แยกประเภทงานพิมพ์ 3D ก่อนกดพิมพ์ ของตกแต่ง ชิ้นรับแรง ของเล่น กลางแจ้ง อาหาร

ชิ้นงานที่พัง มักไม่ได้พังเพราะเครื่องไม่ดี แต่พังเพราะพิมพ์ “แบบเดียวกับชิ้นก่อน” ทั้งที่งานต่างกัน ตุ๊กตาตั้งโต๊ะกับขายึดชั้นวางของใช้ค่าเดียวกันไม่ได้ บทนี้แบ่งงานพิมพ์เป็น 6 ประเภท แล้วบอกว่าแต่ละประเภทกำหนดวัสดุ จำนวนผนัง infill และทิศการวางอย่างไร เพื่อให้ตั้งค่าก่อนกดพิมพ์ ไม่ใช่หลังชิ้นงานหัก

ตัวเลขทั้งหมดอิงหัวพิมพ์ 0.4 mm เส้นกว้างราว 0.45 mm ซึ่งเป็นค่าตั้งต้นที่พบบ่อยที่สุด ถ้าเปลี่ยนหัวแล้ว กลับไปดูบทเรื่องหัวพิมพ์

ถามสามข้อก่อนเปิด slicer

1. รับแรงไหม แรงแบบไหน ดึง กด งอ กระแทก และแรงมาทางทิศไหน
2. เจออะไร ความร้อน แดด น้ำ สารเคมี มือเด็ก อาหาร
3. สวยสำคัญแค่ไหน ผิวด้านไหนที่คนจะเห็น

สามคำตอบนี้ตัดสินค่าเกือบทุกค่า ที่เหลือคือตารางด้านล่าง

สิ่งที่คุมความแข็งแรงจริง

สองข้อเท็จจริงที่ควรรู้ก่อนเลือกค่า

ผนังสำคัญกว่า infill Prusa ระบุตรง ๆ ว่าความแข็งแรงของชิ้นงานกำหนดโดยจำนวนผนัง (perimeters) เป็นหลัก ไม่ใช่ infill การทดสอบของ Prusa เองพบว่า infill 10–20% คือจุดสมดุลระหว่างความแข็งแรง ความเสถียรของการพิมพ์ เวลา และปริมาณเส้น และเกิน 40% แทบไม่มีเหตุผล ต้องการแข็งขึ้น เพิ่มผนังก่อน

ชั้นคือจุดอ่อน พลาสติกเชื่อมกันตามแนวราบดีกว่าเชื่อมระหว่างชั้น CNC Kitchen ดึงชิ้นทดสอบ PLA บน Prusa CORE One ชั้น 0.2 mm ได้ผล

ทิศการพิมพ์	แรงดึงที่ทนได้
วางราบ (แรงดึงขนานกับชั้น)	63 MPa
ตั้ง 45°	40 MPa
ตั้งตรง (แรงดึงแยกชั้นออกจากกัน)	31 MPa

ชิ้นตั้งตรงเหลือครึ่งเดียว ดังนั้นแรงหลักต้องไม่ดึงชั้นออกจากกัน ถ้าเลี่ยงไม่ได้ เอียง 45° ก็ยังดีกว่าตั้งตรง

ก่อนเพิ่ม infill ให้ถามว่า “หมุนชิ้นงานได้ไหม” การวางให้ถูกทิศได้ความแข็งแรงเพิ่มเกือบเท่าตัวโดยไม่เสียเส้นเพิ่มสักกรัม

ตาราง 6 ประเภทงาน

ประเภท	ตัวอย่าง	วัสดุ	ผนัง (หัว 0.4)	infill	การวาง / หมายเหตุ
ของตกแต่ง	ฟิกเกอร์ โมเดล แจกัน ป้าย	PLA	2 (0.9 mm)	10–15% gyroid หรือ rectilinear	เอาด้านสวยขึ้นบน ชั้น 0.12–0.16 mm ถ้าต้องการผิวเนียน
ชิ้นกลไกรับแรง	ขายึด ตะขอ เฟือง ข้อต่อ	PETG หรือ PLA ถ้าในบ้านและไม่ร้อน	4–5 (1.8–2.25 mm)	15–25% gyroid	วางให้ชั้นขนานกับแรง ชั้น 0.2 mm ไม่เกินนี้
กล่องอิเล็กทรอนิกส์	เคสบอร์ด กล่องเซนเซอร์	PLA ในบ้าน PETG ถ้ามีความร้อนจากอุปกรณ์หรือใกล้หน้าต่าง	3–4 (1.35–1.8 mm)	15%	หงายด้านเปิดขึ้น ฝาพิมพ์แยก เจาะช่องระบาย
ของเล่น	ตัวต่อ รถ ตุ๊กตาที่ถูกโยน	PETG (เหนียว) หรือ TPU (นิ่ม) PLA ได้เฉพาะของที่ไม่ถูกใช้หนัก	4 (1.8 mm)	20%	ไม่มีชิ้นเล็กหลุด ไม่มีขอบคม ล้างได้
กลางแจ้ง / ที่ร้อน	ที่ยึดกล้องนอกบ้าน ชิ้นในรถ ของใกล้เครื่องร้อน	ASA (ทน UV และราว 93 °C) PETG ถ้าร่มและไม่เกินราว 65 °C	4 (1.8 mm)	20%	ASA ต้องพิมพ์ในตู้ปิดและห้องระบายอากาศ
สัมผัสอาหาร	แม่พิมพ์คุกกี้ ที่ตักผง	PETG หรือ PLA ไม่มีสีผสม + หัวสแตนเลส + เคลือบ epoxy รับรองอาหาร	3 (1.35 mm)	20%	ใช้ครั้งเดียวหรือไม่กี่ครั้งแล้วทิ้ง ห้ามใส่น้ำร้อนหรือเครื่องล้างจาน

ความหนาผนังในตารางคือจำนวนเส้น × 0.45 mm ค่า infill เป็นช่วงที่ปกติพอ ปรับขึ้นเฉพาะเมื่อผนังเต็มที่แล้วยังไม่พอ

ตัวอย่างคำนวณ: ขายึดเราเตอร์ติดผนัง

โจทย์ ขายึดรูปตัว L แขนกว้าง 10 mm รับเราเตอร์หนักราว 1.5 kg อยู่ในบ้าน ไม่โดนแดด

ขั้นที่ 1 ประเภท ชิ้นกลไกรับแรง อยู่ในบ้าน ความร้อนไม่เกินห้องแอร์ → PETG หรือ PLA ก็ได้ เลือก PETG เพราะเหนียวกว่าและไม่เปราะเมื่อโดนกระแทกตอนเสียบสาย

ขั้นที่ 2 ผนัง เทียบสองค่า ที่หน้าตัดแขนกว้าง 10 mm

• ผนัง 2 เส้นต่อข้าง = 2 × 0.45 × 2 ข้าง = 1.8 mm เป็นพลาสติกตัน เหลือกลาง 8.2 mm เป็น infill 15% ≈ 1.2 mm เทียบเท่าพลาสติกตัน รวม 3.0 mm จาก 10 mm
• ผนัง 4 เส้นต่อข้าง = 4 × 0.45 × 2 ข้าง = 3.6 mm ตัน เหลือกลาง 6.4 mm เป็น infill 15% ≈ 1.0 mm รวม 4.6 mm จาก 10 mm

เพิ่มผนังจาก 2 เป็น 4 เส้น เนื้อพลาสติกที่รับแรงจริงเพิ่มราว 50% ส่วนการดัน infill จาก 15% เป็น 40% โดยคงผนัง 2 เส้น ได้ 1.8 + 8.2 × 0.40 ≈ 5.1 mm ใกล้กันแต่ใช้เส้นและเวลามากกว่ามาก และ infill ไม่ได้ช่วยผิวนอกที่รับแรงดัดมากที่สุด ตัวเลขนี้เป็นการเทียบสัดส่วนเนื้อพลาสติก ไม่ใช่การคำนวณความแข็งแรงเชิงวิศวกรรม แต่พอให้เห็นว่าทำไม Prusa ถึงบอกให้เพิ่มผนังก่อน

ขั้นที่ 3 การวาง ตัว L มีมุมหักที่รับแรงดัดมากที่สุด ถ้าพิมพ์โดยให้แขนยื่นออกจากเตียง ชั้นจะขวางแรงพอดี มุมนั้นรับได้ราวครึ่งเดียว (31 เทียบ 63 MPa) ให้วางตัว L ตะแคงข้าง ทั้งสองแขนแนบเตียง ชั้นจะวิ่งไปตามความยาวแขน ไม่ต้องใช้ support และหน้าตัดที่หน้ากว้าง 10 mm กลายเป็นความสูงของชิ้น

