ให้ TPU กับ PLA ยึดกันในชิ้นเดียว: beam interlocking ใน PrusaSlicer 2.9.1

PLA กับ TPU หรือ PLA กับ PETG พิมพ์ติดกันในชิ้นเดียวได้ แต่รอยต่อมักลอกออกจากกันง่าย เพราะสองวัสดุไม่หลอมเข้าหากัน PrusaSlicer 2.9.1 (ออก มีนาคม 2025) เพิ่ม beam interlocking สร้างคานเล็ก ๆ สลับวัสดุไขว้กันเป็นตาข่ายตรงรอยต่อ ทั้งสองฝั่งจึงล็อกกันทางกล ผิวนอกยังเรียบ ของเล่นที่มีล้อยางนิ่มบนดุมแข็ง หรือด้ามจับนิ่มบนแกนแข็ง พิมพ์ทีเดียวจบ

บทนี้ต้องมีเครื่องที่พิมพ์ได้หลายเส้น (เปลี่ยนเส้นอัตโนมัติหรือหลายหัว) ถ้ายังไม่แน่ใจว่าเครื่องตัวเองทำได้แค่ไหน ดูบทพิมพ์หลายสี ก่อน

ทำไมต้อง interlock

สองวิธีเดิมที่ใช้กัน

1. ปล่อยให้หลอมติดเอง ได้ผลกับวัสดุเดียวกันต่างสี แต่คู่ที่ไม่ติดกัน รอยต่อลอกง่าย
2. ออกแบบตัวล็อกในโมเดล เช่น ร่องหางเหยี่ยว เดือย รูทะลุให้ TPU ไหลผ่าน ประกาศของ Prusa บอกว่าก่อนมีฟีเจอร์นี้ต้องทำแบบนี้ ได้ผลแต่ต้องออกแบบทุกชิ้น

interlocking ทำข้อ 2 ให้อัตโนมัติในระดับเส้นพิมพ์ ใช้ได้ทั้งชิ้นที่แยกเป็นหลาย part ในโมเดลเดียว และส่วนที่กำหนดวัสดุด้วยเครื่องมือระบายสีหรือ modifier

คานสานทำงานยังไง

slicer แบ่งพื้นที่รอบรอยต่อเป็นตาราง (เซลล์) ในแต่ละเซลล์ วัสดุ A กับ B ได้คนละครึ่ง เป็นคานยาวขนานกัน พอถึงชั้นถัดไปตามจำนวนที่ตั้ง ทิศของคานจะหมุนไป 90° คานของ A จึงทับคานของ B สลับไปมาเหมือนสานตะกร้า ดึงฝั่งหนึ่งออกไม่ได้โดยไม่หักคาน

คานจะไม่ถูกสร้างใกล้ผิวนอก (boundary avoidance) ผิวที่มองเห็นจึงยังแบ่งสีตามโมเดลเดิม เรียบร้อย

ค่าแต่ละตัว

ใน PrusaSlicer 2.9.1 อยู่ที่ Print Settings → Multiple Extruders หมวด Advanced ต้องเปิดโหมด Advanced หรือ Expert ถึงจะเห็น

ค่า	ค่าตั้งต้น	ทำอะไร
Use beam interlocking	ปิด	เปิดใช้คานสาน
Interlocking beam width	0.8 mm	ความกว้างคาน
Interlocking direction	22.5°	มุมของคาน
Interlocking beam layers	2	ความสูงคานเป็นจำนวนชั้น น้อยแข็งแรงกว่าแต่พลาดง่ายกว่า
Interlocking depth	2	ระยะจากรอยต่อที่สร้างคาน นับเป็นเซลล์ น้อยไปยึดไม่ดี
Interlocking boundary avoidance	2	ระยะจากผิวนอกที่ไม่สร้างคาน นับเป็นเซลล์

ค่าตั้งต้นทั้งหกตัวตรงกับใน Ultimaker Cura ต้นฉบับ

ตัวอย่างตัวเลข: เซลล์ใหญ่แค่ไหน กินเนื้อเท่าไร

ในโค้ดต้นฉบับของ Cura ความกว้างเซลล์ = คาน A + คาน B ความสูงเซลล์ = 2 × จำนวนชั้นของคาน ใช้ค่าตั้งต้นกับชั้น 0.2 mm

1. ความกว้างเซลล์ = 0.8 + 0.8 = 1.6 mm
2. ความลึกเข้าไปในเนื้อ depth 2 เซลล์ = 2 × 1.6 ≈ 3.2 mm จากรอยต่อ
3. ระยะเว้นผิวนอก boundary avoidance 2 เซลล์ ≈ 3.2 mm
4. ความสูง คานสูง 2 ชั้น = 0.4 mm ทิศคานสลับทุก 0.4 mm หนึ่งเซลล์สูง 4 ชั้น = 0.8 mm

