รู้จัก ฟิลาเมนต์ แต่ละชนิด: PLA PETG ABS/ASA TPU Nylon PC และแบบผสม
ฟิลาเมนต์ FDM แต่ละชนิดเก่งอะไร พิมพ์ยากแค่ไหน ช่วงอุณหภูมิหัวพิมพ์และเตียง ทนร้อน ทนแดด ดูดความชื้น และตารางเดียวที่ควรแปะไว้ข้างเครื่อง
- PLA กับ PETG ครอบคลุมงานส่วนใหญ่ของมือสมัครเล่น พิมพ์ง่าย ไม่ต้องมีตู้ปิด พิมพ์ได้แทบทุกเครื่อง
- ความร้อนคือเส้นแบ่ง PLA นิ่มที่ราว 60 °C, PETG ทนได้ถึงราว 80 °C, ASA ราว 93 °C, PC ไปได้ไกลกว่านั้นมาก
- ABS, ASA, Nylon และ PC หดตัวจนบิดงอ ต้องการตู้ปิด ส่วน ABS/ASA ปล่อยไอ styrene ต้องระบายอากาศ
- ฟิลาเมนต์ผสมคาร์บอนไฟเบอร์หรือผงโลหะกินหัวทองเหลือง ต้องใช้หัวชุบแข็ง ส่วนผสมไม้ใช้หัว 0.5-0.6 mm
ฟิลาเมนต์ทุกม้วนบนชั้นคือการแลกกัน ระหว่างพิมพ์ง่ายแค่ไหน กับชิ้นงานที่ได้จะทนอะไรได้บ้าง บทนี้พาไล่ฟิลาเมนต์ FDM ที่พบบ่อยตามลำดับนั้น จากตัวที่ให้อภัยที่สุดไปถึงตัวที่เรื่องมากที่สุด เพื่อว่าครั้งหน้าที่โจทย์บอกว่า “ต้องอยู่ในรถตากแดด” หรือ “ต้องงอได้ไม่หัก” จะรู้ทันทีว่าต้องหยิบม้วนไหน บทถัดไป เลือกฟิลาเมนต์ให้เข้ากับงาน จะเอาเรื่องนี้ไปทำเป็นตารางตัดสินใจ
อุณหภูมิในบทเป็นช่วงที่รวบรวมจาก Prusa Knowledge Base และคู่มือวัสดุของ Simplify3D ป้ายบนม้วนของคุณสำคัญกว่าตัวเลขในนี้เสมอ ต่างยี่ห้อต่างกันได้ 10-20 °C
ตารางที่ควรแปะไว้ข้างเครื่อง
| ฟิลาเมนต์ | หัวพิมพ์ | เตียง | ความยาก | นิ่ม / ใช้งานได้ถึง | ตู้ปิด | ราคาสัมพัทธ์ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PLA | 190-230 °C | 45-60 °C | ง่ายสุด | เกินราว 60 °C เริ่มนิ่ม | ไม่ต้อง | ถูกสุด |
| PETG | 230-250 °C | 75-90 °C | ง่าย | ต่ำกว่าราว 80 °C | ไม่ต้อง | ถูก |
| ABS | 220-255 °C | 95-110 °C | กลาง-ยาก | ทนร้อนดี | ต้อง | ถูก |
| ASA | ราว 250-260 °C | 100-110 °C | กลาง-ยาก | ถึงราว 93 °C | ต้อง | กลาง |
| TPU (ยืดหยุ่น) | 225-245 °C | 45-75 °C | ยาก (ช้า) | เป็นยาง ไม่ใช่วัสดุทนร้อน | ไม่ต้อง | กลาง |
| Nylon (PA) | 225-285 °C | 70-110 °C | ยาก | สูง | แนะนำ | แพง |
| PC | 260-310 °C | 80-120 °C | ยากมาก | glass transition ราว 150 °C | ต้อง | แพง |
| ผสมคาร์บอน / ใยแก้ว | 240-285 °C (ฐาน + ราว 10 °C) | ตามวัสดุฐาน | กลาง | สูงกว่าฐานเล็กน้อย | ตามฐาน | แพง |
| ผสมไม้ (ฐาน PLA) | 190-220 °C | 45-60 °C | กลาง (ตันง่าย) | เท่า PLA | ไม่ต้อง | กลาง |
