หากคุณกำลังออกแบบชิ้นส่วนพลาสติกที่ใช้งานได้จริง เช่น ตัวยึด ตัวเรือน ชิ้นส่วนแบบสแนปฟิต ท่อระบายอากาศ อุปกรณ์สวมใส่ และคุณต้องการให้ชิ้นส่วนเหล่านั้นใช้งานได้จริง ไม่ใช่แค่ดูดี การพิมพ์แบบ Powder Bed Fusion (PBF) น่าจะเป็นหนึ่งในตัวเลือกที่คุณพิจารณา เพราะเป็นกระบวนการพิมพ์ 3 มิติหลักเพียงกระบวนการเดียวที่ผลิตชิ้นส่วนที่มีความหนาแน่นสูงและมีคุณสมบัติเหมือนกันทุกทิศทาง (isotropic) จากพลาสติกเทอร์โมพลาสติกเกรดวิศวกรรม โดยไม่ต้องใช้โครงสร้างรองรับใดๆ
คู่มือนี้ครอบคลุมถึงรายละเอียดต่างๆ เช่น PBF พลาสติกคืออะไร ทำงานอย่างไร วัสดุใดบ้างที่สามารถแปรรูปได้ สิ่งที่ควรพิจารณาในการเลือกเครื่องจักร และลักษณะการใช้งานจริง โดยทั้งหมดนี้ได้รับการสนับสนุนจากเอกสารข้อมูลวัสดุที่ได้รับการรับรองและข้อมูลกรณีศึกษาที่เผยแพร่จากลูกค้าของ TPM3D
การหลอมผงพลาสติกด้วยวิธี Powder Bed Fusion คืออะไร?
การหลอมผงโลหะ (Powder bed fusion) เป็นหนึ่งในเจ็ดประเภทของการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) ที่กำหนดโดยมาตรฐาน ISO/ASTM 52900 ในรูปแบบพลาสติก (พอลิเมอร์) เลเซอร์จะหลอมผงเทอร์โมพลาสติกทีละชั้นอย่างเลือกสรรภายในห้องที่มีความร้อน การใช้งานที่แพร่หลายที่สุดคือ การเผาผนึกด้วยเลเซอร์เฉพาะจุด (SLS)โดยใช้เลเซอร์ CO₂ หรือเลเซอร์ไฟเบอร์สแกนแต่ละหน้าตัดของชิ้นส่วน
สิ่งสำคัญที่ต้องเข้าใจคือ: ชั้นผงโลหะจะถูกอุ่นล่วงหน้าให้มีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของวัสดุเล็กน้อย เลเซอร์จึงจำเป็นต้องให้พลังงานเพียงส่วนสุดท้ายเพื่อหลอมรวมแต่ละชั้นเข้าด้วยกัน นี่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากการพิมพ์ 3 มิติด้วยผงโลหะ (SLM/DMLS) ซึ่งเลเซอร์จะทำการหลอมทั้งหมดจากอุณหภูมิห้อง และนี่คือเหตุผลที่การพิมพ์ 3 มิติด้วยผงพลาสติกไม่จำเป็นต้องมีโครงสร้างรองรับ ผงโลหะที่ยังไม่ผ่านกระบวนการเผาผนึกที่อยู่รอบๆ ชิ้นส่วนจะช่วยยึดทุกอย่างไว้ในตำแหน่งที่เหมาะสม
SLS เทียบกับ PBF รูปแบบอื่นๆ
คำว่า “การหลอมผงโลหะ” ครอบคลุมกระบวนการหลายรูปแบบ ดังต่อไปนี้:
| กระบวนการ | แหล่งความร้อน | วัสดุ | ต้องการการสนับสนุนหรือไม่? | มันทำให้อะไร |
|---|---|---|---|---|
| SLS (การเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบเลือกเฉพาะจุด) | เลเซอร์ CO₂ หรือเลเซอร์ไฟเบอร์ | ผงโพลิเมอร์ (PA12, PA11, TPU, PP, PEEK) | ไม่ — ผงนั้นสามารถคงรูปได้ด้วยตัวเอง | ชิ้นส่วนพลาสติกที่ใช้งานได้จริง |
| SLM (การหลอมด้วยเลเซอร์แบบเลือกเฉพาะจุด) | เลเซอร์ไฟเบอร์ (200–1000 วัตต์) | ผงโลหะ | ใช่ — จุดยึดที่ครอบคลุม | ชิ้นส่วนโลหะหนาแน่น |
| ดีเอ็มแอลเอส (การเผาผนึกโลหะด้วยเลเซอร์โดยตรง) | ไฟเบอร์เลเซอร์ | ผงโลหะ | มี (ใบกำกับภาษีเต็มรูปแบบ) | ชิ้นส่วนโลหะ (กลไกการเผาผนึก) |
| EBM (การหลอมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน) | ลำแสงอิเล็กตรอน (สุญญากาศ) | ผงโลหะ | น้อยที่สุด — ผงที่ผ่านการเผาผนึกเบื้องต้น | โลหะเกรดสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและการปลูกถ่ายอวัยวะ |
| SHS (การเผาผนึกด้วยความร้อนแบบเลือกเฉพาะจุด) | หัวพิมพ์ความร้อน | ผงเทอร์โมพลาสติก | ไม่ | แบบจำลองแนวคิดเท่านั้น (ความแข็งแรงต่ำ) |
คู่มือนี้เน้นที่ พลาสติก PBF ที่ใช้เลเซอร์ — กระบวนการ SLS นั่นคือเทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังระบบ TPM3D ทุกระบบ และเป็นเทคโนโลยีที่วิศวกรส่วนใหญ่หมายถึงเมื่อพวกเขากล่าวว่า "การหลอมผงพลาสติกด้วยความร้อน"
การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วด้วยการพิมพ์ 3 มิติแบบ SLS — คู่มือฉบับสมบูรณ์
เหตุใดการไม่มีโครงสร้างค้ำยันจึงเปลี่ยนแปลงทุกสิ่ง
ในการพิมพ์แบบ FDM, SLA และ PBF โลหะ คุณต้องออกแบบโดยคำนึงถึงโครงสร้างรองรับ — ว่าจะต้องวางโครงสร้างรองรับไว้ตรงไหน จะถอดออกอย่างไร และจะทำให้เกิดรอยบนพื้นผิวใดบ้าง ส่วนในการพิมพ์แบบ PBF พลาสติก ผงที่ไม่ผ่านการเผาผนึกจะทำหน้าที่เป็นโครงสร้างรองรับ คุณสามารถพิมพ์ได้ดังนี้:
- ช่องและท่อภายในที่ไม่มีรูสำหรับถอดชิ้นส่วนรองรับ
- ชุดประกอบแบบสแนปฟิตและบานพับแบบยืดหยุ่นในชิ้นเดียว
- โครงสร้างตาข่ายและรูปทรงที่ช่วยลดน้ำหนัก
- ชิ้นส่วนที่ซ้อนกันหรือเรียงซ้อนสำหรับการผลิตเป็นชุด
ข้อเสียคือ ผิวงานจะด้านและมีลักษณะเป็นเม็ดเล็กน้อย (Ra 8–12 μm) ไม่เรียบลื่นเหมือนกระจกเหมือนกับงานพิมพ์ SLA สำหรับชิ้นส่วนที่ใช้งานได้จริงนั้น โดยทั่วไปแล้วไม่ใช่ปัญหา แต่สำหรับพื้นผิวเพื่อความสวยงาม การพ่นทรายหรือการพ่นไอน้ำเพื่อปรับให้เรียบก็เพียงพอแล้ว
วิธีการทำงานของการหลอมผงพลาสติกด้วยวิธีฟิวชั่น
กระบวนการนี้มีหลักการที่ตรงไปตรงมาและประกอบด้วยสี่ขั้นตอน:
1. เตรียมความพร้อม ออกแบบชิ้นส่วนของคุณใน CAD โดยปฏิบัติตามกฎการออกแบบ SLS — ความหนาผนังขั้นต่ำ 0.4 มม., รูขั้นต่ำ 0.8 มม., ระยะห่าง ≥0.5 มม. สำหรับชิ้นส่วนประกอบแบบชิ้นเดียว ส่งออกเป็นไฟล์ STL แล้วนำเข้าใน Voxeldance Additive (เวอร์ชัน TPM3D) สำหรับการกำหนดทิศทางและการจัดเรียงอัตโนมัติแบบ 3 มิติ ให้ทำการตัดที่ความหนาของชั้น 0.12 มม. และวางแผนเส้นทางเลเซอร์ใน ตัวประมวลผลการสร้าง (BP) ซอฟต์แวร์.
2. พิมพ์ ผงโลหะจะถูกอุ่นให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดหลอมเหลวเล็กน้อย (ประมาณ 170 °C สำหรับ PA12) เลเซอร์จะสแกนแต่ละหน้าตัดเพื่อหลอมผงโลหะให้กลายเป็นชั้นแข็ง แท่นพิมพ์จะลดระดับลงหนึ่งชั้น ใบมีดสำหรับโรยผงโลหะจะกระจายผงโลหะใหม่ และวงจรจะเริ่มต้นใหม่ ความเร็วในการสร้างชิ้นงานในแนวตั้งโดยทั่วไปอยู่ที่ 10–25 มม./ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นและการจัดเรียงชิ้นงาน
3. เจ๋ง. หลังจากพิมพ์เสร็จ ห้องพิมพ์จะระบายความร้อนอย่างต่อเนื่องประมาณ 3 ชั่วโมง (สำหรับการพิมพ์แบบเต็มความสูง) วัสดุที่ทนความร้อนสูง เช่น PEEK จำเป็นต้องมีการระบายความร้อนที่ควบคุมได้เพื่อป้องกันการบิดเบี้ยว จากนั้นชิ้นงานที่พิมพ์เสร็จแล้ว (ชิ้นส่วนที่ผ่านการเผาผนึกซึ่งห่อหุ้มด้วยผงที่ไม่ผ่านการเผาผนึก) จะถูกย้ายไปยังเครื่องพิมพ์ 3 มิติ PPS (สถานีทดสอบประสิทธิภาพผงหิมะ) เพื่อการระบายความร้อนตามธรรมชาติและลดการเกิดสิว
4. ขั้นตอนหลังการประมวลผล ชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกนำออกจากก้อนผง จากนั้นจะถูกพ่นด้วยลูกปัดเพื่อกำจัดผงที่ตกค้างบนพื้นผิว และได้รับการตรวจสอบ ผงที่ไม่ผ่านการเผาผนึกจะถูกร่อน ผสมกับผงใหม่ และส่งกลับเข้าสู่ระบบจัดหา โดยเครื่อง PA12 ของ TPM3D รองรับการรีไซเคิลได้สูงสุดถึง 80% และขั้นตอนการทำงานที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสามารถเพิ่มอัตราการรีไซเคิลได้เกือบ 100%
สำหรับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกฎการออกแบบ ขั้นตอนการทำงานทั้งหมด 9 ขั้นตอน และการสร้างแบบจำลองต้นทุน โปรดดูที่... คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วด้วย SLS.
วัสดุพลาสติก PBF — คุณสามารถพิมพ์อะไรได้บ้าง?
การเลือกวัสดุเป็นตัวกำหนดว่าชิ้นส่วนของคุณจะทำอะไรได้บ้าง ข้อดีของการพิมพ์ 3 มิติด้วยพลาสติกแบบ PBF เมื่อเทียบกับกระบวนการพิมพ์ 3 มิติอื่นๆ คือ คุณพิมพ์ด้วยเทอร์โมพลาสติกทางวิศวกรรมชนิดเดียวกับที่ใช้ในการฉีดขึ้นรูป ไม่ใช่ "วัสดุต้นแบบ" ที่มีพฤติกรรมแตกต่างจากชิ้นส่วนที่ผลิตจริง
ต่อไปนี้คือกลุ่มผลิตภัณฑ์วัสดุของ TPM3D ซึ่งผ่านการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM หรือ ISO แล้ว:
| วัสดุ | ความต้านแรงดึง | ค่าการยืดออก | ดัดโมดูลัส | เอชดีที (0.45 เมกะปาสคาล) | ที่ดีที่สุดสำหรับ |
|---|---|---|---|---|---|
| PA12 (พรีซิมิด1172โปร) | 46 เมกะปาสคาล (ASTM D638) | % 8-17 | 1,280 เมกะปาสคาล (ASTM D790) | 180 ° C | ชิ้นส่วนใช้งานทั่วไป — กล่องหุ้ม ตัวยึด ข้อต่อแบบสแนปฟิต บานพับแบบยืดหยุ่น ครอบคลุมการใช้งาน PBF ประมาณ 80% |
| PA11 | สูงกว่า PA12 | สูงกว่า PA12 | ต่ำกว่า PA12 | ปานกลาง | ชิ้นส่วนที่มีความยืดหยุ่น ท่อลม ชิ้นส่วนที่รับแรงกระแทกซ้ำๆ มีความยืดหยุ่นดีกว่าและดูดซับความชื้นน้อยกว่า |
| PA12-GF30 (พรีซิมิด1176โปร GF30) | 41.7 MPa | ลด | 2,340 เมกะปาสคาล (ISO 178) | 168 ° C | ตัวเรือนแข็งแรง แม่พิมพ์ อุปกรณ์จับยึด ชิ้นส่วนที่ทนต่อความร้อน เสริมใยแก้ว 30% เพิ่มความแข็งแกร่งถึง +83% เมื่อเทียบกับ PA12 ที่ไม่เสริมใยแก้ว |
| PA12-CF (Precimid1174Pro CF) | 88 MPa | ลด | 9,000 MPa | ปานกลาง | โครงโดรน ชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูง มีส่วนผสมของคาร์บอนไฟเบอร์ 30% — เพิ่มความแข็งแรงดึงขึ้น 91% เมื่อเทียบกับ PA12 ที่ไม่มีส่วนผสมของคาร์บอนไฟเบอร์ |
| TPU (พรีซิมิด1130 88เอ) | 8 MPa | 270% | 70 MPa | - | ซีล ปะเก็น ฝาครอบป้องกัน รองเท้า ท่ออ่อน ความแข็ง Shore A 88–90 ทนทานต่อการคืนตัวและการเสียดสีได้ดีเยี่ยม |
| PP (ทีพีเอ็ม3ดี พีพี โปร) | 21.1 MPa | 18.0% | 1,100 MPa | 98 ℃ | ภาชนะบรรจุของเหลว บานพับแบบยืดหยุ่น ชิ้นส่วนทนต่อสารเคมี ความหนาแน่น 0.80 กรัม/ซม³ — ตัวเลือกที่เบาที่สุด รีไซเคิลได้เกือบ 100% |
| PEEK (ทีพีเอ็ม3ดี พีค อินด์) | 80 เมกะปาสคาล (ASTM D638) | 6.3% | 4,000 เมกะปาสคาล (ASTM D790) | 294 ° C | ชิ้นส่วนอากาศยาน, ต้นแบบการทำงานที่อุณหภูมิสูง, ชิ้นส่วนโครงสร้าง จำเป็นต้องใช้ระบบทนความร้อนสูง S320HT |
ค่าทั้งหมดจากเอกสารข้อมูลวัสดุ TPM3D Precimid® อ้างอิงจากการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM/ISO ค่าจริงอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์การประมวลผลและรูปทรงของชิ้นส่วน
วิธีการเลือก — คู่มือช่วยตัดสินใจอย่างรวดเร็ว
- เพิ่งเริ่มต้นใช่ไหม? PA12 ครอบคลุมการใช้งานส่วนใหญ่ เป็นวัสดุหลักที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยี SLS
- ต้องการความแข็งแรงมากขึ้นโดยไม่ต้องเปลี่ยนประเภทวัสดุใช่หรือไม่? PA12-GF30 (เสริมใยแก้ว) ให้ค่าโมดูลัสการดัดงอสูงขึ้นเกือบสองเท่า
- ต้องการอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงสุดใช่ไหม? PA12-CF (แบบเติมคาร์บอน) มีความแข็งแรงดึงเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่าในน้ำหนักเท่าเดิม
