FDM (Fused Deposition Modeling) หรือ FFF เป็นเครื่องพิมพ์ 3มิติ ที่นิยมใช้กันมากที่สุดใน ปัจจุบันเนื่องจากมีจจำหน่ายตามท้องตลาดและมีราคาถูกโดย
หลักการทำงานคือ การหลอมเส้นพลาสติกให้
กลายเป็นของเหลวแล้วฉีดออกมาเป็นเส้นผ่านหัวฉีด (Nozzle) คล้ายกับปืนกาวที่ใช้กันทั่วไป
เครื่อง 3D Printer จะวาดเส้นพลาสติกที่ถูกฉีดออกมา
เป็นรูปร่างในแนวแกนระนาบก่อน เมื่อเสร็จชั้นหนึ่งแล้วก็จะพิมพ์ ในชั้นต่อๆไป จนครบหลายร้อย หรือ หลายพัน Layer ก็จะได้ชิ้นงานตามที่ได้ออกแบบไว้
FDM Printer ใช้ได้กับงานทุกประเภท ชิ้นงานที่พิมพ์สามารถขัดแต่งหรือเจาะได้และนำมาใช้ งานได้จริง เช่น ใช้เป็นชิ้นส่วนในเครื่องจักร FDM Printer สามารถใช้วัสดุได้หลากหลาย และหาได้ง่ายตามท้องตลาด เช่น เส้น PLA, ABS, PET, Nylon, Wood (พลาสติกผสมไม้), Bronze (พลาสติกผสมทองเหลือง) เป็นต้น
เครื่องพิมพ์สามมิติระบบFDMนั้น มีการใช้แพร่หลายที่สุดในโลกขยายวงกว้างมากขึ้นเรื่อยๆ และ เนื่องจากมีราคาถูกและหาซื้อได้ง่าย ราคาเริ่มต้นอยู่ที่หลักพันบาทไปจนถึงหลักแสนบาท
สามารถใช้ได้กับ วัสดุได้หลากหลายชนิดเปลี่ยนไปตามเส้นพลาสติกที่ใช้ปัจจุบัน เครื่องพิมพ์ 3มิติ ในท้องตลาดเป็นเครื่องระบบ FDM กว่า 80-90 เปอร์เซ็นต์
หลักการทำงานของเครื่องระบบ FDM คือการ “ฉีดและวาดเส้นพลาสติกออกมาเป็นวัตถุ”
ส่วนของ
หัวฉีดทำหน้าที่ ฉีดเส้นพลาสติกออกมา
โดยหัวฉีดจะมีฮีทเตอร์ความร้อนให้ถึงจุดที่เส้นพลาสติกละลาย
เป็นน้ำแล้วจึงฉีดผ่านหัวฉีดออกมา โดยปกติหัวฉีดจะมีรูขนาด 0.4mm และมีมอเตอร์สำหรับควบคุมหัวฉีด หรือฐานพิมพ์ให้เคลื่อนที่และพิมพ์ไปทีละชั้นจนออกมาเป็นชิ้นงานขึ้นรูป เครื่องพิมพ์มีความสามารถทำงานที่ซับซ้อน
เครื่องรับคำสั่ง GCode ซึ่งเป็นภาษาเดียวกับการสั่งงานเครื่อง CNC หรือ Milling ในโรงงาน
อุตสาหกรรม โดยโปรแกรมสำหรับการสร้าง GCode นั้น มีให้เลือกใช้งานหลากหลาย เช่น Cura, Simplify3D, MakerWare, Sli3r, Repetier เป็นต้น เริ่มต้นเมื่อทำการเปิดโมเดลขึ้นมาและกำหนดค่าที่ต้องการพิมพ์ โปรแกรมจะทำการสไลด์วัตถุออกเป็นชั้น เครื่องจะพิมพ์ทีละชั้นๆนั้น เป็นชั้นที่เครื่องพิมพ์ CrossSection ของวัตถุนั้นเอง
หลักการทำงานของ FDM
Printer แบบสองหัวฉีด
หลักการทำงานของเครื่องระบบ FDM คือการ“ฉีดและวาดเส้นพลาสติกออกมาเป็นวัตถุ”
ส่วนของ
หัวฉีดทำหน้าที่ ฉีดเส้นพลาสติกออกมา
โดยหัวฉีดจะมีฮีทเตอร์ความร้อนให้ถึงจุดที่เส้นพลาสติกละลาย
