เผยเทคนิคการทำโมเดลจากประสบการณ์ตรงสำหรับน้องๆนักศึกษาที่กำลังศึกษาอยู่ ตอนที่ 5 การผลิตชิ้นส่วนโมเดลด้วยเครื่องจักร

        เนื่องจากตอนที่แล้วมีน้องๆ เข้ามาถามถึงการผลิตชิ้นส่วนโมเดลว่าจะทำด้วยวิธีการไหนได้บ้าง ในตอนที่ 5 นี้เราจะมาเผยแพร่กระบวนการผลิตชิ้นส่วนที่ทางบริษัทเราใช้ผลิตงานโมเดลให้ลูกค้าในปัจจุบันให้รับทราบเพื่อเป็นความรู้แก่น้องๆกันครับ
         หลังจากที่เราออกแบบโมเดลด้วยโปรแกรมสามมิติเสร็จเรียบร้อยแล้ว (ย้อนอ่านได้ที่ตอนที่ 4 http://mayamaver.blogspot.com/2017/07/4.html ) เราจะมาดูวิธีการผลิตชิ้นส่วนโมเดลด้วยเครื่องจักรกันครับ เพราะอะไรถึงต้องใช้เครื่องจักรผลิตชิ้นส่วน เพราะว่าชิ้นส่วนที่ได้ออกมาจะมีความแม่นยำในการผลิตชิ้นส่วนออกมาตามไฟล์งานที่เราได้ออกแบบไว้ทำให้การประกอบงานง่ายและงานโมเดลที่ออกมาจะถูกต้องตามแบบที่ได้ออกแบบไว้ ปัญหาที่เกิดจากความผิดพลาด ( Error ) จะน้อย โดยในบทความนี้เราจะบอกถึงหลักการทำงานคร่าวๆของเครื่องจักรที่ทางบริษัทเราใช้งานอยู่ครับ

         1. การผลิตชิ้นส่วนด้วยเครื่องเลเซอร์คัท หลักการทำงานของเครื่องคือจะมีแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ที่เรียกว่าหัวฉีดเลเซอร์เคลื่อนที่เป็นแกน X และ แกน Y ( แนวตั้งและแนวนอน ) โดยหัวฉีดเลเซอร์จะเคลื่อนที่ตามเส้น Vector จากไฟล์คอมพิวเตอร์ สามารถตัดชิ้นงานได้หลายวัสดุเช่น ไม้ พลาสติก พลาสวูด ทั้งนี้แล้วแต่รุ่นและยี่ห้อของเครื่อง การตัดงานเลเซอร์จะมีคลองร่องในการตัดเลเซอร์ประมาณ 0.25 mm ดังนั้นเวลาการเขียนไฟล์สำหรับตัดเลเซอร์จะต้องเผื่อไว้ด้วยเพราะไม่งั้นจะเกิดความผิดพลาดในการประกอบงานได้ครับ

เครื่องเลเซอร์คัท

ตัวอย่างไฟล์งาน Vector ที่ใช้สำหรับเข้าเครื่องเลเซอร์คัท

โดยเราจะระบุความหนาของแผ่นพลาสติกไว้ด้วย

         2. การผลิตชิ้นส่วนด้วยเครื่อง CNC หลักการทำงานของเครื่องจะเหมือนกับเครื่องเลเซอร์คัทแต่แตกต่างกันที่เครื่อง CNC จะสามารถเดินในแกน Z ( แนวดิ่ง )ได้ด้วย โดยลักษณะการทำงานคือการใช้หัวสว่าน ( Milling ) งานที่ได้ออกมาจึงมีความเรียบร้อยของขอบชิ้นงานน้อยกว่าชิ้นงานที่ตัดด้วยเครื่องเลเซอร์คัทดังนั้นต้องวางแผนให้ดีว่างานโมเดลของเราเหมาะสมกับการใช้เครื่องแบบไหน เคลื่อนที่ตามไฟล์งาน สามารถตัดชิ้นงานได้หลายวัสดุเช่น ไม้ พลาสติก โฟม พลาสวูด และวัสดุอื่นตามแต่รุ่นและยี่ห้อของเครื่องด้วยครับ

