็นภาพสามมิติ)
SLA VS DLP
ความละเอียด
ความละเอียดมีหลายค่าให้เลือกใช้มากกว่าใน spec sheet ซึ่งหน่วยพื้นฐานของ SLA และ DLP จะแตกต่างในด้านของรูปทรง สามารถทำงานที่ยากเมื่อเปรียบเทียบกับความแตกต่างของเครื่องโดยเฉพาะค่าบางค่า ในการพิมพ์งาน 3 มิติ จะมี 3 มิติให้พิจารณาเป็นหลัก 2 ระนาบ(X และ Y) และแกน Z ซึ่งจะเป็นแกนในแนวตั้งความละเอียดในแกน Z ถูกนิยามว่าเป็นความหนาของแต่ละชั้นที่ปริ้นเตอร์สามารถทำได้ เครื่องพิมพ์ 3 มิติ ระบบ SLA และ DLP สามารถทำให้ความละเอียดในแกน z มันบางลงได้มากขึ้นและผู้ใช้งานสามารถเลือกใช้งานความละเอียดได้ตั้งแต่ 25-300 ไมครอน ช่วยให้นักออกแบบปรับสมดุลระหว่างรายละเอียดและความเร็วได้
ในการพิมพ์ระบบ DLP แกน XY จะถูกกำหนดด้วยขนาดของ pixel ซึ่งเป็นลักษณะเล็กมากๆที่โปรเจคเตอร์สามารถทำได้ภายในหนึ่งชั้น สิ่งเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความละเอียดของโปรเจคเตอร์ ส่วนใหญ่จะเลือกใช้เป็น HP(1080P) สรุปว่า เครื่องพิมพ์ระบบ DLP ได้มีการแก้ไขความละเอียด XY ซึ่งโดยปกติอยู่ในช่วง 35-100 ไมครอนสำหรับ เครื่องพิมพ์ระบบ SLA ความละเอียดแกน XY จะถูกรวมเข้าด้วยกันโดยดูจากขนาดจุดของเลซอร์ที่ยิงออกมา และการเพิ่มขึ้นจะถูกควบคุมจากแสงเลเซอร์ เช่น Form3 มีขนาดของเลเซอร์เท่ากับ 85 แต่เป็นเพราะว่าเลเซอร์มีการทำงานที่เป็นเส้นตรงและเลเซอร์สามารถเคลื่อนที่ได้ทำให้ เครื่องพิมพ์สามารถที่จะพิมพ์ชิ้นงานได้ต่อเนื่องเท่าๆกันตลอดชิ้นที่ความละเอียด 25 ไมครอนในแกน XY อย่างไรก็ตาม ความละเอียดในตัวมันเองเป็นการวัดแบบกลวงๆ มันมีข้อบ่งชี้บางอย่าง แต่ไม่ได้จำเป็นสำหรับการเทียบเคียงโดยตรงกับความเที่ยงตรง ความแม่นยำ และคุณภาพการพิมพ์
ความเที่ยงตรงและความแม่นยำ
กระบวนการเติมแต่งในการพิมพ์ 3 มิติ แต่ละชั้นมีโอกาสที่จะเกิดความไม่แม่นยำ และกระบวนการขึ้นแต่ละชั้นจะส่งผลต่อความแม่นยำ ชิ้นงานถูกกำหนดให้แต่ละชั้นมีความแม่นยำและความเที่ยงตรงที่เท่ากันและความแม่นยำขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย กระบวนการพิมพ์ชิ้นงาน วัสดุ การตั้งค่าโปรแกรม ขั้นตอนสุดท้ายในกระบวนการ และอื่นๆโดยทั่วไป ทั้ง SLA และ DLP มีความแม่นยำมาก ความแตกต่างในความแม่นยำและความเที่ยงตรงดีขึ้นมากโดยที่ความแตกต่างของเครื่องพิมพ์จากหลากหลายผู้ผลิตมากกว่าความแตกต่างระหว่างเทคโนโลยีของพวกเขาในกรณีที่เพิ่งเริ่มใช้เครื่องพิมพ์ทั้ง