ลองกับล้อของเล่น: ยาง TPU หนา 4 mm หุ้มดุม PLA หน้าล้อกว้าง 12 mm

• หน้าสัมผัสกว้าง 12 mm หักขอบสองข้างข้างละ 3.2 mm เหลือแถบที่สานคานได้ 12 − 6.4 = 5.6 mm ราวสามเซลล์ครึ่ง
• คานกินเข้าไปใน TPU ราว 3.2 mm จากยางหนา 4 mm เหลือยางทึบด้านนอกไม่ถึง 1 mm ถ้าล้อต้องรับแรงกดมาก ลองลด depth เหลือ 1 หรือทำยางหนาขึ้น

ถ้าหน้าล้อแคบแค่ 6 mm จะแทบไม่เหลือที่ให้สานคาน ตัวเลขนี้เป็นการประมาณจากค่าตั้งต้นและโค้ด Cura ส่วน PrusaSlicer ระบุว่าปรับเล็กน้อยจากต้นฉบับ เปิด preview ดูว่าคานขึ้นจริงตรงไหนทุกครั้ง

ผิวรอยต่อต้องกว้างและหนาพอให้คานมีที่อยู่ ออกแบบชิ้นสองวัสดุให้หน้าสัมผัสกว้างตั้งแต่ใน CAD

เทียบกับวิธีอื่น

วิธี	ยึดยังไง	เหมาะกับ	ข้อจำกัด
หลอมติดเอง	พลาสติกหลอมเข้าหากัน	วัสดุเดียวกันต่างสี	คู่ต่างชนิดลอกง่าย
beam interlocking	คานสานทางกลในเนื้อ	PLA+TPU, PLA+PETG ชิ้นที่หน้าสัมผัสกว้าง	ต้องมีความกว้างและความหนาพอ
ตัวล็อกในโมเดล	หางเหยี่ยว เดือย รูทะลุ	ชิ้นบาง รอยต่อแคบ	ออกแบบเองทุกชิ้น
พิมพ์แยกแล้วต่อ	กาว สกรู สวมอัด	ชิ้นใหญ่ เครื่องเส้นเดียว	ต้องประกอบเอง

เรื่องต่อชิ้นงานด้วยกาวหรือหางเหยี่ยว อ่านเพิ่มที่บทต่อชิ้นงานพิมพ์

ขั้นตอนลองชิ้นแรก

1. เตรียมโมเดลเป็นสอง part (หรือระบายวัสดุบนชิ้นเดียว) กำหนด PLA กับ TPU ให้แต่ละส่วน
2. Print Settings → Multiple Extruders → เปิด Use beam interlocking ใช้ค่าตั้งต้นก่อน
3. เลือกอุณหภูมิเตียงที่ทั้งสองวัสดุรับได้ PrusaSlicer 2.9.1 มีค่าใหม่ช่วยเลือกอุณหภูมิเตียงตามเส้นที่ใช้ในงานหลายวัสดุ
4. slice แล้วเลื่อนแถบชั้นใน preview ดูที่รอยต่อ ต้องเห็นคานสองสีไขว้กันสลับชั้น
5. พิมพ์ชิ้นทดสอบเล็ก ๆ สองชิ้น เปิดกับปิด interlocking ลองดึงออกด้วยมือเทียบกัน แล้วค่อยพิมพ์ของจริง

ตัวอย่างที่ประกาศของ Prusa ใช้ คือที่หิ้วถุงที่มีด้ามจับนิ่มบางส่วน และปลอกร้อยสาย (grommet) ที่ช่องตรงกลางนิ่ม โครงนอกแข็ง

ข้อผิดพลาดที่เจอบ่อย

• ไม่เปิดโหมด Advanced หาช่อง Use beam interlocking ไม่เจอ
• หน้าสัมผัสแคบหรือชิ้นบาง ระยะเว้นขอบกินหมด อาจไม่มีคานเกิดขึ้นเลย ต้องเปิดดูใน preview
• depth มากเกินในชิ้น TPU บาง คานกินเนื้อยางจนเหลือผิวนอกบาง นิ่มไม่สม่ำเสมอ
• ลด beam layers เหลือ 1 ทั้งที่เครื่องยังพิมพ์ TPU ไม่นิ่ง แข็งแรงขึ้นในทางทฤษฎีแต่พลาดง่ายขึ้น
• ใช้กับวัสดุเดียวกันต่างสี เพิ่มเวลาเปลี่ยนเส้นโดยไม่ได้อะไร

แหล่งข้อมูล

• PrusaSlicer 2.9.1: smarter sequential printing, stronger multi-material interlocking — Prusa Blog
• PrusaSlicer 2.9.1 PrintConfig.cpp (ค่าตั้งต้น interlocking) — GitHub
• Cura fdmprinter.def.json (Generate Interlocking Structure) — GitHub
• CuraEngine InterlockingGenerator.cpp (ขนาดเซลล์) — GitHub