พิมพ์ให้ได้ขนาดตรง: calibration cube, hole compensation, elephant foot และงานสวม

ชิ้นงานสวยแต่ใส่ไม่ลง หรือใส่ได้แต่โยก คือปัญหาที่เครื่องพิมพ์ทุกยี่ห้อเจอ เพราะ FDM ไม่ได้พิมพ์ตามไฟล์เป๊ะ มันเพี้ยนอย่างเป็นระบบ และของที่เป็นระบบแก้ได้ บทนี้ว่าด้วยการวัดว่าเครื่องของเราเพี้ยนตรงไหน แก้ที่ไหนใน slicer แล้วเผื่อระยะให้ชิ้นงานสวมกันได้ตั้งแต่ครั้งแรก

ตัวเลขทั้งบทอ้างอิงหัวฉีด 0.4 mm ชั้น 0.2 mm ซึ่งเป็นค่าตั้งต้นทั่วไป เครื่องและม้วนเส้นของแต่ละคนให้ค่าต่างกัน ต้องวัดเอง

ขนาดเพี้ยนมาจากไหน

ความคลาดเคลื่อนของ FDM ทั่วไปอยู่ราว ±0.15 ถึง ±0.5 mm แต่ไม่ได้เพี้ยนแบบสุ่ม มีสาเหตุหลักสี่อย่าง และแต่ละอย่างทิ้งร่องรอยคนละแบบ

สาเหตุ	อาการ	แก้ที่
เส้นพลาสติกถูกกดแบนแล้วบานออกข้าง	ขอบนอกโตนิดหน่อย รูเล็กลง	flow ก่อน แล้ว compensation
หัวฉีดดึงเนื้อเข้ากลางรูตอนวนโค้งเล็ก ๆ	รูเล็กกว่าขอบนอกที่เพี้ยน	hole compensation
ชั้นแรกถูกกดกับเตียงร้อน	ฐานบานออกเป็นขอบ (elephant foot)	elephant foot compensation, Z-offset, chamfer
วัสดุหดตอนเย็น	ทั้งชิ้นเล็กลงเป็นเปอร์เซ็นต์ ABS ชัดสุด	shrinkage compensation ในโปรไฟล์ฟิลาเมนต์

รูในไฟล์ STL ยังเป็นรูปหลายเหลี่ยม ไม่ใช่วงกลมจริง จึงเล็กลงอีกเล็กน้อยก่อนจะถึง slicer ด้วยซ้ำ

ขั้นที่ 1: calibration cube แล้ววัดให้ครบ

ลูกบาศก์ 20 mm ที่มีตัว X Y Z บนด้าน เป็นโมเดลทดสอบที่ดีเพราะวัดง่าย พิมพ์ด้วยโปรไฟล์ที่ใช้งานจริง แล้ววัดด้วยเวอร์เนีย

• ความกว้าง X และ Y วัดที่ กลางความสูง ไม่ใช่ที่ฐาน
• วัดซ้ำที่ ฐาน ภายใน 1 mm จากเตียง ส่วนต่างกับกลางชิ้นคือ elephant foot
• ความสูง Z
• ถ้าเป็นลูกบาศก์แบบมีรู หรือพิมพ์แผ่นทดสอบที่มีรู 4, 6, 8 mm เพิ่ม วัดรูด้วย

จากตัวเลขจะแยกได้ว่าปัญหาอยู่ชั้นไหน

• X และ Y เพี้ยนไม่เท่ากัน เช่น 20.0 กับ 20.3 → เรื่องกลไก (สายพานหย่อน, steps/mm) ไม่ใช่เรื่อง slicer
• X Y โตเท่ากัน และผนังเดี่ยวหนากว่า line width → flow สูงไป ปรับ flow ก่อน ตามวิธีใน บทตั้งค่าฟิลาเมนต์ม้วนใหม่
• ขอบนอกโตนิดเดียว แต่รูเล็กลงชัดกว่า → ปกติของ FDM ถึงเวลาใช้ compensation

compensation เป็นยาแก้ปลายเหตุ ตั้งทีเดียวมีผลทุกชิ้น ถ้า flow หรือกลไกยังผิดอยู่ จะได้ค่าที่ดูถูกวันนี้แล้วผิดในม้วนหน้า

