ບົດຄວາມທັງໝົດ

ປັບປຸງລ່າສຸດ 15/01/2022
สูตรลับการพิมพ์เส้นพลาสติกไนลอนให้สำเร็จ

สูตรลับการพิมพ์เส้นพลาสติกไนลอนให้สำเร็จ

  •  October 26, 2021

ปกติเวลาเราต้องการพิมพ์ชิ้นงานสำหรับเอาไปใช้งานจริง หลายคนจะเลือกใช้ PETG หรือ ABS เพราะว่าเป็นวัสดุที่หาง่าย ราคาไม่แพง และ เครื่องพิมพ์หลายๆเครื่องรองรับการพิมพ์วัดสุดังกล่าว แต่ในบางครั้งเราอาจจะต้องการชิ้นงานที่คุณสมบัติเหนือกว่านั้น ทั้งความแข็งแรง ทนแรงกระแทก ทนความร้อนสูง พลาสติกที่ตอบโจทย์เหล่านี้และเป็นที่นิยมเป็นอันดับต้นๆก็คงหนีไม่พ้น Nylon

เผื่อบางคนยังไม่ทราบ Nylon กับ PA Polyamide (พอลิเอไมด์) เป็นตัวเดียวกันนะครับ Nylon เป็นชื่อทางการค้า หลายคนจึงนิยมเรียกติดปากมากกว่า ซึ่งเวลาไปหาซื้อเส้นพลาสติก Nylon แล้วไม่เจอคำว่า “Nylon” ก็ไม่ต้องแปลกใจนะครับ เพราะว่าผู้ผลิตเส้นพลาสติก บางเจ้า อาจจะใช้คำว่า “PA” แทน หรือไม่ก็เลี่ยงไปใช้ชื่อผสมเพื่อหลีกเลี่ยงลิขสิทธิ์ อย่างเช่นยี่ห้อ Polymaker จะใช้ชื่อ “CoPA” 

ซึ่งไนลอนนั้นจะมีสูตรผสมอยู่หลายสูตร ขึ้นกับว่าจะเอาเป็นใช้งานอะไร เช่น Nylon 6 หรือ Nylone 66 จะนิยมใช้มากที่สุด สามารถใช้แทนชิ้นส่วนโลหะได้ อีกสูตรนึงที่นิยมมาใช้กับเครื่องปร้ิน 3D ก็คือ Nylon 12 ซึ่งจะทนร้อนได้น้อยกว่า Nylon 6 แต่ก็ขึ้นรูปได้ง่ายกว่า ในแง่ของการนำมาใช้กับเครื่องพิมพ์ 3D printer ข้อดีของการพิมพ์ไนลอนด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ก็คือ สามารถขึ้นรูปงานซับซ้อนได้ดี เหมาะสำหรับทำ Jig Fixture หรือตัวจับชิ้นงานหรืออุปกรณ์ในสายการผลิต เพราะตัวไนลอนเอง มีความเป็นฉนวน แถมทนพวกสารเคมีและน้ำมันได้ดี 

สำหรับใครที่ได้ลองพิมพ์เส้นพลาสติก Nylon น่าจะพอทราบกันว่าไนลอน เป็นวัสดุที่พิมพ์ยากมากๆ ตัวนึง ทั้งปัญหาชิ้นงานพิมพ์หลุดจากฐาน ปัญหาชิ้นขอบชิ้นงานแอ่นหรือยกตัวขึ้นระหว่างพิมพ์ ไปจนถึงขนาดชิ้นงานที่พิมพ์เสร็จแล้วผิดเพี้ยนไปจากแบบที่เขียนไว้ ซึ่งปัญหาเหล่านี้ทำให้หลายคนปวดหัวกันไปตามๆกัน จนเลิกพิมพ์เส้นไนลอนกันไปเลย 

วันนี้ผมเลยจะมาแชร์เทคนิคการพิมพ์เส้นพลาสติก Nylon ให้สำเร็จง่ายขึ้น ซึ่งผมจะแบ่งเทคนิคออกเป็น 5 ข้อหลักๆ ซึ่งถ้าทำได้ ผมเชื่อว่าการพิมพ์เส้นไนลอน จะไม่เป็นปัญหาอีกเลย แถมงานพิมพ์ที่ได้ก็สามารถนำมาใช้ได้จริงๆ 

1. ตั้งค่าในการปริ้นให้ถูก

จริงๆก็ไม่ใช่แค่เส้น Nylon อย่างเดียง ไม่ว่าวัสดุไหนก็ต้องตั้งค่าการพิมพ์ให้เหมาะสมทั้งนั้น แต่อย่างไรก็ตามหลายคนก็อาจจะละเลย ไปใช้ setting profile ที่มีค่าการพิมพ์ใกล้เคียงกับ Nylon ซึ่งเป็นการเพิ่มความเสี่ยงโดยไม่จำเป็นได้ ซึ่งผมเคยเห็นคนเลือกโปรไฟล์ ABS เพื่อไปใช้พิมพ์ไนลอน ซึ่งต้องบอกเลยว่าไม่ถูกต้อง ต่อให้เห็นว่าอุณหภูมิหัวฉีดมันอาจจะใกล้เคียงกัน แต่ถ้าเจาะลึกลงไปในตัว โปรไฟล์ จะมีบางจุดที่ไม่สามารถใช้ร่วมกันได้ ด้งนั้น ผู้ใช้ควรจะรู้ค่าการปริ้น หรืออุณหภูมิที่ควรใช้กับเส้นไนลอนเสียก่อน

สำหรับ Print Setting ของ Nylon ที่นิยมกันก็จะมีดังนี้

  • อุณหภูมิหัวฉีด : 240°C - 260°C (ขึ้นอยู่กับเส้นแต่ละยี่ห้อ หากต้องการแข็งแรงก็ใช้อุณหภูมิสูงๆหน่อย)
  • อุณหภูมิฐานพิมพ์ : 70-80°C สำหรับฐานพิมพ์ทั่วไป 55-65°C สำหรับฐานพิมพ์ Garolite 
  • ความเร็วการพิมพ์ : 30-60 mm/s ยิ่งพิมพ์ช้ายิ่งดี
  • ความเร็วพัดลม : 0% (ปิดพัดลม)

2. ตัวเครื่องต้องปิดมิดชิด

เครื่องที่มีตู้ครอบจะได้เปรียบ เวลาพิมพ์เส้นไนลอน

Warping หรือ งานแอ่น พบมากในการพิมพ์วัสดุเกรดวิศวกรรมอย่าง ABS/ ASA/ Nylon และ PEEK อาการนี้มักจะเจอในงานที่มีมุมแหลมหรือชิ้นงานเป็นทรงยาวๆ สาเหตุก็มาจากความแตกต่างของอุณหภูมิที่มากเกินไปในระหว่างการพิมพ์นั่นเอง ดังนั้นเครื่องแบบ Open ที่เปิดโล่ง ไม่มีตู้ครอบ อย่างเช่นเครื่อง Prusa i3 MK3s, Ender หรือ Artillery ฯลฯ จำเป็นจะต้องมีตู้ครอบให้มิดชิด เพื่อรักษาอุณหภูมิรอบๆชิ้นงานให้คงที่อยู่ตลอดการพิมพ์ 

การที่เครื่องเปิดโล่ง จะทำให้อากาศที่อยู่รอบๆงานพิมพ์ทำการดึงความร้อนจากตัวงานออกไป ซึ่งถ้าอุณหภูมิถูกถ่ายเทอย่างรวดเร็ว จะทำให้บริเวณนั้นเกิดการหดตัว ทำให้ชิ้นงานที่พิมพ์ปริแตก หรือพิมพ์ไม่ติด ซึ่งการที่มีตู้ครอบ จะช่วยให้การถ่ายเทอากาศ เป็นไปอย่างช้าๆ ช่วยให้งานไม่บิดหรือแอ่น สำหรับเทคนิค สามารถนำไปใช้กับการพิมพ์พลาสติกจำพวก ABS ก็ได้ จะช่วยให้พิมพ์งานได้ง่ายขึ้น

3. กาวและฐานพิมพ์ ของมันต้องมี

Nylon เป็นวัสดุที่ค่อนข้างหยิ่งทีเดียว เพราะว่ามันไม่ยอมเกาะกับวัสดุใดๆเลยยกเว้นตัวมันเอง ดังนั้นเวลาพิมพ์เลเยอร์หรือพื้น จึงมักจะแอ่นหรือหลุดจากฐานอยู่บ่อยๆ จากปัญหาดังกล่าว จึงมีผู้ผลิตกาวสำหรับเครื่อง 3D Printer ที่ออกแบบมาเพื่อพิมพ์พลาสติก Nylon โดยเฉพาะ อย่างเช่น Formfutura EasyFix - NR. VI เพื่อมาแก้ปัญหานี้โดยเฉพาะ ซึ่งตัวกาวสามารถทาได้ทั้งบนฐานกระจก อลูมิเนียม หรือจะเป็นฐานที่ติดหรือเคลือบ PEI ก็สามารถใข้ได้ 

แต่ถ้าพิมพ์แล้วยังไงก็แอ่น กาวทายังไงก็ยังเอาไม่อยู่ อาจจะต้องเปลี่ยนฐานพิมพ์เป็น Garolite แทน ซึ่งแผ่น Garolite เป็นแผ่นสีส้ม ผลิตจาก fiberglass เคลือบ epoxy resin เวลาใช้งานก็ใช้กระดาษทรายเบอร์ 220 grit ลูบๆ ให้พอหยาบ เพื่อให้ชิ้นงานยึดเกาะดียิ่งขึ้น และยิ่งถ้ามีกาวช่วยก็จะยิ่งทำให้งานติดแน่นดียิ่งขึ้น

4. ความชื้นต้องจัดการ

พลาสติก Nylon เป็นวัสดุที่ชอบความชื้น สามารถดูดน้ำในอากาศจนทำให้น้ำหนักพลาสติกเพิ่มขึ้นถึง 10% ภายใน 24 ชั่วโมง ตั้งแต่เปิดม้วนใหม่เลยทีเดียว และถ้านำเส้นที่มีความชื้นไปพิมพ์ ความร้อนหัวฉีดสองร้อยกวาองศาจะทำให้ความชื้น(น้ำที่อยู่ในเส้น) เดือดและระเหย ระเบิดออกมาทำให้ชิ้นงานที่พิมพ์ออกมาขรุขระจากฟองอากาศ ซึ่งการระเบิดของน้ำ จะทำให้เกิดไอน้ำและแรงดันภายในหัวฉีด ทำให้เส้นฉีดออกบ้าง ไม่ออกบ้าง ซึ่งถ้าปล่อยไปเรื่อยๆ ก็จะทำให้หัวฉีดตันได้

ดังนั้นควรหากล่องบรรจุ filament ขณะพิมพ์ไว้ด้วย เพื่อไม่ให้เส้นดูดความชื้นขณะพิมพ์งาน ซึ่งตอนนี้ก็มีขายกันอยู่หลายเจ้า เช่น eSUN eBOX, PolyBox, ฯลฯ หรือถ้าใครอยาก DIY เองก็มีแบบแจกให้โหลดไปพิมพ์ใช้เองค่อนข้างเยอะทีเดียว ซึ่งหลักการของกล่องพวกนี้ ก็คือมีซีลยางทีฝาปิด เพื่อกันไม่ให้อากาศเข้า รวมถึงถ้าต้องการให้ดูดความชื้น ก็แค่เอาตัวดูดความชื้นหรือ Silica Gel ใส่ลงไปในกล่องและปิดฝาให้สนิท 

แต่ถ้าเส้นที่ใช้อยู่ ชื้นไปแล้ว ก็สามารถอบไล่ความชื้นได้ ซึ่งผมจะแนะนำให้อบก่อนใช้งานเสมอ เพื่อคุณภาพชิ้นงานที่ดีที่สุด และ ลดโอกาสพิมพ์งานเสียอีกด้วย ซึ่งเครื่องอบก็สามารถประยุกต์ใช้เครื่องอบอาหารได้เช่นกัน ขอแค่ spec ต้องอบที่อุณหภูมิ 70-80°C นาน 6-8ชม.ได้ก็ถือว่าโอเค 

