เลือกวัสดุ Filament ชนิดไหนดี? 3D Filament Selection Guide

เครื่องพิมพ์ 3 มิติชนิด FDM/FFF ใช้เส้นพลาสติกเป็นวัตถุดิบในการขึ้นรูปชิ้นงาน ในปัจจุบันมีวัสดุพลาสติกหลากหลายประเภทสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ เช่นวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง วัสดุที่เหนี่ยวนำไฟฟ้าได้ วัสดุประเภทยืดหยุ่นเหมือนยาง เป็นต้น ทำให้ 3D Printer สามารถตอบโจทย์การใช้งานได้มากขึ้น ในบทความนี้เราจะสรุปข้อแตกต่างและแนะนำการใช้งานของวัสดุแต่ละประเภท

*Glass Transition Temperature คือระดับอุณหภูมิที่วัสดุอยู่ในสภาพกึ่งแข็งกึ่งเหลว โดยวัสดุจะนิ่มและอ่อนตัวลงเมื่อถึงอุณหภูมิจุดนี้

> สำหรับชิ้นงานโมเดลทั่วไปควรเลือกใช้ PLA เนื่องจากพิมพ์ได้ง่ายที่สุด มีสีให้เลือกเยอะและราคาไม่แพง

> ABS มีความแข็งแรงและทนความร้อนได้ดีกว่า PLA มีการหดตัวสูงทำให้พิมพ์ได้ยากกว่า

> เลือกใช้ PETG กรณีที่ต้องการวัสดุสีใส มีความยืดหยุ่น และทนสารเคมีได้ดี

> เลือกใช้ TPU กรณีต้องการความยืดหยุ่นเสมือนยาง

> Special Effects Filament สำหรับผู้ที่ต้องการสร้างชิ้นงานที่มีผิวสัมผัสแบบพิเศษ เช่นไม้ เหล็ก ทองแดง หรือมีคุณสมบัติพิเศษเช่นการดึงดูดแม่เหล็ก หรือการนำไฟฟ้า

> วัสดุ Support HIPS/PVA เลือกใช้กรณีมีเครื่องพิมพ์ชนิดสองหัวฉีด สำหรับพิมพ์ส่วนรองรับชิ้นงาน

อ่านเพิ่มเติม: วิธีเลือกระหว่าง ABS และ PLA

PLA
Polylactic Acid (PLA) เป็นพลาสติกที่ทำจากวัตถุดิบธรรมชาติเช่นอ้อยหรือแป้งข้าวโพด ย่อยสลายได้ตามธรรมชาติและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม มีจุดเด่นคือมีสีให้เลือกเยอะ สีสดใสสะท้อนแสงเล็กน้อย พิมพ์ง่ายมาก (ใช้อุณหภูมิต่ำ ไม่ต้องใช้ฐานความร้อน) เป็นวัสดุแข็ง ไม่ยืดหยุ่น ทนอุณหภูมิได้ต่ำเพียง 60 องศา เป็นวัสดุที่เหมาะกับชิ้นงานทั่วไปที่ไม่ต้องรับแรงกระแทกหรือทนความร้อนสูง

ABS
Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) เป็นพลาสติกที่ใช้กันแพร่หลายในอุตสาหกรรม มีความแข็งแรงทนทานกว่า PLA และยืดหยุ่นเล็กน้อย (นึกถึงบล็อกของเล่น Lego) และทนความร้อนได้สูงกว่า พิมพ์ยากกว่าเล็กน้อยเพราะต้องใช้อุณหภูมิสูงและใช้ฐานทำความร้อนเพื่อป้องกันไม่ให้ขอบชิ้นงานงอตัว เหมาะสำหรับชิ้นงานที่ต้องรับแรง ทนความร้อน ใช้งานกลางแจ้ง ชิ้นส่วนกลไกต่างๆ

PETG
PETG (Polyethylene terephthalate Glycol-modified) คือวัสดุที่ใช้ทำขวดน้ำ ขวดพลาสติก มีความเหนียวและทนทานเป็นเลิศ ไม่ฉีกขาดง่าย ความแข็งแรงเทียบเท่า ABS แต่ปริ๊นท์ง่ายเหมือน PLA มีสีใสกึ่งโปร่งแสง ดูสวยไปอีกแบบ เหมาะสำหรับใช้แทน PLA ในงานที่ต้องการความแข็งแรงและทนความร้อนสูง

Flexible
Flexible filament (TPE/TPU) เป็นเส้นวัสดุที่มีความยืดหยุ่นเหมือนยาง ชิ้นงานที่พิมพ์ออกมาจะนุ่มนิ่ม บีบได้ เหมาะสำหรับทำของเล่น รองเท้า เคสมือถือ Wearable Devices อาจพิมพ์ยากสำหรับเครื่องพิมพ์บางชนิดเนื่องจากเส้นมีความนิ่มมาก ต้องใช้ความเร็วพิมพ์ค่อนข้างต่ำ

Special Effects
เส้นวัสดุพิเศษที่มีส่วนผสมของวัสดุอื่นๆเช่นไม้ โลหะ คาร์บอนไฟเบอร์ โดยวัสดุหลักยังคงเป็น PLA ทำให้พิมพ์ได้ง่าย แต่ได้ชิ้นงานที่มีรูปลักษณ์และผิวสัมผัสเหมือนไม้หรือโลหะ (บางชนิดมีคุณสมบัติพิเศษเช่นนำไปขัดเงา ทำให้ขึ้นสนิม หรือดึงดูดแม่เหล็กได้) แต่ก็มีข้อเสียเดียวกับ PLA เช่นทนความร้อนได้ต่ำและมีความเปราะ เหมาะสำหรับผู้ที่ต้องการความแปลกใหม่ในการสร้างชิ้นงาน 3 มิติ

Support Material (สำหรับเครื่องพิมพ์ที่มีสองหัวฉีด)
มีวัสดุ support สองชนิดหลักๆคือ HIPS (High Impact Polystyrene) และ PVA (Polyvinyl Alcohol) แนะนำให้ใช้ HIPS คู่กับ ABS และใช้ PVA คู่กับ PLA เนื่องจากใช้อุณหภูมิใกล้เคียงกัน ใช้สาร Limonene สำหรับละลาย HIPS และใช้น้ำเปล่าเพื่อละลาย PVA โดยสามารถใช้ HIPS เป็นวัสดุหลักได้ด้วย (มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับ ABS)