“นิ่ม” คืออุณหภูมิที่ชิ้นงานที่รับแรงอยู่เริ่มเสียรูป ไม่ใช่จุดหลอม ขายึดชั้นวางที่ 50 °C ริมหน้าต่างโดนแดด ก็เป็นปัญหาสำหรับ PLA แล้ว
PLA: ค่าตั้งต้น
ทำจากพืช พิมพ์ที่อุณหภูมิต่ำสุด แทบไม่บิดงอ เก็บรายละเอียดเล็กได้ดี และในทางทฤษฎีไม่ต้องใช้เตียงร้อน (ในทางปฏิบัติ 60 °C ช่วยให้ติดดีขึ้น) แข็งและแรงดีพอ จึงเป็นวัสดุที่ใช้พิมพ์ calibration cube และชิ้นประกอบที่ต้องการขนาดแม่น ข้อจำกัดคือ นิ่มเมื่อเกินราว 60 °C เปราะลงเมื่อโดนแดดนาน และตกแต่งหลังพิมพ์ยาก คำแนะนำของ Prusa ตรงมาก: โมเดลต้นแบบ ของเล่น ของตกแต่ง ไม่ใช่ชิ้นงานเชิงเทคนิคหรือกลางแจ้ง พัดลม 100 % หลังชั้นแรก ๆ
PETG: เหนียวขึ้น ร้อนขึ้นนิด
พลาสติกขวดน้ำที่เติม glycol ให้พิมพ์ได้ ชั้นยึดกันดี เหนียวมากกว่าแข็ง บิดงอน้อย ทนน้ำทนความชื้น ใช้งานได้ต่ำกว่าราว 80 °C ราคาที่ต้องจ่ายคือ stringing (ใยบางระหว่างชิ้นส่วน) bridging และ overhang ไม่ดี ผิวนิ่มกว่าเป็นรอยง่าย และติดแผ่น PEI เรียบแน่นจนลอกสารเคลือบหลุดได้ ใช้แผ่นผิวหยาบ หรือทากาวแท่งบาง ๆ เป็นชั้นกัน แก้ stringing ด้วย retraction มากขึ้นและหัวเย็นลง ซึ่งบทที่ 7 จะลงรายละเอียด
ABS กับ ASA: ทนร้อน แต่มีเงื่อนไข
ทั้งคู่เป็นพลาสติกกลุ่ม styrene ทนร้อนทนกระแทกดี ขัด ติดกาว และรมไอ acetone ให้ผิวเงาได้ ทั้งคู่หดตัวตอนเย็นลง ABS ราว 1-2 % ซึ่งโผล่มาเป็นการบิดงอ ขอบยก และชั้นแยกบนชิ้นใหญ่ นี่คือเหตุผลที่เตียงต้องร้อน 100 °C ขึ้นไปและแนะนำตู้ปิด โดยคู่มือ Prusa บอกว่าชิ้นใหญ่จำเป็นต้องมี ทั้งคู่ปล่อย styrene ตอนพิมพ์ ห้องต้องระบายอากาศ แต่ห้ามมีลมพัดผ่านเตียง เพราะยิ่งทำให้บิดงอ
ASA คือน้องรุ่นใหม่: ทน UV สูง ชิ้นงานกลางแจ้งไม่เหลืองไม่แตกแบบ ABS กลิ่นน้อยกว่า บิดงอน้อยกว่าเล็กน้อย ใช้งานได้ถึงราว 93 °C ถ้าจะมีแค่ตัวเดียวจากสองตัวนี้ เลือก ASA
TPU: ตัวที่งอได้
thermoplastic polyurethane ฟิลาเมนต์คล้ายยาง วัดความแข็งเป็น Shore โดยทั่วไป 60A-90A ยิ่งนิ่มยิ่งพิมพ์ยาก เหนียว ซับแรงสั่น ชั้นยึดกันดี หดตัวน้อย ปัญหาคือการป้อนเส้นนิ่ม ๆ ผ่าน extruder: direct drive ง่ายกว่าท่อ Bowden มาก ความเร็วราว 20 mm/s เพดานราว 30-40 mm/s retraction เริ่มที่ศูนย์แล้วค่อยเพิ่มเมื่อ stringing บังคับ พัดลมปิดหรือเบา bridging และ overhang แย่ support ลอกยาก และดูดความชื้น เหมาะกับเคสโทรศัพท์ ขายาง ปะเก็น ปลอกจับ
