SLA 3D Printer คืออะไร ??? เหมาะกับงานแบบไหน ทำไมถึงนิยมใช้กัน (Update 2024)

หากว่าด้วยเรื่องการพิมพ์ 3มิติ ที่มีความละเอียดสูงมากๆ หลายคนก็ต้องยกให้กับระบบนี้คือ Stereolithography หรือที่รู้จักกว่า SLA ซึ่งคำจัดกัดความหรือความหมายคือการขึ้นรูปด้วยน้ำเรซิ่นจากแสง UV ไม่ว่าแสงนั้นจะเป็นอะไร ระบบนี้ก็จะใช้แสงเป็นตัวหลักในการขึ้นรูป ถ้าหากย้อนไปเมื่อ 1-2ปีที่แล้วต้องบอกเลยว่า เทคโนโลยีนี้มีราคาเครื่องที่สูงพอสมควร ผู้เริ่มต้นอาจจะเข้าไม่ถึงเทคโนโลยี แต่ในปัจจุบัน 2024 เรียกได้ว่า SLA และ FDM แทบจะราคาเท่า ๆ กันเลยก็คือหลักหมื่นนิดๆก็สามารถซื้อมาใช้งาน เข้าถึงได้แล้ว ซึ่งวันนี้เราจะมาอธิบายให้เข้าใจว่า SLA 3D Printer คืออะไร โดยสามารถดูได้ตามหัวข้อเนื้อหาที่อยู่ด้านล่างได้เลย

• SLA 3D Printer คืออะไร
• ประวัติความเป็นมา SLA 3D Printer
• หลักการทำงานของ SLA 3D Printer
• การเลือกใช้เครื่องให้เข้ากับชิ้นงาน
• การเปรียบเทียบระบบ SLA และ FDM
• วัสดุตั้งต้นที่ใช้กับ SLA 3D Printer
• สรุปการใช้งานและแนะนำ

---

SLA 3D Printer คืออะไร
เครื่องปริ้น 3ดี ขึ้นรูปแสง UV บนน้ำเรซิ่น เมื่อเรซิ่นโดนแสงที่จุดหนึ่งๆเปลี่ยนเป็นของแข็งที่จุดนั้น ใช้หลักการนี้ในการสร้างรูปร่าง 3มิติขึ้นมา แหล่งกำเนิดแสงมีหลายแบบ หากเป็นเลเซอร์จะเรียกกว่า SLA (Stereolithography), หากแหล่งแสงจากProjectorเรียก DLP, หากใช้ LCD เรียก MSLA หรือ LCD 3D Printer ราคาเริ่มต้นหลักหมื่น จนถึงระดับอุตสหกรรมหลักล้าน

ระบบเรซิ่นนี้เป็นระบบที่ให้ความละเอียดสูงที่สุด สวยสุด หากเทียบกับระบบอื่น แต่มีข้อเสียอยู่ที่ความยุ่งยากในการใช้งาน, การล้าง, ความสกปรก และสารเคมี ระบบนี้ใช้กันมากในอุตสหกรรม Jewelry, การหล่อ, งานประติมากรรม, อุตสาหกรรมรถยนต์ SLA Printer ขนาดเล็กนั้นปัจจุบันมีราคาถูก ส่วนเครื่อง SLA ที่พิมพ์ได้ใหญ่ 600mm-1700mmฟ เป็นที่นิยมในโรงงานอุตสาหกรรมมีราคาสูงตามคุณภาพงานที่พิมพ์ออกมาตัวอย่างงานพิมพ์จากเครื่องอุตสาหกรรมงานศิลปะ, งานชิ้นส่วนรถยนต์ ซึ่งส่วนใหญ่จะเน้นการผลิตเป็นต้นแบบ หรือนำไปทำแม่พิมพ์ เพื่อทำ Vaccum หรือ อัดด้วย Fiber เพื่อเพิ่มความแข็งแรง

---

ประวัติความเป็นมา SLA 3D Printer

1940s-1970
เชื่อว่าหลาย ๆ คนจะยังไม่เกิดกัน ซึ่งการเดินทางของเครื่องพิมพ์ 3D Printer ระบบ SLA เป็นระบบที่เกิดขึ้นมาก่อนระบบ  FDM (Fused Deposition Modeling) หรือ FFF ซึ่งมีแนวคิดที่จะทำมานานมากแล้วตั้งแต่  1940s-1970 โดย Murray Leinster นักเขียนแนวไซไฟในยุคนั้น ได้บรรยายเทคโนโลยีนี้เป็นครั้งแรก เกี่ยวกับ 3D Printer SLA ในเรื่อง “Things Pass By” ซึ่งเขาจินตนาการถึงเครื่องจักรที่สามารถนำภาพวาดของเขามาทำให้เกิดขึ้นจริงได้ โดยใช้พลาสติกที่หลอมละลายเพื่อสร้างวัตถุ 3 มิติ ซึ่งตอนนี้มีต้องการทำให้ความคิดของเขาเป็นจริง และในปี 1971 Johannes F. Gottwald ได้ยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับเครื่องอัดรีดโลหะเหลว เขาจินตนาการว่าเครื่องอัดรีดนี้จะเหมือนกับเครื่องพิมพ์ในสำนักงาน เพียงแต่จะพิมพ์วัตถุ 3 มิติด้วยโลหะ แทนที่จะพิมพ์ตัวอักษรด้วยหมึก

1981-1984
ผู้ให้กำเนิดคือ Hideo Kodama ที่นาโกย่าประเทศญี่ปุ่นในปี 1980 โดยได้ยื่นสิทธิบัตร “rapid prototyping device” หลักการคือการทำให้เรซิ่นไวแสงแข็งเป็นชั้นๆ ซ้อนทับกันทำให้เกิดเป็นรูปร่าง 3มิติ ต่อมามีผู้เริ่มเอาความคิดดังกล่าวมาพัฒนาและเริ่มขายจริงในท้องตลาดที่เป็นเครื่องพิมพ์ 3มิติ (สมัยนั้นเรียก RP Rapid Prototype) โดยสิทธิบัตรของเขาไม่ผ่านการพิจารณาและไม่มีเงินทุนสนับสนุนที่จะพัฒนาต่อ

ยุคแห่งการประดิษฐ์ Stereolithography (SLA) โดย Charles Chuck Hull ผู้ก่อตั้งบริษัท 3D System ในปี 1984-1988 ระบบนี้มีข้อดี คือได้ชิ้นงานที่ความละเอียดสูง ผิวเรียบ นิยมใช้กับงานตัวอย่าง ต้นแบบ เพราะความละเอียดที่ได้มาจะต้องแลกด้วยความแข็งแรง จึงไม่ค่อยนิยมนำไปทำอะไหล่หรือพาร์ททดแทน และหมดสิทธิบัตรในปี 2000 และจากนั้นเทคโนโลยี 3มิติ ก็ถูกแพร่หลาย ทำให้ตลาดเข้าถึงมากขึ้น รวมถึงผู้ใช้งานมากขึ้น

---

หลักการทำงานของ SLA 3D Printer
เช่นเดียวกับ เครื่องพิมพ์ 3มิติ ระบบอื่นๆหลักการทำงานคือการพิมพ์ชิ้นงานทีละชั้นไปเรื่อยๆ (Layer by Layer) โดยวัสดุตั้งต้นของระบบนี้คือเรซิ่น ที่มีส่วนผสมระหว่าง Monomer และ Photoinitiator สารที่ถูกแสง UV จะเชื่อม Monomer เป็น Polymer พลาสติกนั้นเอง เมื่อฉายแสง UV เฉพาะเจาะจงตามลวดลายที่ต้องการสามารถทำให้เกินแผ่นพลาสติกแข็งเป็นชั้น หลายๆชั้นต่อกันออกมาเป็นรูปร่าง 3มิติ โดยหลักๆแล้วเครื่องสามารถแบ่งได้ตามแหล่งกำเนิดแสง เช่นจากเลเซอร์เรียก SLA, จาก Projector เรียก DLP, ผ่านหน้าจอ LCD เรียก MSLA เป็นต้น สามารถแบ่งตามทิศทางการขึ้นรูป เช่น แสงอยู่ด้านบน จุ่มงานลงด้านล่าง เรียก Top Down SLA, แสงอยู่ด้านล่าง ดึงชิ้นงานขึ้นเรียก Bottom Up SLA เป็นต้น

Top Down SLA ยิงแสงเลเซอร์จากด้านบน ให้วัสดุแข็งตัว และจุ่มชิ้นงานลงด้านล่าง เมื่อเสร็จจะดันขึ้น

เป็นระบบที่ใช้แหล่งกำเนิดแสงเป็น Laser ยิงเข้าสู่วัสดุ เรซิ่น เพื่อขึ้นรูปหลังจากยิง 1ชั้น/Layer แล้วฐานพิมพ์จะทำการดำหรือจุ่มลงด้านล่าง เพื่อเป็นการบ่มชิ้นงานใน Resin  เมื่องานเสร็จจะทำการยก ฐานรองขึ้น เทคโนโลยีระบบนี้มักจะมีอยู่ใน 3D Printer ที่มีขนาดใหญ่ อย่างเช่น Kings SLA Pro เกรดอุตสาหกรรม ได้ทั้งความละเอียดสูง พิมพ์ได้ใหญ่ 600-1700mm สำหรับงานชิ้นส่วนรถยนต์, งานศิลปกรรม, งานประติมากรรม
Brand : Kings SLA , Ray (แบรนด์คนไทยจาก 3DD)

Bottom Up SLA ยิงแสงด้านล่าง ให้วัสดุแข็งตัว และฐานพิมพ์จะดึงชิ้นงานขึ้นด้านบน

SLA (Bottom Up)
เป็นการขึ้นรูปด้วยแสงเลเซอร์ที่อยู่ใต้ถาดเก็บน้ำยาเรซิ่น จะทำการวาดทีละ Layer แล้วจากนั้น ฐานพิมพ์จะทำการดึงชิ้นงานขึ้น จนก่อเป็นโมเดลที่สำเร็จ ซึ่งมีความละเอียดสูงต่อให้เป็นเครื่องขนาดใหญ่ก็ยังมีความละเอียดที่สูงอยู่มากๆ อย่างเช่น Form3L ขนาดการพิมพ์ 33.5 × 20 × 30 cm แต่มีความละเอียดสูงถึง 25ไมครอน เมื่อเทียบกับระบบอื่น ยิ่งเครื่องใหญ่ ความละเอียดจะยิ่งเพิ่มขึ้น (ค่าความละเอียดยิ่งน้อยยิงดี กลับกันค่าความละเอียดเยอะ ความคมชัดก็จะน้อยลง) ความนิยมสำหรับเทคโนโลยี SLA(Bottom up) จะเป็นอุตสาหกรรม ขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ ที่จะต้องนำวัสดุมาวิจัยก่อนสั่งต่างประเทศผลิต เนื่องจาก วัสดุน้ำยาเรซิ่น ของระบบนี้จะมีการวิจัยมาแล้ว รวมถึงนิยมใช้ในแลปส์ โดยเฉพาะแลปส์ทันตกรรม
Brand : Formlabs(ระบบนี้เป็นสิทธิบัตรเฉพาะของ Formlabs)

Digital Light Processing (DLP)
เป็นการขึ้นรูปด้วยแสง Projector เป็นระบบที่มีความเร็วสูงระดับนึง เนื่องจากจะทำการฉายแสง 1 เลเยอร์เพื่อให้แข็งตัวและจากนั้นจะทำการดึงขึ้น แถมมีความละเอียดที่สูงพอสมควร แต่ด้วยตัวเครื่องที่มีทรงสูงเกินความจำเป็น เพราะว่า DLP จะต้องมี ตัวกำเนิดแสงหรือเครื่องฉาย Projector ภายใต้เครื่องเพื่อขึ้นรูป และตัวเครื่องยังมีราคาที่สูง ทำให้นิยมใช้ในอุตสาหกรรม ทันตกรรม,Jewerly เหมือนกับด้านบน แต่ในด้านอุตสาหกรรมอื่นๆ จะไม่ค่อยนิยมเช่น Automotive , Art เนื่องจากเครื่องมีขนาดใหญ่ แต่ขนาดที่พิมพ์ได้มีขนาดเล็ก
Brand : Flashforge , ELEGOO , plonext และอื่นๆ