SLA และ DLP จะใช้โปรเจคเตอร์ เลเซอร์ หรือกัลวานอมิเตอร์ และทางผู้ผลิตหลายเจ้าพยายามที่ให้ผู้ใช้งานได้รับประสิทธิภาพสูงสุดออกจากสิ่งเหล่านี้ เครื่องพิมพ์ 3 มิติระบบมืออาชีพทั้งระบบ SLA และ DLP เหมือนกับเครื่องพิมพ์ Formlabs Form3 คุณสมบัติของระบบถูกปรับตามความต้องการของลูกค้าเพื่อความมืออาชีพ
การคาริเบทก็สำคัญเช่นเดียวกัน เกี่ยวกับโปรเจคเตอร์ DLP การผลิตจำเป็นต้องจัดการกับการกระจายของแสงที่ไม่สม่ำเสมอบนระนาบชิ้นงานและการบิดเบือนของเลนส์ พิกเซลที่อยู่ตรงกลางขนาดมีขนาดและรูปร่างไม่เท่ากับพิกเซลที่อยู่ที่ขอบ เครื่องพิมพ์ SLA ใช้แสงชนิดเดียวกับกับทุกชิ้นงานที่พิมพ์ ซึ่งหมายความว่าเหมือนตามคำจำกัดความแต่ยังคงทำการคาริเบทเพื่อตรวจสอบความผิดเพี้ยนถึงแม้ว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่คุณภาพในการพิมพ์ที่สูงและองศาของการคาริเบททำให้ผลลัพธ์แตกต่างกันอย่างกว้างขวางขึ้นอยู่กับวัสดุ น้ำยาเรซิ่นมีความแตกต่างกันซึ่งต้องปรับค่าให้เหมาะสมกับการใช้งาน ซึ่งใช้งานได้กับบางวัสดุหรือน้ำยาเรซิ่นที่สามารถใช้งานได้กับแค่บางรุ่นเครื่องพิมพ์ความเที่ยงตรงและความแม่นยำแทบจะเป็นไปไม่ได้ในทางเทคนิคเท่านั้น ทางออกที่ดีที่สุดสำหรับการประเมินเครื่องพิมพ์ 3 มิติ คือการวัดขนาดชิ้นงานจริงหรือผู้ผลิตสามารถสร้างสรรค์ชิ้นงานตามความต้องการของเขาเอง
ขนาดของชิ้นงานที่ผลิตได้
เครื่องพิมพ์ 3 มิติระบบ DLP มีควาสัมพันธ์ระหว่างความละเอียดกับปริมาตรของชิ้นงาน ความละเอียดขึ้นอยู่กับโปรเจคเตอร์ ซึ่งสามารถกำหนดขนาดของ pixel ได้ ถ้าเคลื่อนที่โปรเจคเตอร์ให้ใกล้กับกระจกมากขึ้น pixel จะลดลงและสามารถเพิ่มความละเอียดได้แต่ขนาดของพื้นที่ชิ้นงานก็จะเล็กลงสำหรับบางผู้ผลิตวางโปรเจคเตอร์หลายๆตัวข้างๆกันหรือใช้โปรเจคเตอร์ที่มีความละเอียดสูงมาก 4K เพื่อเพิ่มปริมาตรของชิ้นงานซึ่งนำไปสู่ราคาที่สูงมากกว่าราคาเครื่องพิมพ์ที่เป็นเครื่องพิมพ์ขนาดเล็กสรุปว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติระบบ DLP เหมาะสำหรับการใช้งานสำหรับบางรุ่นมีขนาดที่เล็กกว่าและสามารถสร้างงานที่มีขนาดเล็กเช่นรายละเอียดของจิวเวลรี่ ในขณะที่สามารถผลิตชิ้นงานที่ใหญ่จะส่งผลในเรื่องความละเอียดที่น้อยกว่ากระบวนการพิมพ์ระบบ SLA สามารถกำหนดขนาดได้ ขนาดของชิ้นงานที่พิมพ์ได้ของ SLA Printer