เครื่องแปรรูปขวดพลาสติกเป็นเส้น Filament สำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ณภทร ศรีสุรักษ์, พงศภัค วิชัย, อาทิติยา เสียงเพราะ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

จันทร์เพ็ง อังฉกรรจ์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนเขมราฐพิทยาคม

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2566

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

โครงงานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อแปรรูปขวดพลาสติกเป็นเส้น Filament สำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ทดแทนการใช้เส้น Filament ที่จำหน่ายในท้องตลาด, ศึกษาและเปรียบเทียบสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางกลของเส้น Filament ที่ได้จากการแปรรูปขวดพลาสติกและเส้น Filament ในท้องตลาดและศึกษาและเปรียบเทียบคุณภาพของชิ้นงานจากเส้น Filament จากการแปรรูปขวดพลาสติกและเส้น Filament ในท้องตลาด โดยตัดขวดพลาสติกให้เป็นแผ่นพลาสติกแล้วรีดด้วยความร้อน แล้วนำใช้ในเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อพิมพ์เป็นชิ้นงาน และศึกษาสมบัติทางกายภาพของเส้น Filament ด้วยการสังเกตลักษณะภายนอก, การวัดขนาด,ความหนาแน่น และหาความสามารถในการรับแรงโดยใช้เครื่องดึงเพื่อคำนวณหาความเค้น, ความเครียดและมอดุลัสสภาพยืดหยุ่น

จากการทดลองแปรรูปขวดพลาสติกเป็นเส้น Filament พบว่า ขวดพลาสติกปริมาตร 1.5 ลิตร จะสามารถแปรรูปเป็นเส้น Filament ได้ความยาว 4 ถึง 5 เมตร และมีมวลประมาณ 10 ถึง 13 กรัม ใช้เวลาในการแปรรูปโดยเฉลี่ย 30 นาที ซึ่งต้องมีค่าใช้จ่ายในการแปรรูปโดยเฉลี่ย 100 - 120 บาท ขึ้นอยู่กับราคาของขวดพลาสติก โดยเส้น Filament ที่ได้จากการแปรรูป จะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.78 - 1.86 มิลลิเมตรซึ่งจะมีขนาดใหญ่กว่าเส้น Filament ตามท้องตลาด และมีความหนาแน่น 0.87 - 1.09 กรัมต่อลูกบาศก์มิลลิเมตร ซึ่งมีความหนาแน่นน้อยกว่าเส้น Filament ตามท้องตลาด และเส้น Filament จากขวดพลาสติกมีความยืดหยุ่นมากกว่าเส้น Filament จากท้องตลาด

จากการทดลองพิมพ์ชิ้นงานโดยใช้เส้น Filament จากการขวดพลาสติก พบว่า เส้น Filament จากขวดพลาสติกสามารถนำมาใช้งานได้จริงและสามารถทดแทนเส้น Filament ในท้องตลาดได้ โดยชิ้นงานจากเส้น Filament จากขวดพลาสติกจะมีความยืดหยุ่นและวางลำดับชั้นของชิ้นงานได้ไม่ดี จึงเหมาะสมกับการพิมพ์เป็นโมเดลที่ไม่ได้ใช้งาน และในการพิมพ์โดยใช้เส้น Filament จากขวดพลาสติกจะต้องใช้อุณหภูมิหัวฉีด (Nozzle) 240 - 250 องศาเซลเซียส และใช้อุณหภูมิฐาน (Bed) 70 - 90 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นอุณหภูมิในการพิมพ์ที่มากกว่าเส้น Filament ในท้องตลาด ทำให้ค่าไฟที่ใช้ในขณะที่พิมพ์ชิ้นงานมากกว่าเส้น Filament ในท้องตลาด แต่เมื่อรวมค่าใช้จ่ายในการแปรรูปและในการพิมพ์ชิ้นงานพบว่า ประหยัดกว่าการใช้เส้น Filament ในท้องตลาดเฉลี่ย 400 บาท