Nylon (PA): เหนียว ลื่น และกระหายน้ำ
แรงดี ทนขัดสี แรงเสียดทานต่ำ เหนียวในส่วนหนาและยืดได้ในส่วนบาง ไม่มีกลิ่นเหม็นแต่ปล่อยอนุภาคละเอียดมาก จึงยังต้องระบายอากาศ ปัญหาสองข้อคือบิดงอ (ตู้ปิดช่วยได้มาก) และน้ำ: nylon ดูดน้ำได้ถึง 10 % ของน้ำหนัก และ nylon ชื้นจะเป็นฟอง พิมพ์ออกมาหยาบและเปราะ อบอย่างน้อย 4 ชั่วโมงที่ต่ำกว่า 90 °C เก็บในภาชนะปิดสนิทกับสารดูดความชื้น เหมาะกับเฟือง บูช คลิป สายรัด nylon ผสมคาร์บอนไฟเบอร์บิดงอน้อยกว่ามากและพิมพ์แบบเปิดได้
PC: ยอดบันไดความร้อน
polycarbonate ทนกระแทกทนร้อน งอได้ไม่หัก ใสเมื่อบริสุทธิ์ glass transition ราว 150 °C แต่ขอทุกอย่าง: หัว 260-310 °C (hotend แบบโลหะล้วน) เตียง 80-120 °C ตู้ปิด ชั้นกันไม่ให้ดึงแผ่นเตียงขาด และดูดความชื้นรุนแรงมาก PC บริสุทธิ์เป็นเขตผู้ใช้ขั้นสูง PC ชนิดผสมที่ขายสำหรับ FDM ง่ายกว่ามาก เหมาะกับ fan shroud กล่องอิเล็กทรอนิกส์ใกล้ความร้อน ชิ้นที่ห้ามแตกกระจาย
แบบผสม: ใยและไม้
วัสดุผสมคือพลาสติกฐาน (PLA, PETG หรือ nylon) ที่ผสมอย่างอื่นเข้าไป
- ใยคาร์บอน ใยแก้ว หรือ Kevlar เพิ่มความแข็ง ความคงตัวของขนาด และทนร้อน ให้ผิวด้าน แต่ลดการยึดชั้นและความทนกระแทก ทำให้เส้นเปราะและตันง่ายขึ้น ใยแข็งกว่าทองเหลือง จึง ต้องใช้หัวเหล็กชุบแข็ง หัว 0.4 mm กับชั้น 0.2 mm คือค่าเล็กสุดที่สมเหตุสมผล
- ผงไม้หรือผงโลหะ เพื่อความสวย PLA ผสมไม้พิมพ์ที่อุณหภูมิ PLA แต่อนุภาคจับก้อนในรูเล็ก ใช้หัว 0.5-0.6 mm ชั้น 0.2 mm และยอมรับว่าชิ้นงานอ่อนกว่าและ ooze มากกว่า ผงโลหะกินหัวด้วย ต้องใช้หัวชุบแข็ง
ตัวอย่างคิดจริง: อ่านป้ายม้วน
PETG ม้วนใหม่ 1 kg มาถึง ป้ายบอก “หัว 230-250 °C เตียง 70-80 °C”
- ชั้นแรกใช้ปลายบนของช่วง 250 °C ให้เกาะเตียง ชั้นถัดไปใช้กลางช่วง 240 °C ถ้า stringing โผล่ค่อยลดทีละ 5 °C
- เตียง 80 °C บนแผ่นผิวหยาบ ถ้าเป็นแผ่น PEI เรียบ ทากาวแท่งก่อน
- พัดลมเปิดตั้งแต่ชั้น 3 ระดับกลาง ไม่ใช่เต็ม เพราะ PETG ต้องการลมน้อยกว่า PLA
- เช็กเครื่อง: PETG ไม่ต้องมีตู้ปิด ไม่ต้องใช้หัวชุบแข็ง เครื่องไหนก็พิมพ์ได้
ทำแบบเดียวกันกับ nylon ที่วางบนชั้นเปิดมาเดือนหนึ่ง ถ้าดูดน้ำได้ถึง 10 % ม้วน 1 kg อาจอุ้มน้ำได้ถึง 100 g แค่ 2 % ก็ 20 g มากพอทำให้ทุกชั้นเป็นฟอง อบ 4 ชั่วโมงต่ำกว่า 90 °C แล้วชั่งก่อนและหลัง ม้วนที่น้ำหนักหายไป 15 g แสดงว่าชื้นกว่าที่ตาเห็นมาก
ความปลอดภัย