สามารถเลือกความละเอียดได้มากมาย ในการพิมพ์ชิ้นงานสามารถพิมพ์ชิ้นงานขนาดเท่าไรก็ได้และความะเอียดเท่าไรก็ได้และบริเวณใดก็ได้ในแท่นพิมพ์ชิ้นงาน สามารถพิมพ์ชิ้นงานที่ใหญ่และมีความละเอียดสูงหรือพิมพ์ชิ้นงานขนาดเล็กมากในจำนวนที่มากในเครื่องพิมพ์เดียวกันอุปสรรคหลักๆในการในการเพิ่มปริมาตรของชิ้นงานทั้งเครื่องพิมพ์ 3 มิติ SLA และ DLP คือแรงที่ใช้ในการดึงตัวงานออกจากฟิล์ม ในขณะที่พิมพ์ชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่จะใช้แรงในการดึงชั้นที่แข็งตัวออกจากฟิล์มมากเทคโนโลยีการพิมพ์แบบ LFS ฟิล์มที่ยืดหยุ่นที่ถาดของเรซิ่นและลอกออกจากแท่นพิมพ์ในขณะแท่นพิมพ์เคลื่อนที่ขึ้น ซึ่งเห็นได้ชัดเลยว่าความเครียดของชิ้นงานลดลง หมายความว่าแรงที่ใช้ในการดึงชิ้นงานออกจากฟิล์มใช้น้อยลง คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์นี้ทำให้สามารถเพิ่มปริมาตรของการพิมพ์ให้ใหญ่ขึ้นได้โดยใช้เครื่องพิมพ์ SLA (FORM3L)
พื้นผิวสมบูรณ์
เครื่องพิมพ์ระบบ SLA และ DLP ต่างสามารถสร้างชิ้นงานที่มีความเรียบของผิวชิ้นงานมากกว่าระบบการพิมพ์อื่นๆ เมื่อเราพูดถึงความแตกต่าง สามารถดูรายละเอียดจากชิ้นงานขนาดเล็กวัตถุจะสร้างชั้นจาการพิมพ์ เครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถพิมพ์ชิ้นงานในลักษณะชั้นที่เป็นแนวนอน อย่างไรก็ตามเพราะว่า DLP เป็นการประมวลผลแบบรูปภาพโดยการใช้ Voxel ซึ่งส่งผลกระทบกับVoxel ในแนวตั้งด้วย
ความเร็วและผลผลิต
เมื่อเรานึกถึงความเร็วในการพิมพ์ เป็นสิ่งที่สำคัญมากในการพิจารณาความเร็ว ยังรวมไปถึงปริมาณงานด้วยความเร็วในการพิมพ์สำหรับระบบ SLA และ DLP ในการเปรียบเทียบทั่วไป โปรเจคเตอร์จะขึ้นรูปทั้งชั้นภายในครั้งเดียว ความเร็วในการพิมพ์ระบบ DLP นั้นเท่ากันและขึ้นอยู่กับความสูงของชิ้นงานนั้นในขณะที่เครื่องพิมพ์ SLA ใช้เลเซอร์ในการยิงลักษณะเหมือนการวาดตามรูปแบบของไฟล์งานในแต่ละชั้น ข้อดีของการพิมพ์ด้วยเครื่อง SLA เปรียบเทียบกับ DLP ความเร็วในการพิมพ์ขนาดเล็กหรืองานที่มีขนาดไม่ใหญ่มากใช้เวลาในการพิมพ์น้อยกว่า ขณะที่เครื่องพิมพ์ DLP จะพิมพ์ชิ้นงานใหญ่ได้ไวกว่า การพิมพ์ชิ้นงานตันหรือพิมพ์ชิ้นงานเต็มพื้นที่ในการพิมพ์แต่บางครั้งการพิจารณาอย่างถี่ถ้วนระหว่างความละเอียดและปริมาตรงานที่พิมพ์ได้สำหรับเครื่องปริ้นระบบ DLP สำหรับเครื่องปริ้นขนาดเล็กสามารถปริ้นงานเล็กๆได้อย่างรวดเร็ว ความละเอียดสูง แต่ขนาดของชิ้นงานมีข้อจำกัด ความแตกต่างระหว่างเครื่องที่สามารถพิมพ์งานได้ขนาดใหญ่หรือปริ้นงานขนาดเล็กแต่ความละเอียดจะน้อยกว่าระบบ SLAเครื่องพิมพ์ระบบ SLA สามารถผลิตชิ้นงานจบภายในเครื่องเดียวและให้ผู้ใช้ได้มีอำนาจในการตัดสินใจในเรื่องความละเอียด ความเร็ว หรือปริมาณงาน
