นายสิทธิกร หมึกแดง และนายวัชระ บุญกระจ่าง สองนักศึกษาชั้นปีที่ 4 จากคณะครุศาสตร์อุตสาหกรรม สาขาครุศาสตร์คอมพิวเตอร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี (มทร.ธัญบุรี) จึงเกิดแนวคิดที่จะสร้างเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ที่ผู้ใช้งานสามารถประกอบชิ้นส่วนใช้งานได้ด้วยตนเอง พร้อมกับสร้างคู่มือแนะนำในการประกอบแบบฉบับภาษาไทย โดยมีอาจารย์กิตติ จุ้ยกำจร และ ผู้ช่วยศาสตราจารย์จักรี รัศมีฉาย อาจารย์ประจำสาขาครุศาสตร์คอมพิวเตอร์ เป็นที่ปรึกษา
เจ้าของผลงาน อธิบายให้ว่า เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ออกแบบใน 4 โหมดหลัก คือ (1) โหมดรับข้อมูลเครื่องพิมพ์ 3 มิติจะเชื่อมต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์ผ่านทาง Port USB และใช้โปรแกรม Repetier-Host ในการควบคุมเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งรองรับไฟล์นามสกุล .stl แล้วถอดรหัสไฟล์ .stl ให้เป็น G-Code เพื่อสั่งพิมพ์ชิ้นงาน มีโหมดทดสอบการเคลื่อนที่ของแนวแกน X , Y , Z และ Extruder (2) โหมดการทำงาน ประกอบด้วย บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Ardunio Mega 2560 สำหรับควบคุมการทำงานของบอร์ด RAMPS 1.4 โดยที่ บอร์ด RAMPS 1.4มีหน้าที่รับคำสั่งจากซอฟแวร์ Repetier-Host ให้เป็น G-Code ควบคุมการเคลื่อนที่แนวแกน X , Y , Z ควบคุมการทำงานของหัวฉีด (Head Bed) ควบคุม Stepper Motor จำนวน 4 ตัวและควบคุมการทำงานของแผ่นความร้อน หัวฉีด ซึ่งมีขนาดรู 0.4 มิลลิเมตร ระบายความร้อนด้วยพัดลม อุณหภูมิที่หัวฉีดไม่เกิน 230 องศาเซลเซียส ใช้เพลาแบบLead Screw โดยมี Booth ทองเหลืองเป็นตัวบังคับให้เคลื่อนที่ตามแนวแกน และ (3) โหมดส่งออกข้อมูล ชิ้นงานขนาดไม่เกิน 20 x 20 x 20 เซนติเมตร เครื่องพิมพ์ 3 มิติมีขนาดกว้างยาวสูงเท่ากับ 40 x 50 x 45 เซนติเมตร และมีน้ำหนักไม่เกิน 15 กิโลกรัม
โครงสร้างทางกลไกและชุดขับเคลื่อนของเครื่องพิมพ์ 3 มิติมีส่วนประกอบสำคัญ 4 ส่วน คือ แท่นเครื่อง(Machine Bed) เป็นโครงสร้างหลักทำหน้าที่รองรับชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องพิมพ์ เพื่อติดตั้งแกนการเคลื่อนที่อื่น ๆ โต๊ะ (Table) สำหรับรองรับการพิมพ์ชิ้นงานและรองรับการวางแผ่นรองความร้อน (Head Bed) หัวฉีด ทำหน้าที่ให้ความร้อนกับเส้นพลาสติกที่ป้อนเข้ามาจากส่วนควบคุมการป้อนเส้นพลาสติก โดยอุณหภูมิที่หัวฉีดนี้จะอยู่ในช่วงที่ทำให้เส้นพลาสติกหลอมละลาย และชุดขับแกนการเคลื่อนที่ ซึ่งประกอบด้วย Stepper Motor มีหน้าที่รับคำสั่งทางไฟฟ้าจากชุดควบคุม มาแปลงเป็นการเคลื่อนที่ไปตามตำแหน่งต่าง ๆ ชุดขับเคลื่อน Lead Screw และCoupling ทำหน้าที่ยึดเพลาสองเพลาให้เข้าด้วยกัน โดยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ จะพิมพ์ชิ้นงานออกมาทีละชั้น พิมพ์ไปเรื่อย ๆ หลายร้อยหลายพันชั้นจนออกมาเป็นรูปร่าง 3 มิติ นอกจากนี้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ ยังสามารถปรับเปลี่ยนหัวฉีดพลาสติก ไปเป็นหัว Spindle เพื่อทำงานเป็นเครื่อง Mini CNC ออกแบบชิ้นงานขนาดเล็กหรือแกะสลักได้
เครื่องพิมพ์ 3 มิติถูกนำไปใช้งานอย่างแพร่หลาย ทั้งในภาคธุรกิจและอุตสาหกรรม การผลิตชิ้นงานจริงหรือสร้างโมเดลตัวอย่างทางด้านวิศวกรรมศาสตร์และสถาปัตยกรรม การพิมพ์วัสดุหรือการใช้ประโยชน์ในวงการแพทย์ รวมถึงวงการอาหาร เช่น การสร้างศิลปะการจัดวางจานอาหาร เป็นต้น นอกจากนี้เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ออกแบบ ยังเป็นเครื่องต้นแบบสำคัญในการพัฒนาต่อยอด เป็นธุรกิจผลิตและจำหน่ายเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบ D.I.Y ที่ตอบโจทย์ในเรื่องการประกอบใช้งาน ความสะดวกสบายในการเคลื่อนย้ายเนื่องจากมีขนาดเล็ก นำไปใช้งานได้ทุกพื้นที่ มีราคาถูกสามารถเข้าถึงได้ง่าย และเหมาะกับการเรียนรู้ในเรื่องเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ที่สำคัญยังเหมาะสมกับการผลิตชิ้นงานในระดับครัวเรือนอีกด้วย
เครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบ D.I.Y นี้อยู่ในขั้นตอนของการขอจดสิทธิบัตรและการพัฒนาต่อยอดในเชิงอุตสาหกรรมต่อไป ผู้สนใจสามารถขอข้อมูลเพิ่มเติม โทร. 085 232 9219