เป็นน้ำแล้วจึงฉีดผ่านหัวฉีดออกมา โดยปกติหัวฉีดจะมีรูขนาด 0.4mm และมีมอเตอร์สำหรับควบคุมหัวฉีด
หรือฐานพิมพ์ให้เคลื่อนที่และพิมพ์ไปทีละชั้นจนออกมาเป็นชิ้นงานขึ้นรูป เครื่องพิมพ์มีความสามารถทำงาน
ที่ซับซ้อน
เครื่องรับคำสั่ง GCode ซึ่งเป็นภาษาเดียวกับการสั่งงานเครื่อง CNC หรือ Milling ในโรงงาน
อุตสาหกรรม โดยโปรแกรมสำหรับการสร้าง GCode นั้น มีให้เลือกใช้งานหลากหลาย เช่น Cura, Simplify3D,
MakerWare, Sli3r, Repetier เป็นต้น
เริ่มต้นเมื่อทำการเปิดโมเดลขึ้นมาและกำหนดค่าที่ต้องการพิมพ์ โปรแกรมจะทำการสไลด์วัตถุออกเป็นชั้น
เครื่องจะพิมพ์ทีละชั้นๆนั้น เป็นชั้นที่เครื่องพิมพ์ CrossSection ของวัตถุนั้นเอง
ประเภทของเครื่อง FDM/FFF
3D Printer
1. เครื่องพิมพ์ FDM แบบ Cartesian เป็นเครื่องพิมพ์ที่พบเห็นทั่วไปในท้องตลาด เครื่องจะพิมพ์จาก Fix แกนใดแกนหนึ่ง ด้วยการเคลื่อนที่ของหัวฉีด
ตัวอย่างที่พบเห็นได้ง่ายที่สุดคือ ยี่ห้อ MakerBot หรือ Ultimaker มีการ Fix การเคลื่อนที่ของหัวฉีด มี 2
ลักษณะ คือ ในแกน X, Y เท่านั้น คือ วิ่งได้ซ้ายขวา/หน้าหลัง
ส่วนฐานพิมพ์นั้นจะเคลื่อนที่ใน แกนแนว Z คือ
เคลื่อนที่ขึ้นลง
เครื่องพิมพ์อีกแบบที่ได้รับความนิยมเช่นเดียวกันคือ เครื่อง PRUSA หรือเครื่องแบบ REPRAP ซึ่งจะมี การเคลื่อนที่ของหัวฉีดในแนวแกน X คือซ้ายขวา และฐานพิมพ์ในแกน Y คือ หน้าหลัง เมื่อพิมพ์เสร็จใน ชั้นหนึ่งแล้วเครื่องจะยกหัวฉีดทั้งชุดขึ้นในแนวแกน Z เพื่อพิมพ์ในชั้นต่อไป
ข้อดี เครื่องพิมพ์ค่อนข้างจะมีความเสถียรมากกว่า เนื่องจการเคลื่อนที่ของหัวฉีดจะเคลื่อนที่อยู่ใน 1 หรือ 2 แกนในรางสไลด์ (ตามทฤษฎีแล้วจะพิมพ์ได้นิ่งกว่า FDM ระบบอื่นๆ แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นขึ้นอยู่กับผู้ผลิต แต่ละยี่ห้อด้วย
ข้อเสีย หากเครื่องพิมพ์มีขนาดใหญ่ขึ้นจะผลิตค่อนข้างยากและมีน้ำหนักมาก
2. เครื่องพิมพ์ FDM แบบ Delta เครื่องพิมพ์ระบบนี้มีจุดสังเกตได้ง่ายที่สุด
คือ มีแกน 3 เสา อยู่ เครื่องDelta นั้นจะมี ฐานพิมพ์อยู่กับที่
หัวฉีดจะเคลื่อนที่อย่างอิสระทั้งสามแกนX,Y,Zโดยควบคุมการเคลื่อนที่ของหัวฉีดด้วย
การทำงานสัมผัสกันของมอเตอร์ทั้งสามตัว
เครื่องระบบนี้สามารถสร้างให้มีขนาดใหญ่มากๆได้
ข้อเสีย คุณภาพงานลดลงเมื่ออยู่ห่างจากจุดศูนย์กลาง (กลางฐานจะพิมพ์ชิ้นงานได้ดี กว่าส่วนที่ห่างจากจุดกึ่งกลาง
