เครื่องปริ้น 3 มิติ (3D printer) ปัจจุบันนั้นมีหลากหลายระบบ โดย FDM (Fused Deposition Material) เป็นระบบที่ถูกเลือกนำมาใช้มากที่สุด เนื่องจาก ไม่มีความซับซ้อนในการสร้างและไม่มีข้อจำกัดทางด้านลิขสิทธ์ จึงสามารถผลิตและจัดจำหน่ายเองได้ จึงทำให้เป็นที่นิยมของกลุ่มคนที่มีความสนใจใน เครื่องปริ้น 3 มิติ จึงได้รวมตัวกัน เพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูล ความคิดเห็น ในการสร้างเครื่องปริ้น ระบบ FDM ระบบนี้นั่นเอง
หลักการทำงานของเครื่องปริ้น 3 มิติ ระบบ FDM
หลักการทำงานของเครื่องปริ้น 3 มิติ ระบบ FDM จะสร้างโมเดล 3 มิติ โดยการจะใช้วัสดุเป็นเส้นพลาสติก (Filament) เช่น PLA PET Nylon ABS TPU (Flexible) และ PC โดยมีหลักการดังนี้ เครื่องปริ้น 3 มิติ จะมีหัวฉีดซึ่งเมื่อนำ เส้นพลาสติกใส่เข้าไปที่หัวฉีด ฮีทเตอร์ที่หัวฉีดจะทำความร้อนจนเส้นพลาสติกที่หัวฉีดละลาย เพื่อให้ไหลออกมาจากหัวฉีดได้ โดยมีชุดขับเส้นนั้นคอยดันพลาสติกออกมา โดยหัวฉีดที่เคลื่อนที่นั้นจะเป็นไปตาม การ slice ชิ้นงาน 3 มิติ ผ่านซอฟแวร์สำหรับการสร้างโมเดล 3 มิติ พลาสติกที่ได้จากการเคลื่อนที่ของหัวฉีดจะถูกพิมพ์ซ้อนทับกันเป็นชั้นๆไปเรื่อยๆ จนเกิดเป็นรูป 3 มิติขึ้น ซึ่งไม่ได้มีเพี่ยงพลาสติกอย่างเดียวที่ถูกนำมาใช้ในการปริ้น ระบบ FDM ปัจจุบันมีการนำวัสดุอย่างอื่นมาใช้ในการพิมพ์ เช่น การพิมพ์ดินเหนียว การพิมพ์อาหาร การพิมพ์โลหะ และ การพิมพ์เชลล์เนื้อเยื่อ
ต้นกำเนิด และ บิดาของ 3D Printer ระบบ FDM
บิดาของเครื่องปริ้นระบบ 3 มิติ มีชื่อว่า Scott Crump เค้าได้ให้กำเนิดเครื่องปริ้น 3 มิติ ระบบ FDM เครื่องแรกของโลก ซึ่งเป็นระบบที่ได้รับความนิยมและถูกใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยยังเป็นผู้ร่วมก่อตั้ง stratasy ซึ่งเป็นบริษัท ที่จัดจำหน่าย เครื่องปริ้น 3 มิติ FDM รายแรกของโลก เครื่องปริ้นระบบ FDM นั้นถูกจดสิทธิบัตรในชื่อของ Scott Crump ในปี ค.ศ. 1989 นั่นเอง ซึ่งไอเดียการคิดค้นของ Scott Crump เกิดมาจากความซับซ้อนุ่นวายในการสร้างชิ้นงานผ่านเครื่อง CNC โดย Scott Crump ต้องการแก้ปัญหาความซับซ้อนวุ่นวายและลดค่าใช้จ่ายของเครื่อง CNC
จนเกิดเป็น เครื่องปริ้น 3 มิติ ระบบ FDM นั่นเอง ซึ่งในช่วงต้นของการคิดค้นตอนแรกวัสดุแรกที่ถูกนำมาสร้างชิ้นงาน 3 มิติ คือ ABS ซึ่งจากการทดสอบและลองใช้งานดูแล้ว พลาสติก ABS มีความแข็งแรงทนทาน ได้เทียบเท่า ชิ้นงาน 3 มิติ จากเครื่อง CNC โดยลดทั้งค่าใช้จ่ายและความซับซ้อนวุ่นวายลงได้อย่างมาก
เหตุผล การเป็นที่นิยมของเครื่องปริ้น 3 มิติ ระบบ FDM