MSLA/LCD 3D Printer
เป็นการขึ้นรูปด้วยแสง LED UV เป็นจุด Pixel ซึ่งเมื่อก่อนจะเข้าถึงได้ยากเนื่องจากเป็นเทคโนโลยีที่มีคุณภาพสูง และการใช้งานที่สะดวกกว่า DLP ในปัจจุบัน MSLA/LCD เป็นระบบที่มีคุณภาพสูง ราคาประหยัดเทียบเท่าระบบ FDM ได้เลย และยังมีวัสดุรองรับมากมาย ทั้งแบบทั่วไปที่ใช้งาน จนถึงระดับอุตสาหกรรม Dental Jewerly หรือแม้กระทั่ง Part ทดแทน นิยมในผู้ใช้ทุกระดับ และหลากหลาย Solution มีหลายรุ่นหลายแบรนด์
ฺBrand : Flashforge , ELEGOO , Phrozen , Anycubic , creality

---

การเลือกใช้เครื่องให้เข้ากับชิ้นงาน
การเลือกใช้เครื่องสำหรับ 3D Printer SLA จะขึ้นอยู่กับขนาดของเครื่องที่เราต้องการ เนื่องจากในปัจจุบัน ไม่ว่าจะระบบไหน ก็มีเรซิ่นรองรับกับความต้องการ อย่างเมื่อก่อนหากต้องการพิมพ์ Jewerly , Dental ก็จะต้องมุ่งไปยัง Formlabs เนื่องจากมีวัสดุที่มีการวิจัยมากที่สุดและเฉพาะทางมากที่สุด
แต่ปัจจุบันตัว LCD ที่เป็น Phrozen เองก็มีเรซิ่น Jewerly , Dental ออกมารองรับเช่นกัน และยังทำงานได้เทียบเท่ากันอีกด้วย ส่วนในเรื่องราคาก็แทบจะเท่ากับเครื่อง 3D Printer FDM

ระบบเรซิ่นนี้เป็นระบบที่ให้ความละเอียดสูงที่สุด สวยสุด หากเทียบกับระบบอื่น แต่มีข้อเสียอยู่ที่ความยุ่งยากในการใช้งาน, การล้าง, ความสกปรก และสารเคมี ระบบนี้ใช้กันมากในอุตสหกรรม Jewerly, การหล่อ, งานประติมากรรม, อุตสาหกรรมรถยนต์ SLA Printer ขนาดเล็กนั้นปัจจุบันมีราคาถูก ส่วนเครื่อง SLA ที่พิมพ์ได้ใหญ่ 600mm-1700mm เป็นที่นิยมในโรงงานอุตสาหกรรมมีราคาสูงตามคุณภาพงานที่พิมพ์ออกมาตัวอย่างงานพิมพ์จากเครื่องอุตสาหกรรมงานศิลปะ, งานชิ้นส่วนรถยนต์

---

การเปรียบเทียบระบบ SLA และ FDM
เปรียบเทียบคุณภาพงาน ความคมชัดจาก 3D Printer 2ระบบ คือ ระบบเส้นพลาสติก FDM และ ระบบน้ำเรซิ่น SLA เป็นที่รู้กันอยู่แล้วว่าระบบเรซิ่นนั้นมีความละเอียด สวยกว่า เก็บ Detail ได้ดีกว่า สวยกว่าขนาดไหนเรามาดูกันด้านล่าง แต่เราจะไม่ได้อวยอย่างเดียว จะให้เห็นจุดด้อยของระบบนี้ด้วยเช่นกัน ที่ทิ้งรอย Support เป็นตุ่มเป็นหลุม โอกาสพิมพ์ให้สำเร็จยาก ต้องตั้งชิ้นงานและ Support ให้ดีๆ