- หัวพิมพ์ร้อน 190-310 °C และเตียงร้อนได้ถึง 120 °C ตลอดตารางนี้ ห้ามจับระหว่างพิมพ์และหลังพิมพ์ใหม่ ๆ
- ABS, ASA และ nylon ปล่อยไอหรืออนุภาคละเอียด ต้องอยู่ในห้องระบายอากาศโดยไม่มีลมพัดใส่ชิ้นงาน หรือตู้ปิดที่มีตัวกรอง
- อบฟิลาเมนต์ในเครื่องอบเฉพาะหรือเตาอบที่คุมอุณหภูมิได้ ห้ามเกินจุดนิ่มของเส้น และห้ามปล่อยทิ้งไว้
- เก็บของติดไฟให้ห่างเครื่อง และอย่าปล่อยวัสดุใหม่พิมพ์ชั้นแรก ๆ โดยไม่เฝ้า
ข้อผิดพลาดที่เจอบ่อย
- ใช้อุณหภูมิจากโปรไฟล์ทั่วไปของ slicer แทนช่วงที่พิมพ์ไว้บนม้วน
- พิมพ์ PETG บนแผ่น PEI เรียบ โดยไม่มีอะไรกั้น ชิ้นงานหลุดออกมาพร้อมสารเคลือบ
- พิมพ์ ABS หรือ ASA ในห้องปิด เพราะคิดว่าตู้ปิด “กัก” ไอไว้ มันไม่กัก
- ป้อนเส้นผสมคาร์บอนไฟเบอร์ผ่านหัวทองเหลือง ใช้ได้พักหนึ่ง แล้วทุกขนาดเพี้ยนไปเรื่อย ๆ เพราะรูหัวบานขึ้น
- คิดว่า PETG “กันน้ำ” แปลว่า “ไม่ต้องอบ” ชิ้นงานทนน้ำ แต่ม้วนยังดูดความชื้นไปเรื่อย ๆ หลายเดือน
เข้าใจของบนชั้นแล้ว ขั้นต่อไปคือจับคู่ม้วนกับงาน ร้อน แดด รับแรง งอ สวย หรือง่าย อยู่ในบทที่ 6
แหล่งข้อมูล
- Prusa Knowledge Base: PLA, PETG, ABS, ASA
- Prusa Knowledge Base: Flexible materials, Polyamide (Nylon), Polycarbonate (PC)
- Prusa Knowledge Base: Composites filled with carbon, Kevlar or glass และ with metal or wood particles
- Simplify3D Materials Guide: PLA, PETG, ABS, Flexible
- Simplify3D Materials Guide: Nylon, Polycarbonate, Carbon Fiber Filled, Wood Filled
คำถามที่พบบ่อย
มือใหม่ควรเริ่มจากฟิลาเมนต์อะไร
PLA พิมพ์ที่อุณหภูมิต่ำ แทบไม่บิดงอ ไม่ต้องมีตู้ปิด และให้อภัยค่าที่ตั้งผิดเล็กน้อย ค่อยขยับไป PETG เมื่อต้องการชิ้นงานเหนียวขึ้นหรือทนร้อนขึ้นอีกนิด
พิมพ์ ABS หรือ ASA บนเครื่องเปิดโล่งได้ไหม
ชิ้นเล็กพอได้บางครั้ง ถ้าเปิด draft shield หรือ skirt สูง และไม่มีลมพัดผ่านเตียง ชิ้นใหญ่จะยกขอบหรือแตกตามชั้นแน่ ทางแก้จริงคือตู้ปิด และยังต้องอยู่ในห้องที่ระบายอากาศได้
ทำไมฟิลาเมนต์มีเสียงซ่าและป๊อปตอนพิมพ์
มันดูดน้ำเข้าไปแล้ว ฟองไอน้ำแตกตอนพลาสติกหลอม ทิ้งชั้นหยาบและเปราะ Nylon, PC และ TPU ดูดเร็วสุด แต่ PETG และ PLA ก็ชื้นได้ถ้าทิ้งไว้หลายเดือน อบม้วนแล้วเก็บกับสารดูดความชื้น
วงจรและโค้ดในบทความทดสอบกับบอร์ดตัวอย่าง บอร์ดต่างรุ่นอาจใช้ขาต่างกัน ตรวจ pinout ของบอร์ดที่ใช้ก่อนต่อไฟเสมอ