ปี 2005 กลุ่ม Rerap (Replicating Rapid Prototype) ถูกก่อตั้งขึ้นเพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลความคิดเห็นในเรื่องของ เครื่องปริ้น 3 มิติ โดย Dr. Adrian Bowyer ได้พัฒนาเครื่องปริ้น 3 มิติ ระบบ FDM ในชื่อใหม่ว่า FFF (Fused Filament Fabrication) ที่ใช้ชื่อระบบใหม่ เพื่อเป้นการหลีกเลี่ยงปัญหาที่จะตามมาในอนาคตกับเจ้าของสิทธิบัตร ถึงเม้สิทธิบัตรที่จดไว้จะหมดอายุลงแล้วก็ตาม โดยระบบ FDM นั้นใช้หลักการเดียวกันกับ FDM ซึ่งทางกลุ่มได้ให้ชื่อกับเครื่องปริ้นตัวแรกของ ระบบ FFF ว่า Dawin เป็นเครื่องปริ้น 3 มิติ Open Source ตัวแรกของโลก โดยกลุ่ม ฑำพฟย ได้มีการแจกแบบแปรน รวมถึงวิธีการสร้างออกไปอย่างกว้างขวาง นี้จึงเป็นจุดเริ่มต้นของการเป็นที่นิยมของ เครื่องปริ้น 3 มิติ ระบบFDM นั่นเอง
เวลาผ่านไปกลุ่ม Rerap กลายเป็นจุดศูนย์กลางของข้อมูล โดยผู้ที่มีความรู้ในการต่อยอดต่างๆได้มีการแบ่งปันข้อมูลความคิดเห็นผ่านกลุ่ม Rerap จึงทำให้ เครื่องปริ้น 3 มิติ FDM นั้นวิวัฒนาการจยมีรูปลักณ์และหน้าตาและระบบการคลื่อนที่หัวฉีดที่แปลกและแตกต่างกันไป ปัจจุบันมีระบบมากมายในการเคลื่อนที่หัวฉีดเช่น Catesian และ Delta ในอนาคตเป็นที่แน่นอนว่าจะมีเครื่องปริ้น 3 มิติ ที่มีรูปลักษณ์และการเคลื่อนที่แปลกใหม่ออกมา
ในตลาดของเครื่องปริ้น 3 มิติ ตอนนี้ที่ฮอตที่สุดคงหนีไม่พ้น Mekerbot เครื่องปริ้น 3 มิติ ระบบ FDM ซึ่งเป็นผลงานจากกลุ่ม Rerap โดย Bre Pettis เป็นผู้พัฒนาขึ้น ซึ่งความนิยมของมั่นนั้นสูงถึงขั้น Bre Pattis ผู้คิดค้น นำ Makerbot มาใช้ในการตั้งซื่อบริษัท บริษัท Mekerbot ซึ่งนำ Mekerbot ออกมากจำหน่าย จนได้รับความนิยมถึงขั้นเป็นต้นแบบในการดัดแปลงและพัฒนาออกมาเป็น เครื่องปริ้น 3 มิติ ระบบ FDM ในหลากหลานรูปแบบ ในโลกของการปริ้น 3 มิติ Mekerbot นั้นเป็นต้นแบบให้กับนักประดิษฐ์ในการสร้างเครื่องปริ้น 3 มิติเนื่องด้วยความที่ Mekerbot เป็น Open Soruce มีราคาที่จับต้องได้ หรือถึงขั้นกับมีชิ้นส่วนต่างๆของเครื่องปริ้น 3 มิติ ให้คนทั่วไปได้ Dowload กันเลยทีเดียว ซึ่งสามารถทำให้ซ่อมชิ้นส่วนที่เสียหายได้
ความนิยมของ Mekerbot นั้นมากถึงขั้นที่มีการจัดจำหน่ายทั่วไป ยื่งทำให้ความ Mekerbot นั้นแพร่หลายออกไปมากขึ้น จนกระทั่ง ในปี 2013 บริษัท Stratasys ซึ่งเป็นผู้ผลิตและจำหน่ายเครื่องปริ้น 3 มิติ ในระดับอุตสาหกรรมได้เข้าซื้อกิจการ บริษัท Makerbot โดยบริษัท Stratasys ต้องการขยายตลาดของการขายเครื่องปริ้น 3 มิติ ให้เข้าถึงผู้ใช้ระดับคนทั่วไปภายในบ้านซึ่งเป็นตลาดที่ใหญ่มากขึ้น เพราะปกติ Startasys นั้นจัดจำหน่ายเครื่องปริ้นในระดับ อุตสาหกรรม ซึ่งปัจจุบันนี้บริษัทต่างๆเริ่มมีการผลิตเครื่องปริ้นไว้ใช้ทั่วไปภายในบ้านออกมาแข่งขันมากมาย กับ mekerbot
ตอนนี้คงไม่มีเครื่องปริ้น 3 มิติ ระบบไหนมาแรงไปกว่า เครื่องปริ้น 3 มิติ ระบบ FDM มีความง่ายและราคาไม่แพง และยังผู้คนนักประดิษฐ์จำนวนมากคอยให้ข้อมูลผ่านกลุ่ม Rerap และยังจะพัฒนาให้ดีมากขึ้นและได้งานที่มีประสิทธิภาพในเวลาที่รวดเร็ว นี่จึงเป็นสาเหตุให้เครื่องปริ้น 3 มิติ ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย
