ความชื้น อุปสรรคของเครื่องปริ้น 3 มิติ
ความชื้นในอากาศเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อคุณภาพงานพิมพ์ของเครื่องปริ้น 3 มิติ ตั้งแต่เส้นใยพลาสติก (Filament) ไปจนถึงชิ้นส่วนกลไกและอิเล็กทรอนิกส์ของเครื่อง การทำความเข้าใจและควบคุมความชื้นจึงเป็นกุญแจสำคัญสู่การพิมพ์งาน 3 มิติที่ประสบความสำเร็จ
ผลกระทบโดยตรงต่อเส้นพลาสติก (Filament)
เส้นใยพลาสติกที่ใช้ในการพิมพ์ 3 มิติส่วนใหญ่มีคุณสมบัติดูดความชื้นจากอากาศ (Hygroscopic) โดยเฉพาะวัสดุยอดนิยมอย่าง PLA, ABS, PETG, Nylon และ TPU เมื่อเส้นพลาสติกดูดซับความชื้นเข้าไป จะส่งผลเสียหลายประการ:
- คุณภาพงานพิมพ์ลดลงอย่างเห็นได้ชัด: ปัญหาที่พบบ่อยที่สุดคือ “การเกิดฟอง” (Bubbling) และ “การฉีดเส้นใยไม่สม่ำเสมอ” (Inconsistent Extrusion) เนื่องจากน้ำที่อยู่ในเส้นใยพลาสติกจะเดือดและกลายเป็นไอน้ำเมื่อผ่านหัวฉีดความร้อนสูง ทำให้เกิดฟองอากาศในเนื้อพลาสติกที่ฉีดออกมา ส่งผลให้ผิวงานพิมพ์ขรุขระ ไม่เรียบเนียน และมีเส้นใยพลาสติกแตกเป็นหย่อมๆ
- การยึดเกาะระหว่างชั้น (Layer Adhesion) ไม่ดี: ไอน้ำที่เกิดขึ้นจะขัดขวางการเชื่อมต่อระหว่างชั้นของการพิมพ์ ทำให้ชิ้นงานที่ได้เปราะบาง แตกหักง่าย และไม่สามารถรับแรงได้ตามที่คุณสมบัติของพลาสติกชนิดนั้นๆ ควรจะเป็น
- ปัญหาเส้นใยพลาสติกเยิ้ม (Stringing) และการอุดตันของหัวฉีด: ความชื้นทำให้คุณสมบัติทางเคมีของพลาสติกเปลี่ยนไป ส่งผลต่อความหนืดและการไหลของพลาสติกหลอมเหลว ทำให้เกิดปัญหาเส้นใยพลาสติกบางๆ เชื่อมระหว่างส่วนต่างๆ ของชิ้นงาน (คล้ายใยแมงมุม) นอกจากนี้ ความชื้นยังทำให้เส้นใยพลาสติกเปราะและหักง่ายขึ้น เพิ่มความเสี่ยงที่เศษพลาสติกจะไปอุดตันในหัวฉีดได้
ผลกระทบต่อตัวเครื่องปริ้น 3 มิติ
ไม่เพียงแต่เส้นใยพลาสติกเท่านั้นที่ได้รับผลกระทบจากความชื้น แต่ตัวเครื่องปริ้น 3 มิติเองก็มีความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายได้เช่นกัน:
- การกัดกร่อนของชิ้นส่วนโลหะ: โครงสร้างหลักและชิ้นส่วนกลไกหลายอย่างของเครื่องปริ้น 3 มิติทำจากโลหะ เช่น รางเลื่อน (Linear Rails), สกรู (Lead Screws), และตลับลูกปืน (Bearings) ความชื้นสูงในอากาศสามารถนำไปสู่การเกิดสนิมและการกัดกร่อน ซึ่งจะทำให้การเคลื่อนที่ของแกนต่างๆ ไม่ราบรื่น ส่งผลต่อความแม่นยำในการพิมพ์ และในระยะยาวอาจทำให้ชิ้นส่วนเหล่านี้เสียหายอย่างถาวรได้
- ความเสียหายต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์: ความชื้นเป็นศัตรูตัวฉกาจของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง ไอน้ำสามารถควบแน่นบนแผงวงจร (PCB), จุดเชื่อมต่อสายไฟ และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ซึ่งอาจนำไปสู่การลัดวงจร, การทำงานผิดพลาดของเซ็นเซอร์, หรือแม้กระทั่งความเสียหายถาวรของเมนบอร์ดและแหล่งจ่ายไฟ
แนวทางการป้องกันและแก้ไข
เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาต่างๆ ที่เกิดจากความชื้น ผู้ใช้งานเครื่องปริ้น 3 มิติจึงควรให้ความสำคัญกับการควบคุมสภาพแวดล้อมและจัดเก็บวัสดุอย่างถูกวิธี:
- การจัดเก็บเส้นใยพลาสติก: ควรเก็บเส้นใยพลาสติกในภาชนะที่ปิดสนิทและป้องกันอากาศเข้า เช่น ถุงซิปล็อคสุญญากาศ หรือกล่องพลาสติกที่มีฝาปิดแน่นหนา พร้อมใส่สารดูดความชื้น (Desiccant) เช่น ซิลิกาเจล (Silica Gel) ไว้ภายใน เพื่อดูดซับความชื้นส่วนเกิน
- การอบเส้นใยพลาสติกก่อนใช้งาน: หากไม่แน่ใจว่าเส้นใยพลาสติกมีความชื้นหรือไม่ หรือเก็บไว้นานแล้ว ควรนำไปอบเพื่อไล่ความชื้นออกก่อนการใช้งาน ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เครื่องอบเส้นใยพลาสติกโดยเฉพาะ หรือใช้เตาอบลมร้อนที่สามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำ (อุณหภูมิและระยะเวลาในการอบจะแตกต่างกันไปตามชนิดของพลาสติก)
- ควบคุมความชื้นในห้องพิมพ์: ควรวางเครื่องปริ้น 3 มิติในห้องที่มีอากาศถ่ายเทสะดวกและมีความชื้นสัมพัทธ์ในระดับที่เหมาะสม (โดยทั่วไปแนะนำให้อยู่ระหว่าง 30-50%) อาจพิจารณาใช้เครื่องลดความชื้น (Dehumidifier) ในช่วงฤดูฝนหรือในพื้นที่ที่มีความชื้นสูง
- การบำรุงรักษาเครื่องปริ้น: หมั่นตรวจสอบและทำความสะอาดชิ้นส่วนโลหะของเครื่องปริ้น และอาจใช้สารหล่อลื่นที่เหมาะสมเพื่อป้องกันการเกิดสนิมและการสึกหรอ
– ความชื้นส่งผลกระทบในวงกว้างต่อการพิมพ์ 3 มิติ ตั้งแต่การลดทอนคุณภาพของวัสดุพิมพ์ไปจนถึงการสร้างความเสียหายให้กับตัวเครื่อง การใส่ใจในการจัดเก็บเส้นใยพลาสติกและการควบคุมสภาพแวดล้อมในการพิมพ์จึงเป็นการลงทุนที่คุ้มค่า เพื่อให้ได้ชิ้นงานที่มีคุณภาพสูงสุดและยืดอายุการใช้งานของเครื่องปริ้น 3 มิติของคุณ
ถ้าหากบริเวณที่ตั้งเครื่องมีความชื้นสูง สามารถหาซื้อกล่องหรือตู้กันชื้นมาใส่Filament ได้หากยังไม่ได้ใช้ โดยใส่วัตถุกันชื้นไว้ด้านใน
ตัวอย่าง กล่องกันชื้น สามารถหาซื้อได้จากลิงค์ด้านล่าง