เครื่อง CNC

ลักษณะงานที่ตัดด้วยเครื่อง CNC

         3. การผลิตชิ้นส่วนด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติระบบ FDM หลักการทำงานของเครื่องคือการหลอมละลายพลาสติก ( พลาสติกมีหลายชนิดเช่น ABS PLA และชนิดอื่น ) ให้กลายเป็นของเหลวแล้วฉีดออกมาเป็นเส้นผ่านหัวฉีด ( Nozzle ) วาดเส้นพลาสติกที่ถูกฉีดออกมาเป็นรูปร่างในแกนระนาบ
( แกน X และ แกน Y ) เมื่อเสร็จหนึ่งชั้นจะเครื่องจะพิมพ์ชั้นต่อไปเรื่อยๆซ้อนทับกันไปเป็นเลเยอร์ตามความสูงของไฟล์งานที่เราสั่งพิมพ์ โดยผิวของชิ้นงานที่ได้ออกมาจะเป็นเลเยอร์ซ้อนทับกันเป็นชั้นๆ สามรถทำให้เรียบด้วยเทคนิคต่างๆ เช่น การนำน้ำยามาทาให้เรียบ การอบด้วยน้ำยา Acetone การขัดชิ้นงานด้วยกระดาษทรายและทาด้วยน้ำยาเชื่อมพลาสติก และเทคนิคอื่นๆอีกมากมาย

ลักษณะไฟล์งานที่เข้าเครื่องพิมพ์สามมิติระบบ FDM

ตัวอย่างชิ้นงานที่ผลิตด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติระบบ FDM

         4. การผลิตชิ้นส่วนด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติระบบ SLA มีหลักการทำงานคือการฉายแสงเลเซอร์ไปยังเรซิ่นที่ไวต่อแสง( Photo-sensitive Resin )และแข็งตัวเมื่อโดนแสงที่ย่านความถี่เฉพาะตัว เรซิ่นจะแข็งตัวเป็นก้อนพลาสติก เครื่องจะฉายแสงเลเซอร์ใส่เรซิ่นไวแสงทีละชั้นไปเรื่อยๆหลายร้อยชั้นจนขึ้นรูปออกมาเป็นชิ้นงานตามไฟล์งานคอมพิวเตอร์ โดยการพิมพ์ด้วยเครื่อง SLA จะมีความละเอียดที่สูงกว่าการพิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติระบบ FDM เพราะการใช้แสงเลเซอร์มีความละเอียดกว่าการฉีดด้วยหัวฉีดพลาสติก แต่ข้อเสียคือสามารถพิมพ์ได้แต่ชิ้นงานที่มีขนาดเล็กเท่านั้นและราคาของวัสดุที่ใช้พิมพ์มีราคาที่ค่อนข้างสูง

ตัวอย่างชิ้นงานที่ผลิตด้วยเครื่อบพิมพ์สามมิติระบบ SLA

         การเลือกใช้เครื่องจักรในการผลิตชิ้นส่วนโมเดลให้เหมาะสมกับงานนั้นสำคัญมากเพราะแต่ละเครื่องจักรมีข้อจำกัดในการทำงานที่แตกต่างกันไปตามแต่ละเครื่อง หากเราเข้าใจถึงหลักการทำงานของเครื่องจักรได้ดี จะช่วยให้เราสามารถวางแผนและพลิกแพลงการทำงานโมเดลได้ดียิ่งขึ้น อีกทั้งการใช้เครื่องจักรมาช่วยในการทำงานนั้นจะช่วยประหยัดเวลาและประหยัดแรงในการทำงานได้อีกด้วยครับ

หากน้องๆเข้าใจถึงการทำงานของเครื่องจักรแต่ละชนิดแล้วรับรองว่าจะสนุกกับการทำงานโมเดลอย่างแน่นอนครับ