- ต้องการความยืดหยุ่น? TPU ที่มีค่าความแข็ง Shore A 88 คืออีลาสโตเมอร์ชนิดหนึ่ง นึกถึงวัสดุอย่างพื้นรองเท้า ซีล และท่อลม เป็นต้น
- ต้องการวัสดุที่ทนต่อสารเคมีหรือน้ำหนักเบาเป็นพิเศษใช่ไหม? PP ที่ความหนาแน่น 0.80 กรัม/ซม³ เบากว่าน้ำและทนทานต่อสารเคมีรุนแรงได้ดี
- จำเป็นต้องใช้อุณหภูมิสูงกว่า 250 องศาเซลเซียสใช่ไหม? PEEK คือคำตอบ — แต่คุณจะต้องใช้ระบบ S320HT (ห้องสร้างชิ้นงานที่อุณหภูมิสูงสุด 350 °C)
การพิมพ์ 3 มิติด้วยวัสดุ PEEK: คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุที่อุณหภูมิสูง
กลุ่มผลิตภัณฑ์เครื่อง PBF พลาสติก TPM3D
ระบบอุตสาหกรรมเจ็ดระบบทั่วทั้ง ซีรี่ส์ S และ ซีรีส์พีตั้งแต่เครื่องพิมพ์ 3 มิติขนาดกะทัดรัดสำหรับใช้งานบนเดสก์ท็อป ไปจนถึงแพลตฟอร์มการผลิตแบบเลเซอร์คู่ขนาดใหญ่ ทุกรุ่นใช้ระบบนิเวศของวัสดุ ซอฟต์แวร์ (Voxeldance Additive + Build Processor) และการบูรณาการการประมวลผลหลังการพิมพ์ PPS เดียวกัน
| รุ่น | ปริมาตรการสร้าง (X×Y×Z) | เลเซอร์ | ช่วงวัสดุ | มันถูกสร้างขึ้นมาเพื่ออะไร |
|---|---|---|---|---|
| CF200 | 200 200 ×× 320 มิลลิเมตร | ไฟเบอร์ 30 วัตต์ | PA12, PA11, TPU | ขนาดกะทัดรัด เหมาะสำหรับมืออาชีพ ใช้พื้นที่น้อยกว่า 1 ตารางเมตร เสียบปลั๊กใช้งานได้ทันทีที่ไฟ 220 โวลต์ |
| S260 | 260 260 ×× 450 มิลลิเมตร | 30W CO₂ | PA12, PA11, TPU, PP | การศึกษาและการวิจัย การเข้าถึงเครื่องบิน SLS ขนาดเต็มรูปแบบในราคาที่เอื้อมถึง |
| S320HT | 320 × 320 × 380 มม. (ขนาดใหญ่) / 250 × 250 × 380 มม. (ขนาดเล็ก) | 60W CO₂ | พีค, เพ็คก์, พีพีเอส | ผู้เชี่ยวชาญด้านอุณหภูมิสูง ห้องสร้างชิ้นงานรองรับอุณหภูมิได้สูงสุดถึง 350 °C เป็นระบบเดียวในไลน์ผลิตภัณฑ์ที่ใช้ PEEK |
| S360 / P360 | 360 360 ×× 600 มิลลิเมตร | 60W CO₂ | PA12, PA11, TPU, PP, PA12-GF, PA12-CF | เครื่องพิมพ์อเนกประสงค์ที่ใช้งานได้หลากหลาย ให้ความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างปริมาตรการพิมพ์และต้นทุน เหมาะสำหรับผู้ใช้งานในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ |
| S480 | 480 480 ×× 600 มิลลิเมตร | 100W CO₂ | PA12, PA11, TPU, PP, PA12-GF, PA12-CF | การผลิตที่มีความแม่นยำสูง จุดความละเอียด 0.31 มม. ความเร็วในการสแกน 21,000 มม./วินาที |
| P550DL | 550 550 ×× 850 มิลลิเมตร | เครื่องจ่าย CO₂ กำลังไฟ 140 วัตต์ สองเครื่อง | PA12, PA11, TPU, PP, PA12-GF, PA12-CF | เครื่องพิมพ์เลเซอร์คู่ขนาดใหญ่ ให้ผลผลิตสูงสุดสำหรับการผลิตแบบต่อเนื่อง |
| S600DL | 600 600 ×× 800 มิลลิเมตร | ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์คู่ | PA12, PA11, TPU, PP, PA12-GF, PA12-CF | มีปริมาตรการพิมพ์ใหญ่ที่สุดในรุ่น ใช้เลเซอร์คู่เพื่อการพิมพ์ชิ้นงานจำนวนสูงสุดต่อครั้ง |
การขอ ซีรี่ส์ S ครอบคลุมห้ารุ่นที่ได้รับการปรับแต่งเพื่อความแม่นยำและความหลากหลายในการใช้งานกับวัสดุ ตั้งแต่รุ่นเริ่มต้น S260 และรุ่นใช้งานอุณหภูมิสูง S320HT ไปจนถึงรุ่นเลเซอร์คู่ S600DL ซีรีส์พี นำเสนอแพลตฟอร์มที่มีประสิทธิภาพสูงสองรุ่น (P360 และ P550DL) พร้อมระบบสร้างไนโตรเจนในตัว ระบบป้อนผงจากด้านบน และขนาดกะทัดรัดที่ออกแบบมาสำหรับการผลิตอย่างต่อเนื่อง
เปรียบเทียบข้อมูลจำเพาะทั้งหมดและดูทุกรุ่นเคียงข้างกัน:
สิ่งที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกซื้อเครื่องพิมพ์ PBF พลาสติก
ปริมาตรการพิมพ์ — คิดถึงการจัดเรียงชิ้นส่วน ไม่ใช่แค่ขนาดชิ้นส่วน
ปริมาตรการพิมพ์กำหนดขนาดชิ้นส่วนเดี่ยวที่ใหญ่ที่สุดที่คุณสามารถผลิตได้ แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือ กำหนดจำนวนชิ้นส่วนที่คุณสามารถวางซ้อนกันได้ต่อการพิมพ์หนึ่งครั้ง ระบบที่รองรับชิ้นส่วนที่ใหญ่ที่สุดของคุณในปัจจุบันอาจรองรับได้เพียง 5 ชิ้นส่วนต่อการพิมพ์ ในขณะที่ระบบที่ใหญ่กว่าเล็กน้อยอาจรองรับได้ถึง 20 ชิ้นส่วน เนื่องจากเวลาในการสแกนด้วยเลเซอร์เป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อต้นทุน การวางชิ้นส่วนต่อการพิมพ์มากขึ้นจึงหมายถึงต้นทุนต่อชิ้นส่วนที่ต่ำลง
- ขนาดกะทัดรัด (≤260 มม.): การศึกษา, ต้นแบบขนาดเล็ก, การทดลองผลิตชิ้นส่วนเดียว
- ช่วงกลาง (300–360 มม.): การใช้งานในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ — ตัวเรือน ตัวยึด ชิ้นส่วนประกอบ
- รูปแบบขนาดใหญ่ (≥480 มม.): แผงภายในรถยนต์ ท่อขนาดใหญ่ การผลิตแบบประกอบหลายชิ้น
กำลังและประเภทของเลเซอร์
| เลเซอร์ | พลัง | มันหมายถึงอะไร |
|---|---|---|
| ไฟเบอร์เลเซอร์ | 30W | ขนาดจุดพิกเซลละเอียด เหมาะสำหรับระบบขนาดเล็กและชิ้นส่วนที่มีรายละเอียดสูง |
| CO₂ เดี่ยว | 30–100 วัตต์ | มาตรฐานสำหรับ SLS ระดับอุตสาหกรรม กำลังไฟสูงขึ้น = การสแกนเร็วขึ้น การหลอมรวมลึกขึ้น |
| ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์คู่ | 2×140ว | เลเซอร์สองตัวสแกนพร้อมกัน ช่วยลดเวลาในการพิมพ์ชิ้นงานขนาดใหญ่ลงได้ประมาณครึ่งหนึ่ง |
หากคุณผลิตชิ้นงานจำนวนมากทุกวัน ระบบเลเซอร์คู่จะช่วยลดต้นทุนต่อชิ้นได้อย่างมาก แต่ถ้าคุณกำลังทำการวิจัยและพัฒนา หรือสร้างต้นแบบในปริมาณน้อย เลเซอร์ตัวเดียวก็เพียงพอแล้ว
การรีไซเคิลผง — ต้นทุนแฝงที่คาดไม่ถึง
ผงเป็นวัสดุสิ้นเปลืองที่มีต้นทุนสูงที่สุดในกระบวนการผลิตพลาสติกแบบ PBF ระบบที่มีการร่อน การผสม และการจ่ายผงใหม่แบบครบวงจร สามารถลดปริมาณของเสียได้อย่างมาก:
- TPM3D PPS ผสานรวมการระบายความร้อน การแยก การร่อน และการผสมไว้ในสถานีเดียว
- PA12 รองรับการนำผงกลับมาใช้ใหม่ได้สูงสุดถึง 80% (Precimid1172Pro)
- กระบวนการทำงานที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสม เช่น การที่ Edser Labs ใช้ PP Pro ทำให้สามารถรีไซเคิลได้เกือบ 100%
ความแตกต่างระหว่างอัตราการรีไซเคิล 50% กับ 80% นั้นไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย ตลอดระยะเวลาการผลิตหนึ่งปี มันอาจหมายถึงการประหยัดต้นทุนวัสดุได้หลายพันดอลลาร์
ซอฟต์แวร์ — ส่วนที่คุณสัมผัสทุกวัน
ขั้นตอนการพัฒนาซอฟต์แวร์จะเป็นตัวกำหนดความเร็วในการแปลงจากไฟล์ CAD ไปเป็นชิ้นงานพิมพ์ ควรพิจารณา:
- Voxeldance Additive (เวอร์ชัน TPM3D): นำเข้าไฟล์ STL, การกำหนดทิศทางด้วยตนเอง, การจัดเรียงชิ้นงานอัตโนมัติแบบ 3 มิติ, การแบ่งชิ้นงาน
- ตัวประมวลผลการสร้าง: กลยุทธ์การสแกนด้วยเลเซอร์, รูปแบบการเติม, การควบคุมพารามิเตอร์
- รูปแบบไฟล์แบบเปิดเพื่อความเข้ากันได้กับเครื่องมือออกแบบที่มีอยู่ของคุณ
การรับรองและการปฏิบัติตามข้อกำหนด
สำหรับงานด้านอุตสาหกรรมและการแพทย์ การรับรองจากหน่วยงานภายนอกเป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างยิ่ง:
- รับรอง CE (TÜV Rheinland): ความปลอดภัยทางไฟฟ้าและความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า
- การปฏิบัติตามมาตรฐาน ATEX โซน 22: จำเป็นสำหรับสภาพแวดล้อมการแปรรูปผงโพลิเมอร์ (การป้องกันการระเบิดของฝุ่น)
- ISO.9001:ระบบการจัดการคุณภาพ
- ความเข้ากันได้ทางชีวภาพของวัสดุ: มาตรฐาน USP Class VI หรือ ISO 10993 สำหรับ PA12 เกรดทางการแพทย์
ระบบ TPM3D ได้รับการรับรองมาตรฐาน CE จาก TÜV Rheinland และเป็นไปตามมาตรฐาน ATEX Zone 22 โดยมีการใช้งานในอุตสาหกรรมการแพทย์ ยานยนต์ และการบินและอวกาศทั่วทั้งยุโรป เอเชีย อเมริกาเหนือ และตะวันออกกลาง
ผู้คนกำลังสร้างอะไรด้วยมันบ้าง — การใช้งานจริง
ยานยนต์: ศูนย์วิจัยและพัฒนา GAC ลดระยะเวลาในการสร้างต้นแบบลง 70%
แผนกวิศวกรรมต้นแบบของศูนย์วิจัยและพัฒนา GAC เคยว่าจ้างบริษัทภายนอกให้ผลิตต้นแบบทุกชิ้นผ่านกระบวนการหกขั้นตอน ได้แก่ ออกแบบ ส่งออก เสนอราคา รอ จัดส่ง และรับสินค้า โดยใช้เวลารอ 2-3 สัปดาห์ต่อรอบการผลิต
หลังจากนำ TPM3D มา P550DL และ พรีซิมิด1172โปร PA12 เมื่อนำกระบวนการทำงานมาทำเองภายในองค์กร ขั้นตอนการทำงานลดลงเหลือเพียงสี่ขั้นตอน และระยะเวลานำส่งลดลงเหลือเพียง 4 วัน ซึ่งลดลงกว่า 70% ปัจจุบันทีมงานจัดการการตรวจสอบความถูกต้องสี่หมวดหมู่ภายในองค์กร ได้แก่ รูปลักษณ์ โครงสร้าง ความพอดีในการประกอบ และหลักสรีรศาสตร์ โดยสามารถควบคุมข้อมูลการออกแบบที่เป็นความลับได้อย่างเต็มที่
การใช้งานในอุตสาหกรรมยานยนต์อื่นๆ: บริษัท Dongfeng Motor ใช้ TPM3D S480 (ส่วนหนึ่งของ ซีรี่ส์ S) พร้อม PA12-GF30 สำหรับแผงคอนโซลกลาง; ดีทีเอ็ม เรซซิ่ง สปอร์ต ได้ผลิตท่อร่วมไอดี V8 น้ำหนัก 1.9 กิโลกรัม ซึ่งใช้ประโยชน์จากความสามารถของ SLS ในการพิมพ์รูปทรงเรขาคณิตภายในที่ซับซ้อน ซึ่งเป็นไปไม่ได้ด้วยวิธีการฉีดขึ้นรูป
แพทย์: อัตราความคลาดเคลื่อนในการจัดแนวไกด์ผ่าตัดลดลงจาก 30% เหลือต่ำกว่า 5%
AK Medical ได้นำ TPM3D มาใช้งาน P360 (ส่วนหนึ่งของ P ซีรี่ส์โดยใช้ PA12 ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ เพื่อผลิตอุปกรณ์นำทางสำหรับการผ่าตัดกระดูกและข้อเฉพาะบุคคล อุปกรณ์นำทางที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยี SLS นี้ให้ความพอดีกับพื้นผิวของกระดูกในระดับต่ำกว่ามิลลิเมตร ซึ่งช่วยลดความคลาดเคลื่อนของการจัดเรียงแนวของขาที่เกิน 3° จากประมาณ 30% ของกรณีต่างๆ เหลือต่ำกว่า 5%
ระบบนี้ทำงานภายใต้การรับรอง CE และการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านการระเบิดของฝุ่นในโซน 22 พร้อมระบบสร้างไนโตรเจนในตัว ตั้งแต่ปี 2025 หน่วยงาน NHSA ของจีนได้รวมแม่แบบนำทางสำหรับการพิมพ์ 3 มิติทางการแพทย์ไว้ในแคตตาล็อกการเรียกเก็บเงิน ซึ่งช่วยเร่งการนำไปใช้จากตัวเลือกพิเศษไปสู่การปฏิบัติมาตรฐาน
อวกาศและโดรนโครงโดรนน้ำหนัก 6 กรัม ทนแรงดัน 88 เมกะปาสคาล
โครงสร้างของโดรนขนาดเล็ก (66 × 66 × 32.6 มม.) ถูกพิมพ์ขึ้นด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ Precimid1174Pro CF (PA12 ผสมคาร์บอนไฟเบอร์ 30%) ผลิตด้วยระบบ SLS TPM3D โครงสร้างมีน้ำหนัก 6 กรัม (เครื่องบินทั้งลำหนัก 35 กรัม) มีความแข็งแรงดึง 88 MPa ซึ่งสูงกว่า PA12 ที่ไม่มีส่วนผสมของคาร์บอนไฟเบอร์ถึง 91% ผ่านการทดสอบการรับน้ำหนักคงที่ การทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (−20 ถึง +60 °C) การตรวจสอบการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และการทดสอบการบินที่ความคล่องตัวสูง 8 เมตร/วินาที
