เครื่องพิมพ์ 3 มิติคืออุปกรณ์การพิมพ์ที่สร้างวัตถุ 3 มิติทีละชั้นจากตัวอย่างดิจิทัล วิธีการทำงานของเครื่องพิมพ์ 3D ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่นำมาใช้: FDM, SLS, SLA, LOM, SGC, PolyJet, DODJet หรือผง Binding ด้วยกาว ที่นิยมมากที่สุดคือเทคโนโลยีการพิมพ์ FDM ซึ่งใช้ในเครื่องพิมพ์ 3D ในครัวเรือนราคาไม่แพง
การพิมพ์ 3 มิติเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ปฏิวัติวงการที่สุดในยุคของเรา ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ คุณสามารถพิมพ์รองเท้า เสื้อผ้า เฟอร์นิเจอร์ เครื่องดนตรี ยานพาหนะ อาหาร บ้าน หรือแม้แต่อวัยวะและเนื้อเยื่อของมนุษย์ที่มีชีวิต
การสร้างเครื่องพิมพ์ 3 มิติ
เครื่องพิมพ์ 3 มิติพร้อมเทคโนโลยีการพิมพ์ FDM ประกอบด้วยตัวเครื่องโลหะ (กรอบ) ช่องสำหรับยึดหลอดไส้ เครื่องอัดรีด และเดสก์ท็อป เครื่องพิมพ์ 3D เครื่องอัดรีดเดี่ยวสามารถพิมพ์วัตถุสีเดียว เครื่องพิมพ์หลายเครื่องหลายสี ยิ่งเครื่องพิมพ์มีเครื่องอัดรีดมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งมีราคาแพงมากเท่านั้น ระบบเติมและทำความร้อนและความเย็นแบบอิเล็กทรอนิกส์ซ่อนอยู่ใต้ตัวเครื่องพิมพ์ บางรุ่นมีจอ LCD สำหรับแสดงข้อมูลการพิมพ์ปัจจุบันและพอร์ต USB
วัสดุสิ้นเปลืองสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ
เครื่องพิมพ์ 3D ทั่วไปที่มีเทคโนโลยีการพิมพ์ FDM ใช้เส้นใยโพลีเมอร์แบบบางที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1, 75 มม. และ 3 มม. เส้นใยดังกล่าวมักทำจากพลาสติก PLA หรือ ABS แต่ยังมีวัสดุที่ผสมผสานกันด้วยการเติมเส้นใยไม้ ผงนาโน อนุภาคที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เม็ดสีฟอสฟอรัส และส่วนประกอบอื่นๆ เส้นด้ายมีจำหน่ายในหลอดที่มีน้ำหนักตั้งแต่ 0.5 กก. ถึง 1.5 กก. หลอดใยโพลีเมอร์วางอยู่ในช่องพิเศษของเครื่องพิมพ์ 3 มิติ และปลายไส้หลอดจะถูกป้อนเข้าไปในหัวฉีดของเครื่องอัดรีด
การสร้างแบบจำลอง 3 มิติของวัตถุ
ก่อนที่คุณจะพิมพ์ 3D วัตถุ 3D ได้ คุณต้องสร้างเวอร์ชันดิจิทัลของวัตถุนั้นในโปรแกรมสร้างแบบจำลอง 3 มิติ คุณสามารถใช้ตัวอย่างสำเร็จรูปที่มีอยู่บนอินเทอร์เน็ต หรือเตรียมแบบจำลอง 3 มิติสำหรับการพิมพ์ด้วยตัวเอง โมเดลที่เตรียมไว้จะถูกโหลดลงในโปรแกรมพิเศษสำหรับสร้าง G-code ซึ่งแบ่งวัตถุออกเป็นเลเยอร์แนวนอนบาง ๆ และสร้างชุดคำสั่งที่เครื่องพิมพ์สามารถเข้าใจได้ วัตถุสำเร็จรูปถูกส่งไปยังการพิมพ์
การก่อตัวของวัตถุทีละชั้น
เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่มีเทคโนโลยีการพิมพ์ FDM สร้างวัตถุทางกายภาพทีละชั้น โดยบีบวัสดุที่หลอมเหลวบางๆ ลงบนแพลตฟอร์มการทำงาน เครื่องพิมพ์จะเคลื่อนย้ายเครื่องอัดรีดตามรูปแบบดิจิทัล ดังนั้นวัตถุทางกายภาพที่พิมพ์ออกมาจะตรงกับต้นแบบเสมือนจริงทั้งหมด ส่วนใหญ่แล้ว เครื่องอัดรีดของเครื่องพิมพ์ซึ่งบีบพลาสติกอ่อนออกมา จะเคลื่อนที่ขณะทำงานบนแพลตฟอร์มการทำงานแบบตายตัว แต่มีอุปกรณ์ที่ทั้งเครื่องอัดรีดและแพลตฟอร์มการทำงานเป็นแบบเคลื่อนที่ กระบวนการพิมพ์เริ่มต้นด้วยชั้นล่าง หลังจากนั้นเครื่องพิมพ์จะใช้เลเยอร์ถัดไปที่ด้านบนของชั้นแรก พลาสติกที่หลอมละลายเข้าสู่พื้นที่ทำงาน เย็นตัวและแข็งตัวเร็วมาก
การพิมพ์ 3 มิติของโครงสร้างรองรับและการตกแต่งวัตถุ
เพื่อป้องกันไม่ให้วัตถุเปลี่ยนรูประหว่างการพิมพ์ เครื่องพิมพ์ 3 มิติจะพิมพ์โครงสร้างรองรับ (หรือที่เรียกว่าโครงสร้างรองรับ โครงสร้างรองรับ) โครงสร้างดังกล่าวไม่ได้พิมพ์ออกมาเสมอ แต่ถ้ามีช่องว่างหรือส่วนที่ยื่นออกมาในโครงสร้างวัตถุ ลองนึกภาพว่าคุณต้องการพิมพ์เห็ดพลาสติกบนก้านบางๆ ด้วยฐานของขา มันวางอยู่บนเดสก์ท็อป โดยไม่จำเป็นต้องใช้การรองรับ แต่สำหรับขอบของฝาครอบซึ่งดูเหมือนจะลอยอยู่ในอากาศ การรองรับดังกล่าวจึงเป็นสิ่งที่จำเป็น หลังจากพิมพ์แล้ว โครงสร้างรองรับสามารถถอดออกได้ง่ายด้วยมือหรือตัดด้วยใบมีดหรือมีดที่คม