เครื่องพิมพ์ 3 มิติ ละเอียดสูงประเภท DLP ต้นทุนต่ำ

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พชรพล บรรเจิดประดิษฐ์, ก้องภพ จริยาสถาพร, กฤตณัฐ ธีราโมกข์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ชาคริต สมานรักษ์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2562

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ปัจจุบันสถานศึกษาต่างๆในประเทศไทยยังขาดแคลนทรัพยากรเพื่อการศึกษา จากการขาดแคลนเงินทุน บุคลากร รวมไปถึงเครื่องมือและอุปกรณ์ส่งเสริมการเรียนรู้ ฝึกทักษะความคิดสร้างสรรค์ และความสามารถในการแก้ปัญหาเฉพาะหน้าต่างๆ คณะผู้จัดทำโครงงานได้ตระหนักถึงหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาดังกล่าวที่มีประสิทธิภาพ นั่นก็คือ การประดิษฐ์เครื่องพิมพ์สามมิติ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สามารถพิมพ์วัตถุที่มีรูปร่างและขนาดตามที่กำหนด ด้วยวัสดุพิมพ์ได้ทั้งรูปร่างอย่างง่ายไปถึงรูปร่างซับซ้อน ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์สารพัดประโยชน์ที่มีความคงทนจำนวนมาก อาทิ เครื่องใช้ ของเล่น ของที่ระลึก ฯลฯ

เครื่องพิมพ์สามมิติโดยทั่วไปเป็นแบบ Fused deposition modeling (FDM) ซึ่งเป็นวิธีการพิมพ์โดยใช้หัวโลหะฉีดเส้นใยโพลิเมอร์ที่หลอมละลาย ณ อุณหภูมิสูง ลงบนตำแหน่งต่างๆโดยจะค่อยๆฉีดชิ้นงานที่ละเส้นและทีละชั้นบางๆจนได้ชิ้นงานตามที่ถูกโปรแกรมไว้ ถึงอย่างนั้นวิธีนี้มีข้อเสียคือใช้เวลาในการพิมพ์ที่นานและมีข้อจำกัดในการพิมพ์ชิ้นงานรูปร่างซับซ้อน ผิวของชิ้นงานมักไม่เรียบเท่าที่ควรจากการพิมพ์เป็นชั้นๆ นอกจากนี้การพิมพ์ชิ้นงานที่ความลาดเอียงมากจะต้องทำการพิมพ์ส่วนค้ำยันเพิ่มเติมเพื่อไม่ให้บางส่วนของชิ้นงานตกลงมาจนทำใหชิ้นงานมีรูปทรงที่ผิดเพี้ยนไป ซึ่งการกำจัดส่วนค้ำยันนี้อาจทำให้ชิ้นงานเสียหายได้

ในปัจจุบัน เครื่องพิมพ์สามมิติมีชนิดอื่นๆนอกเหนือจากการพิมพ์แบบดังกล่าว อาทิ Stereolithography (SLA) Selective Laser Sintering (SLS) Selective Laser Melting (SLM) Digital Light Processing(DLP) และอื่นๆ ซึ่งเครื่องพิมพ์สามมิติชนิดที่ก้าวข้ามข้อจำกัดของเครื่องพิมพ์สามมิติชนิด FDM ก็คือ DLP โดยเครื่องพิมพ์ชนิดดังกล่าวอาศัยหลักการโพลิเมอไรเซชัน ซึ่งจะทำให้เรซินเกิดการแข็งตัว เมื่อได้รับการกระตุ้นด้วยแสงยูวี ดังนั้นเมื่อฉายแสงยูวีโดยใช้โปรเจกเตอร์ลงบนพื้นที่หนึ่งๆของเรซิน จะทำให้พื้นที่นั้นๆเกิดการแข็งตัว ทำให้สามารถสร้างชิ้นงานได้รูปร่างตามที่ต้องการอย่างรวดเร็ว

คณะผู้จัดทำโครงงานจึงมีแนวคิดที่จะประดิษฐ์เครื่องพิมพ์สามมิติแบบ DLP ที่ใช้ต้นทุนต่ำโดยใช้แหล่งกำเนิดแสงความเข้มสูงจากจอโปรเจกเตอร์ และทดแทนข้อจำกัดในด้านต่างๆของเครื่องพิมพ์แบบ FDM อย่างมีประสิทธิผล