ขั้นที่ 4 ค่าสรุป PETG ผนัง 4 infill 20% gyroid ชั้น 0.2 mm วางตะแคง เพิ่มชั้นบน/ล่าง 5 ชั้น และทำมุมโค้ง (fillet) ที่ด้านในของมุม L เพื่อไม่ให้แรงรวมที่จุดเดียว

เงื่อนไขพิเศษของสองประเภทสุดท้าย

กลางแจ้งและที่ร้อน PLA เริ่มนิ่มที่เกิน 60 °C และเสื่อมเมื่อโดน UV ในรถจอดกลางแดดไทยอุณหภูมิเกินนั้นได้ ชิ้นในรถหรือกลางแดดจึงเป็น ASA ซึ่งผู้ผลิตระบุว่าไม่เสียรูปจนถึงราว 93 °C และไม่เหลือง ASA พิมพ์ที่หัวราว 260 °C เตียงราว 110 °C หดตัวมาก ต้องมีตู้ปิด และปล่อยกลิ่นและไอระเหยที่ไม่ควรสูดดม ตั้งเครื่องในห้องที่ระบายอากาศได้ ถ้าไม่มีตู้ปิด PETG ในที่ร่มเป็นทางเลือกที่ทนร้อนกว่า PLA เล็กน้อย

สัมผัสอาหาร ปัญหาไม่ได้อยู่ที่พลาสติกอย่างเดียว

• ร่องระหว่างชั้นสะสมเชื้อและดูดซับน้ำยาล้างจาน ล้างไม่ออก
• สีและสารเติมแต่งในเส้นไม่รู้ว่าคืออะไร ใช้เส้นไม่มีสี (natural) เท่านั้น
• หัวทองเหลืองสึกและมีโลหะปนลงในชิ้นงาน ใช้หัวสแตนเลสหรือไทเทเนียม
• PLA นิ่มที่ 60 °C ของร้อนและเครื่องล้างจานทำให้เสียรูป

Prusa สรุปเองว่า “ทำได้ในทางทฤษฎี แต่ต้องเตรียมและเคลือบเป็นพิเศษ และไม่แนะนำให้ใช้งานพิมพ์เป็นภาชนะอาหาร” ทางที่ปลอดภัยกว่าคือใช้ชิ้นพิมพ์เป็นแม่พิมพ์แล้วหล่อด้วยซิลิโคนเกรดอาหาร หรือใช้งานครั้งเดียวแล้วทิ้ง

ข้อผิดพลาดที่เจอบ่อย

• ใช้โปรไฟล์เดียวกับทุกงาน ตุ๊กตากับขายึดได้ผนัง 2 เส้นเท่ากัน ขายึดหักในสัปดาห์แรก
• แก้ชิ้นหักด้วย infill 100% ใช้เวลาเท่าตัว หักที่เดิมเพราะปัญหาคือทิศการวาง
• พิมพ์ตะขอให้ตั้งตรงเพราะไม่ต้องใช้ support ชั้นขวางแรงพอดี รับได้ครึ่งเดียว ยอมใช้ support แล้ววางตะแคงดีกว่า
• PLA ในรถ ที่ยึดมือถือบิดเป็นคลื่นหลังจอดกลางแดดครั้งเดียว
• ของเล่นเด็กเล็กด้วย PLA ผนังบาง หักเป็นเศษคมและชิ้นเล็ก
• ที่ตักกาแฟ PLA สีสวย ใช้ทุกวัน สีไม่รู้ที่มา ร่องชั้นสะสมเชื้อ และนิ่มเมื่อโดนน้ำร้อน

บทถัดไปลงรายละเอียดฟิลาเมนต์แต่ละชนิดที่ตารางนี้อ้างถึง ว่าแต่ละตัวพิมพ์ยากง่ายต่างกันอย่างไร

แหล่งข้อมูล

• Layers and perimeters — Prusa Knowledge Base
• Everything you need to know about infills — Prusa blog
• Stop printing flat: the 45° secret for stronger parts — CNC Kitchen
• PLA — Prusa Knowledge Base
• Prusament ASA — material page