นี่คือจุดที่วัสดุ PA12 ที่เสริมด้วยคาร์บอนและเทคโนโลยี SLS แบบไร้ตัวรองรับมาผสานรวมกัน: ช่องเสริมแรงภายในที่ซับซ้อน โครงสร้างผนังบาง และโครงสร้างตาข่ายลดน้ำหนัก ทั้งหมดนี้รวมอยู่ในชิ้นงานพิมพ์เดียว โดยมีความแข็งแรงใกล้เคียงกับอะลูมิเนียม
สินค้าอุปโภคบริโภค: Edser Labs ขยายขนาดได้ถึง 90% แบบเติมแต่ง
Edser Labs (สเปน) ใช้ TPM3D S600DL (ส่วนหนึ่งของ ซีรี่ส์ Sระบบเลเซอร์คู่พร้อม พีพี โปร ผงสำหรับทำแผ่นรองเท้าสั่งทำพิเศษ กระบวนการทำงานแบบดิจิทัล — การสแกนเท้าด้วย LiDAR → CAD → การพิมพ์ SLS — ช่วยลดเวลาการพิมพ์ชั้นเดียวลงประมาณ 50% ด้วยการสแกนด้วยเลเซอร์คู่ การรีไซเคิลผง PP Pro เกือบ 100% หมายความว่าแทบไม่มีวัสดุเหลือทิ้ง
Edser คาดการณ์ว่า 90% ของผลิตภัณฑ์ของบริษัทจะผลิตด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงจากการผลิตอุปกรณ์ช่วยพยุงกระดูกแบบดั้งเดิม ซึ่งจะเป็นไปไม่ได้ในเชิงเศรษฐกิจหากปราศจากเทคโนโลยี SLS ที่แทบไม่มีของเสีย
การพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างอวัยวะเทียม: ประโยชน์ วัสดุ การใช้งาน และตัวอย่างในโลกแห่งความเป็นจริง
การพิมพ์ 3 มิติแบบ PBF พลาสติก เทียบกับเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติอื่นๆ
| เกณฑ์ | พลาสติก PBF (SLS) | FDM | SLA | โลหะ PBF (SLM) |
|---|---|---|---|---|
| วัสดุ | พลาสติกวิศวกรรม (PA12, TPU, PEEK) | เส้นใย (PLA, ABS, PETG) | เรซินโฟโตโพลิเมอร์ | ผงโลหะ (ไทเทเนียม, อลูมิเนียม, เหล็ก) |
| รองรับ | ไม่มี — ผงแป้งสามารถพยุงตัวเองได้ | จำเป็นสำหรับส่วนที่ยื่นออกมา | ต้อง | จำเป็น (อย่างละเอียด) |
| isotropy | เกือบเป็นเนื้อเดียวกันทุกทิศทาง (ความแปรผันน้อยกว่า 5%) | แอนไอโซโทรปิก (Z มีค่า 50–70% ของ XY) | เป็นเนื้อเดียวกันแต่เปราะ | ใกล้เคียงไอโซโทรปิก |
| พื้นผิว (ตามที่สร้างเสร็จ) | ผิวด้าน มีเม็ดละเอียด (Ra 8–12 μm) | เส้นชั้นที่มองเห็นได้ (Ra 10–25 μm) | เรียบ (Ra 1–5 μm) | พื้นผิวหยาบ (Ra 10–20 μm) |
| ความทนทานในการใช้งาน | สูง — พลาสติกวิศวกรรมแท้ | ปานกลาง | ต่ำ — การเสื่อมสภาพจากรังสียูวีเมื่อเวลาผ่านไป | สูงมาก |
| เหมาะสำหรับ | ต้นแบบที่ใช้งานได้จริง การผลิตในปริมาณน้อย | โมเดลต้นแบบ, ต้นแบบราคาประหยัด | ต้นแบบภาพ, เครื่องประดับ, ทันตกรรม | ชิ้นส่วนโลหะสำหรับใช้งานขั้นสุดท้าย, เครื่องมือ |
สรุปสั้นๆ คือ ถ้าคุณต้องการชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติเหมือนไนลอนที่ขึ้นรูปด้วยการฉีดขึ้นรูป PBF คือกระบวนการที่เหมาะสม แต่ถ้าคุณแค่ต้องการตรวจสอบรูปทรง FDM จะประหยัดกว่า ถ้าคุณต้องการความสวยงาม SLA จะเรียบเนียนกว่า ส่วนถ้าคุณต้องการชิ้นส่วนโลหะ นั่นเป็นอีกเรื่องหนึ่งเลย
อ่านเพิ่มเติม:
SLS เทียบกับ FDM เทียบกับ SLA เทียบกับ MJF: ควรเลือกใช้เทคโนโลยีใดในการผลิตขั้นสุดท้าย (2026)
การพิมพ์ 3 มิติแบบ FDM เทียบกับ SLS: เทคโนโลยีใดดีที่สุดสำหรับชิ้นส่วนใช้งานและงานผลิต?