ขั้นที่ 2: ทดสอบงานสวมด้วย tolerance test

OrcaSlicer มี Handy Model ชื่อ Orca Tolerance Test (คลิกขวาที่ plate ในหน้า Prepare → Add Handy Model) เป็นฐานที่มีรูหกเหลี่ยม 6 รู ระยะเผื่อ 0.0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 mm กับแท่งหกเหลี่ยมหนึ่งอัน หรือใช้ประแจหกเหลี่ยม 6 mm เสียบลองก็ได้ รูที่ เสียบได้ลื่นโดยไม่ต้องกด บอกระยะเผื่อขั้นต่ำของเครื่องกับม้วนนี้

เครื่องที่จูนดีมักผ่านที่ 0.1–0.2 mm ถ้าต้องไปถึง 0.3–0.4 mm ถึงจะเสียบได้ กลับไปดู flow และ compensation ก่อน

ขั้นที่ 3: ตั้ง compensation ให้ถูกตัว

ชื่อค่าแต่ละ slicer ต่างกัน แต่หลักเดียวกัน: บวก = ขยาย ลบ = หด หน่วยเป็น mm ต่อด้าน

slicer	ขอบนอก	รู	ชั้นแรก
PrusaSlicer	XY size compensation (Print Settings → Advanced) ขยับทั้งขอบนอกและรูพร้อมกัน	ใช้ค่าเดียวกับขอบนอก	Elephant foot compensation
OrcaSlicer / Bambu Studio	X-Y contour compensation	X-Y hole compensation	Elephant foot compensation (+ จำนวนชั้นที่ไล่ค่า)
Cura	Horizontal Expansion	Hole Horizontal Expansion	Initial Layer Horizontal Expansion

OrcaSlicer ยังมี Precise wall ที่ตัดระยะซ้อนระหว่างผนังนอกกับผนังในให้เป็นศูนย์ ช่วยให้ขอบนอกตรงขึ้นโดยไม่ต้องยุ่งกับ compensation มาก เปิดได้ก่อนเริ่มวัด

ตัวอย่างคำนวณ

พิมพ์แผ่นทดสอบ ออกแบบขอบนอก 20.00 mm รู 6.00 mm วัดได้ขอบนอก 20.16 mm รู 5.60 mm

1. ส่วนต่างขอบนอก = 20.00 − 20.16 = −0.16 mm เพี้ยนสองด้าน จึงหาร 2 → X-Y contour compensation = −0.08 mm
2. ส่วนต่างรู = 6.00 − 5.60 = +0.40 mm หาร 2 → X-Y hole compensation = +0.20 mm
3. พิมพ์ซ้ำ วัดใหม่ ควรได้ขอบนอกราว 20.0 และรูราว 6.0 ถ้ายังเพี้ยน ปรับเพิ่มครั้งละ 0.02–0.05 mm

ใน PrusaSlicer ที่มีค่าเดียว ต้องเลือกว่าจะเอาอะไรตรง ส่วนมากเลือกให้รูตรง (+0.2) แล้วยอมให้ขอบนอกโตขึ้นอีกนิด หรือแก้ขนาดรูในไฟล์ CAD แทน

elephant foot: ฐานบานออก

ชั้นแรกที่ถูกกดแน่นกับเตียงร้อนจะบานออกเป็นขอบรอบฐาน ชิ้นที่ต้องวางชิดกัน หรือฝาที่ต้องสวมลงกล่อง จะติดตรงนี้เสมอ

• Elephant foot compensation หดชั้นแรกเข้า ค่าราว 0.2 mm ใช้ได้ดีกับหัว 0.4 mm (PrusaSlicer เปิดไว้ในโปรไฟล์ทางการแล้ว) ไม่ควรเกินครึ่งหนึ่งของ line width ชั้นแรก ถ้าตั้งสูงจน brim ไม่ติดชิ้นงาน แปลว่าเกินไป
• จากตัวเลขที่วัด: ฐาน 20.35 mm กลางชิ้น 20.10 mm ส่วนต่าง 0.25 หาร 2 → ฐานบานราว 0.12 mm ต่อด้าน ตั้ง compensation 0.1–0.15 แล้ววัดใหม่
• ถ้ายังบานหลังตั้งค่าแล้ว สาเหตุมักเป็น Z-offset ต่ำเกินหรือเตียงร้อนเกิน ไม่ใช่ค่า compensation
• วิธีที่ไม่พึ่ง slicer: ใส่ chamfer 0.3–0.5 mm ที่ขอบล่างของโมเดลใน CAD ขอบที่บานจะไปอยู่ในพื้นที่ที่ตัดออกไปแล้ว