ขั้นตอนการทำงานและวัสดุ
ความเที่ยงตรงและความแม่นยำ ขั้นตอนการทำงานและวัสดุที่สามารถใช้งานได้ ส่วนใหญ่เครื่องพิมพ์ระบบ SLA และ DLP เป็นแบบเสียบแล้วสามารถใช้งานได้เลยสะดวกต่อการใส่แท่นพิมพ์และถาดเรซิ่น สำหรับบางรุ่นเรซิ่นจะไหลลงมาที่แท้งโดยอัตโนมัติ ซึ่งมีความต้องการน้อยและสะดวกสำหรับการพิมพ์ค้างคืนบางเครื่องพิมพ์มีโปรแกรมสำหรับใช้งานได้สำหรับการพิมพ์ เช่น Preform สำหรับเครื่องพิมพ์ Formlab ในขณะที่ผู้ผลิตเจ้าอื่นไม่ได้ใช้วิธีนี้ ลักษณะภายนอกแตกต่างโดยเครื่องมือภายในซอฟแวร์ ยกตัวอย่างเช่น Preform จะมีคำสั่ง One-click print ซึ่งถ้าใช้คำสั่งนี้แล้วโปรแกรมจะสามารถสร้าง Support และรูปแบบการวางอัตโนมัติ โดยฟังก์ชันนี้จะช่วยประหยัดวัสดุและเวลา โชคดีที่โปรแกรมสามารถดาวน์โหลดมาลองใช้งานฟรีก่อนที่จะซื้อเครื่องพิมพ์ 3 มิติ
หนึ่งในประโยชน์ของการพิมพ์ 3 มิติระบบเรซิ่นคือความหลากหลายของวัสดุในการพิมพ์ซึ่งสามารถสร้างชิ้นงานที่มีความหลากหลายได้ เรซิ่นมีมากมายหลายสูตร วัสดุมีทั้งชนิดแข็งและนิ่ม เต็มไปด้วยวัสดุอย่างเช่นแก้วและเซรามิค หรือคุณสมบัติในด้านของการทนต่ออุณหภูมิสูงหรือทนต่อแรงกระแทกได้ดีอย่างไรก็ตาม ความแตกต่างของวัสดุขึ้นอยู่กับโมเดลที่ต้องการพิมพ์ ดังนั้นเราแนะนำว่าให้ถามกับทางผู้ผลิตก่อนที่จะมีการซื้อชิ้นงานที่พิมพ์จากเครื่องพิมพ์ทั้งระบบ SLA และ DLPสิ่งที่ต้องทำต่อเนื่องหลังการพิมพ์อันดับแรกชิ้นงานต้องทำการล้างโดยใช้น้ำยา IPA สำหรับการใช้งานของวัสดุไม่ว่าจะในด้านวิศวกรรมหรือชิ้นส่วนทางชีวภาพต่างก็ต้องทำการอบชิ้นงาน Formlabs ได้เสนอแนวทางแก้ไขเหล่านี้เพื่อทำให้ประหยัดเวลาในการพิมพ์สุดท้ายนี้การพิมพ์ชิ้นงานบนตัวค้ำพยุงชิ้นงานสุดท้ายและก็ต้องแกะออกจากตัวงาน เป็นขั้นตอนที่เหมือนกันทั้งระบบ SLA และ DLP เทคโนโลยีการพิมพ์ LFS 3D ช่วยลดความยุ่งยากในขั้นตอนนี้โดยที่โครงสร้างที่ใช้ในการค้ำพยุงชิ้นงานมีจุดสัมผัสของชิ้นงานค่อนข้างเล็กทำให้ง่ายต่อการแกะออกจากตัวโมเดล
ขอขอบคุณบทความจาก www.formlabs.com