5. ระบบหัวฉีดที่ดี

ระบบหัวฉีดแบบ PTFE ที่จะเสียรูปเมื่อความร้อนสูงเกิน 240

ระบบหัวฉีดที่นิยมใช้กันมีอยู่ 2 แบบหลัก นั่นก็คือ แบบท่อ PTFE และ แบบท่อ All Metal ซึ่งแบบ PTFE ก็จะเป็นการใช่ท่อเทฟลอนสีขาว ใส่ลงไปถึงหัวฉีด ซึ่งตัวท่อก็จะผ่านตัวทำความร้อน ซึ่งระบบหัวฉีดแบบ PTFE ไม่ได้ถูกออกแบบให้พิมพ์งานที่อุณหภูมิสูงเกินกว่า 240°C เพราะจะทำให้ท่อ PTFE ไหม้และเสียรูป ส่งผลให้หัวตันได้ ดังนั้นหากจะพิมพ์เส้นพลาสติก Nylon ต้องมั่นใจว่าระบบหัวฉีดที่ใช้อยู่เป็นแบบ All metal เท่านั้น ซึ่ง All Metal ก็คือเป็นท่อโลหะ ที่ไม่มีพลาสติกอยู่ในระบบหัวฉีดเลย ซึ่งระบบหัวฉีดแบบ All Metal จะทำอุณหภูมิได้สูงมาก สามารถพิมพ์เส้นพลาสติกวิศวกรรมได้หลายตัว และไม่ต้องมานั่งเช็คตัวท่อว่า ไหม้หรือเสียรูป

สรุปการพิมพ์เส้นไนลอน

หลังจากที่อ่านบทความมาแล้ว ผมขอสรุปดังนี้คือ ก่อนจะพิมพ์เส้นพลาสติกไนลอนให้ดูเครื่องปริ้น 3 มิติ ที่ใช้ก่อน ว่าระบบหัวฉีดเป็นแบบไหน ถ้าเป็นแบบ PTFE ก็ควรจะเปลี่ยนมาให้เป็นแบบ All Metal แทน หลังจากนั้นก็คือการอบเส้นเพื่อไล่ความชื้น ผมอยากแนะนำแบบนี้ คือ ถ้ารู้ว่าจะพิมพ์เส้นพลาสติกไนลอนวันพรุ่งนี้ ก็ควรจะอบเส้นก่อน ถึงแม้ว่าจะเป็นเส้นที่เพิ่งแกะออกจากห่อ ก็ควรอบเส้นทุกครั้งก่อนพิมพ์ เพื่อไล่ความชื้นออกจากเส้น เวลาอบก็ทิ้งไว้ซัก 8 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิ 70 - 80 องศา เมื่ออบเสร็จ ก็รีบเอาเส้นเข้ากล่อง อาจจะเป็นกล่องใส่เส้นที่ทำเอง หรือไม่ก็ซื้อแบบสำเร็จรูปมาใช้ก็ได้ เพราะต้องไม่ลืมว่า พลาสติกไนลอนนั้นสามารถดูดความชื้นได้ไวมาก ถ้างานพิมพ์ของเราใช้เวลาในการพิมพ์นาน การเอาเส้นใส่กล่อง จะช่วยลดปัญหานี้ลงได้

ก่อนที่จะพิมพ์งานด้วยเส้นไนลอน ก็ควรจะทำความสะอาดทั้งฐานพิมพ์และหัวฉีด เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีคราบน้ำมันติดที่ฐาน ถ้ามีกาวทาฐานพิมพ์ ก็ควรที่จะทาก่อนพิมพ์ ซึ่งการทากาวที่ให้ผลดีที่สุด คือทาตอนที่ฐานยังเย็นอยู่ หลังจากทาเสร็จ ก็ให้อุ่นเครื่องทิ้งไว้ ที่อุณหภูมิของไนลอน ทิ้งไว้ประมาณ 30 นาที แล้วจึงค่อยเริ่มพิมพ์งาน สำหรับตู้ครอบ ถ้ามีก็จะช่วยลดการหดและแอ่นตัวของชิ้นงานา แต่ถ้าไม่มีตู้ครอบ ก็อาาจจะใช้กระดาษลังหรือถุงพลาสติกใบใหญ่ๆ มาครอบเครื่อง ก็พอจะช่วยได้ 

และทั้งหมดนี้ก็คือเทคนิค สำหรับการพิมพ์เส้นพลาสติกไนลอน ซึ่งจริงๆแล้ว ก็สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับเส้นพลาสติกวิศวกรรมได้ทุกประเภท หว้งว่าบทความนี้จะช่วยให้ทุกๆคน สามารถพิมพ์เส้นไนลอนได้