วัสดุหด: เรื่องของเปอร์เซ็นต์ ไม่ใช่ mm

ABS หดราว 1–2% หลังเย็นตัว ชิ้น 100 mm จึงอาจเหลือ 98–99 mm ซึ่งไม่มี compensation แบบ mm คงที่ไหนแก้ได้ PETG และ PLA หดน้อยกว่ามาก ถ้าพิมพ์ ABS/ASA ให้ใช้ค่าหดในโปรไฟล์ ฟิลาเมนต์ (PrusaSlicer: Filament → Advanced เป็นเปอร์เซ็นต์ XY/Z; OrcaSlicer: Shrinkage (XY)/(Z)) วัดจากชิ้นทดสอบยาว ๆ แล้วคำนวณ: ออกแบบ 100 วัดได้ 98.8 → หด 1.2% ค่าหดจะต่างกันมากตามตู้ปิดและความเร็วการเย็นตัว ให้ค่าของเครื่องตัวเองเท่านั้น

ระยะเผื่อสำหรับงานสวม

เมื่อ compensation ทำให้ขนาดใกล้ไฟล์แล้ว ค่อยเลือกระยะเผื่อตามว่าอยากให้ชิ้นสวมกันแบบไหน ตัวเลขเป็นต่อด้าน (รู − แกน หาร 2)

แบบสวม	ระยะเผื่อต่อด้าน	ใช้กับ
อัด (press fit) ต้องกดหรือเคาะเข้า	0.0 ถึง −0.05 mm	หมุดถาวร, insert, ของที่ไม่ถอด
พอดี (transition) เสียบมือได้ ถอดได้ ไม่โยก	0.1–0.2 mm	หมุดจัดตำแหน่ง, ฝาที่ต้องแน่น
หลวม (clearance) เลื่อนได้ หมุนได้	0.3–0.5 mm	บานพับ print-in-place, ราง, ฝากล่องทั่วไป

ตัวอย่าง: แกนเหล็ก 8.00 mm ต้องการให้สวมพอดีถอดได้ ออกแบบรู 8.00 + 2 × 0.15 = 8.30 mm ถ้าจะหมุนได้ลื่น 8.00 + 2 × 0.4 = 8.80 mm ถ้าทั้งสองชิ้นพิมพ์เอง ต้องคิดว่าแกนที่พิมพ์ก็โตได้ด้วย ชิ้นทดสอบจึงต้องพิมพ์ทั้งคู่

เรื่องกล่องใส่บอร์ดโดยเฉพาะ รวมผนัง ความสูง และช่องสาย อยู่ใน บทออกแบบกล่องใส่บอร์ด บทนี้ไม่ลงซ้ำ

เกร็ดที่ช่วยได้จริง: รูที่ แกนตั้ง กลมกว่ารูที่เจาะด้านข้าง (ด้านบนของรูข้างจะยุบ) ใส่ chamfer เล็ก ๆ ที่ปากรูและปลายแกนช่วยนำร่อง และวัสดุที่หดมาก ค่า press fit 0.1 mm บนไฟล์อาจกลายเป็นแน่นจนแตก

ข้อผิดพลาดที่เจอบ่อย

• ตั้ง compensation ก่อนปรับ flow ได้ค่าที่ชดเชยสองปัญหาพร้อมกัน พอเปลี่ยนม้วน ทุกอย่างเพี้ยนใหม่
• ใส่ส่วนต่างทั้งหมดโดยไม่หาร 2 รู 5.6 เป้า 6.0 ใส่ +0.4 ได้รู 6.4
• วัดที่ฐาน แล้วสรุปว่าทั้งชิ้นโต ที่จริงคือ elephant foot
• เก็บค่าไว้ในโปรไฟล์เครื่อง ทั้งที่มันขึ้นกับฟิลาเมนต์
• ตั้ง elephant foot compensation สูงจน brim หลุด แล้วไปเพิ่ม brim แทนที่จะลดค่า
• ออกแบบไฟล์ให้พอดีเป๊ะ ระยะเผื่อ 0 แล้วหวังว่า compensation จะช่วย

ขนาดตรงแล้ว บทต่อไปจะทำผิวให้เนียน ซึ่งบางวิธี เช่น vapor smoothing กินขนาดกลับไป 0.1–0.3 mm ค่าที่วัดได้วันนี้จึงยังต้องใช้ต่อ

แหล่งข้อมูล

• Elephant foot compensation — Prusa Knowledge Base
• Precision settings (X-Y hole/contour compensation, Precise wall) — OrcaSlicer wiki
• Tolerance test — OrcaSlicer wiki
• ABS material guide (shrinkage 1–2%) — Prusa Knowledge Base
• 3D printing tolerances explained — Snapmaker blog