การพิมพ์ 3 มิติ เทียบกับ การฉีดขึ้นรูป: วิธีใดประหยัดเวลาและต้นทุนได้มากกว่าในปี 2026?
SLA เทียบกับ SLS: คู่มือสำหรับวิศวกรในการเลือกเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติด้วยเลเซอร์ที่เหมาะสม
คำถามที่พบบ่อย (FAQs)
การพิมพ์ 3 มิติแบบผงพลาสติก (Plastic Powder Bed Fusion) เหมือนกับการพิมพ์ 3 มิติแบบ SLS หรือไม่?
ใช่แล้ว SLS (Selective Laser Sintering) เป็นเทคโนโลยีการหลอมผงพลาสติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม คำว่า “polymer PBF,” “plastic LPBF,” และ “SLS” ถูกใช้สลับกันไปมาในอุตสาหกรรม แม้ว่า SLS จะเป็นคำดั้งเดิมและเป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางที่สุดก็ตาม ระบบ TPM3D ทุกเครื่องใช้กระบวนการ SLS
เครื่องพิมพ์ PBF พลาสติกสามารถใช้กับวัสดุอะไรได้บ้าง?
PA12 (ไนลอน 12) และ PA11 (ไนลอน 11) ครอบคลุมการใช้งานส่วนใหญ่ ชนิดที่มีสารเติมแต่ง เช่น PA12-GF30 (ใยแก้ว) และ PA12-CF (ใยคาร์บอน) ช่วยเพิ่มความแข็งและความแข็งแรง TPU ผลิตชิ้นส่วนอีลาสโตเมอร์ที่มีความยืดหยุ่น PP มีความทนทานต่อสารเคมีและมีความหนาแน่นต่ำมาก โพลิเมอร์ประสิทธิภาพสูง เช่น PEEK, PEKK และ PPS ต้องใช้ระบบอุณหภูมิสูงแบบพิเศษ (เช่น TPM3D S320HT)
โดยทั่วไปแล้ว ชิ้นส่วนพลาสติกที่ผลิตด้วยกระบวนการ PBF มีความแม่นยำเท่าไร?
ความแม่นยำของขนาด ±0.2% (ต่ำสุด ±0.2 มม.) เป็นเรื่องปกติสำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่ได้รับการสอบเทียบแล้ว เครื่อง TPM3D S480 สามารถสร้างจุดเลเซอร์ขนาด 0.31 มม. ด้วยความเร็วในการสแกน 21,000 มม./วินาที สำหรับงานที่มีความแม่นยำสูง คุณสมบัติที่มีความละเอียดสูงกว่า 0.2 มม. อาจต้องมีการปรับแต่งเพิ่มเติมหลังการตัด
ฉันจำเป็นต้องใช้ระบบทนความร้อนสูงสำหรับ PEEK หรือไม่?
ใช่แล้ว PEEK ต้องการอุณหภูมิห้องพิมพ์ที่ 300–350 °C ซึ่งสูงกว่าระบบ PA12 มาตรฐาน (~170 °C) มาก เครื่องพิมพ์ 3 มิติ TPM3D S320HT ออกแบบมาสำหรับ PEEK, PEKK และ PPS โดยมีอุณหภูมิการพิมพ์สูงสุด 350 °C และโปรไฟล์การระบายความร้อนที่ควบคุมได้เพื่อจัดการระดับความเป็นผลึก
พร้อมที่จะสำรวจระบบเฉพาะแล้วหรือยัง? ดูรายละเอียดผลิตภัณฑ์ทั้งหมด พร้อมข้อมูลจำเพาะโดยละเอียด และการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกันได้ที่นี่:
- เครื่องพิมพ์ 3 มิติ SLS ระดับอุตสาหกรรม ซีรีส์ S — ห้าระบบ ตั้งแต่ระบบที่เน้นด้านการศึกษาไปจนถึงระบบการผลิตเลเซอร์คู่ขนาดใหญ่
- เครื่องพิมพ์ 3 มิติ SLS ประสิทธิภาพสูง ซีรีส์ P — ระบบสองระบบที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการผลิตอย่างต่อเนื่อง พร้อมระบบสร้างไนโตรเจนแบบบูรณาการ