คุณภาพงานพิมพ์
หากเปรียบเทียบคุณภาพงานพิมพ์แล้ว SLA มีความคมชัดกว่ามากทั้งในมิติของแกน XY และ แกน Z เหตุผลมาจากกลไกการสร้างโมเดลที่ต้องกันชัดเจน FDM จะทำการละลายรูปของหัวฉีดไม่สามารถทำให้เล็กมากๆได้โดยมากจะอยู่ที่ประมาณ 0.4mm @XY ลักษณะการตั้งค่าของการพิมพ์ความหนาของแต่ละเลเยอร์ก็เช่นกัน FDM จะนิยมตั้งกันประมาณ 0.15-0.25mm/layer @Z ระบเรซิ่นไม่ติดปัญหาเรื่องขนาดของหัวฉีดจึงสามารถสร้างความละเอียดได้สูง โดยทั่วไปมีขนาด จุดเลเซอร์/Pixel อยู่ที่ 0.05-0.1mm @XY และนิยมพิมพ์กันที่ 0.025-0.1mm/layer @Z

• FDM ข้อจำกัดขนาดหัวฉีด ทำให้เล็กมากไม่ได้ ไม่งั้นฉีดพลาสติกเหลวไม่ออก
• FDM มีขนาดหัวฉีด 0.4mm @XY นิยมพิมพ์กันที่ 0.15-0.25mm/layer @Z
• SLA มีขนาด Pixel ทั่วไปอยู่ที่ 0.05mm @XY นิยมพิมพ์กันที่ 0.05-0.1mm/layer @Z

สองโมเดลพิมพ์จากไฟล์เดียวกันที่ความละเอียดเท่ากันที่ 0.05mm ด้านซ้ายพิมพ์ด้วยเครื่องระบบเส้นพลาสติก FDM จะเห็นชั้นของเลเยอร์ค่อนข้างชัดเจน เมื่อ Zoom เข้าจะเห็นเส้นพลาสติกย้อยหลายๆจุด ส่วนของ SLA มองดีๆจะเห็นชั้นของเลเยอร์เหมือนกันแต่ดูเชื่อมกันเป็นเนื้อเดียวมากกว่า และเห็นเป็นชั้นๆน้อยกว่า

รูปนี้จะเห็นได้ชัดเจน การเก็บรายละเอียดและเชื่อมเป็นเนื้อเดียวกัน ระบบ SLA ทำได้ดีกว่า

ซ้ายมีด้วยระบบ FDM ที่ความละเอียด 0.1mm/layer ด้านขวาพิมพ์ด้วยระบบเรซิ่น SLA 0.05mm/layer ถึงแม้ว่าพิมพ์ระบบเส้นที่ความละเอียดหยาบกว่า เป็นตัวอย่างที่ไม่ดีนัก แต่จะเห็นว่าการเก็บรายละเอียดต่างกันอย่างมาก

ตัวอย่างนี้ทั้งสองพิมพ์ด้วยความละเอียดเท่ากันที่ 0.1mm/layer แต่จะสังเกตุเห็นว่าด้านซ้าย FDM จะเห็นเลเยอร์ขึ้นอย่ากชัดเจน ส่วนหากเป็นระบบ SLA งานจะดูกลืนกันมากเห็นเป็นเลเยอร์เช่นกันแต่ดูน้อยกว่า

2ระบบนี้จุดประสงค์ของสองระบบนี้ก็คือเอาไปทำเหมือนกันแต่ที่แตกต่างกันคือความละเอียด งาน SLA เสร็จไม่ต้องคัด FDM ปริ้นเสร็จต้องเอาไปคัดต่อหรือไม่คัดก็ได้ขึ้นอยู่ว่าเราเอาไปทำอะไรต่อ ขอบคุณครับที่เข้ามาอ่านบทความนี้.ของให้เป็นแนวทางความรู้เกี่ยวกับ 3D Printter

---

วัสดุตั้งต้นที่ใช้กับ SLA 3D Printer

Resin (Photosensitive Resin)
ใช้กับเครื่องพิมพ์ระบบน้ำเรซิ่น  DLP/SLA 3D Printer

• Resin ที่ใช้กับเครื่อง DLP, SLA, LCD ทั่วไป 385-405nm มีแบบทั้งมาตรฐานละลายใน IPA HD Resin และ แบบพิเศษสามารถละลายในน้ำเปล่า Washable Resin
• Resin ที่ใช้เฉพาะกับ Formlabs เป็น ecosystem ของ Formlabs มีข้อดีคือ ไม่ต้องตั้งค่าอะไรมาก ตั้งค่ามาอย่างดีแล้วจากโรงงาน มีวัสดุให้เลือกหลากหลายมาก เช่น วัสดุเชิงการแพทย์และทันตกรรม, วัสดุเชิงวิศวกรรม แข็งแรง เหนียวพิเศษ ทนความร้อน
• Resin ที่ใช้กับเครื่องพิมพ์ระดับอุตสหกรรม Professional ขายเป็นถังนะ 10Kg Kings600, Kings1700

---

สรุป 3D Printer SLA ข้อดีและข้อเสีย 
SLA 3D Printer เป็นระบบที่ใช้น้ำเรซิ่นเป็นสารตั้งต้นในการขึ้นรูป โดยการขึ้นรูปมีหลากหลายรูปแบบ แต่หลักการ การขึ้นรูปจะเหมือนกันคือการใช้แสงหรือเลเซอร์ทำให้เรซิ่นแข็งตัว ส่วนความละเอียดหากต่ำกว่า 100 ไมครอนลงไป ตาเปล่ามองเห็นได้ลำบาก ต้องใช้อุปกรณ์ในการช่วยเหลือ เพราะฉนั้นเรื่องความละเอียดของจอ หรือที่ในตลาดปัจจุบันมีการแข่งขันกัน 4K , 6K , 8K , 12K , 14K , 16K , 18K หากไม่มีเรซิ่นดี ๆ ที่จะช่วยชูความละเอียด หรือการตั้งค่าแบบทั่วไป ไม่มีการใช้ความละเอียดสูงสุดก็ไม่ได้มีความเปลี่ยนแปลงอะไร เพราะฉนั้น จำนวน K ที่สู้กันอยู่ในท้องตลาดเป็นเพียงตัวเลขที่ผู้ผลิตนำมาต่อสู้กันเอง เพราะในความเป็นจริงแล้วเราจะวัดกันที่ความละเอียด ไมครอน ของเครื่องหรือความละเอียดสูงสุดที่สามารถพิมพ์ได้โดยที่เครื่องสามารถพิมพ์ได้จำนวนเยอะ ๆ ไม่ใช่การดึงประสิทธิภาพสูงสุดออกมาเพื่อพิมพ์โมเดลอันเดียวเพื่อต่อสู้กับเจ้าอื่นจากนั้นก็….

FDM หรือ SLA ทั้ง 2ส่วนมีข้อดีและข้อเสียที่ต่างกัน
FDM จุดเด่นของเขาจะอยู่ที่งาน Engineering ที่ไม่ต้องการความงามมากนัก พิมพ์เสร็จแกะซัพพอร์ทสามารถใช้งานได้เลย ซึ่งงานที่เป็นแนว FreeForm หรือ Art จะต้องมีโปรเซสการทำงานเพิ่มเติมหลายขั้นตอน ซึ่งอาจจะต้องใช้ความรู้และความเชี่ยวชาญ แต่ในส่วนของ Material จะมีวัสดุประเภทอุตสาหกรรมรองรับ ที่หลากหลายมากกว่า

SLA จุดเด่นงานละเอียด ผิวเนียน สวยงาม เหมาะกับงาน Art Freeform ความละเอียดเยอะ ๆ แต่ข้อเสียคือ ความแข็งแรง ถ้าต้องการความแข็งแรงจะต้องใช้วัสดุที่พิเศษขึ้น นอกจากนี้ยังมีความเลอะเทอะมากกว่า และโปรเซสการทำงานที่เยอะกว่า เพราะโมเดลที่ออกจากเครื่องจำเป็นต้องนำไปทำความสะอาดและอบ UV ก่อนนำไปใช้งาน
การหาไฟล์พิมพ์ก็ไม่ยาก จะมาจากการวาดขึ้นเองจากโปรแกรม หรือ Application ก็ได้ หรือจะโหลดฟรี บนเว็ปไซต์แจกไฟล์ได้เช่นกัน

---