ในบทความ “ซ่อมชิ้นงานง่ายๆ ด้วย 3D Printing” ได้แสดงให้เห็นแล้วว่าชิ้นงานจาก 3D Printer สามารถทำมาประยุกต์ใช้ทดแทนชิ้นงานจริงๆ ได้ ดังนั้นในบทความนี้เราจะขอกล่าวถึงการใช้ 3D Printer สร้างชิ้นงานสำหรับการใช้งานที่ต้องรับแรงมากๆ กันบ้าง
โจทย์ในวันนี้ คือ หูหิ้วกระเป๋าเดินทาง ในวัสดุเดิมเค้าใช้เป็นยาง ซึ่งเทคโนโลยี 3D Printer ก็สามารถปริ้นท์วัสดุด้วยยาง TPU ที่สามารถนำมาใช้และมีความยืดหยุ่นสูงได้ แต่ในตัวอย่างนี้จะสร้างชิ้นงานโดยใช้พลาสติก ABS เพื่อเพิ่มความแข็งแรงกันครับ
จากรูปด้านบนจะเห็นว่าส่วนที่ขาด คือ ยางของหูหิ้ว แต่ตัวฐานที่ติดกับกระเป๋ายังใช้งานได้ดีอยู่ ดังนั้นเราจะใช้วิธีง่ายๆ คือ วัดขนาดของฐานด้วยเวอร์เนียแล้วเขียนโมเดล โดยขึ้นรูปหูหิ้วใหม่ด้วย SolidWorks กันครับ
เนื่องจากหูหิ้วต้องรับน้ำหนักมาก โดยกำหนดให้รับน้ำหนักได้ 20 kg ดังนั้นเพื่อความมั่นใจว่าเมื่อสร้างชิ้นงานขึ้นมาแล้วตัวชิ้นงานจะต้องรับน้ำหนักได้ เราจะใช้การวิเคราะห์ด้วยโปรแกรม SolidWorks Simulation เข้ามาช่วย ซึ่งมีขั้นตอนดังต่อไปนี้
1.เลือกงานวิเคราะห์แบบ Static
2.กำหนดวัสดุเป็น ABS
เนื่องจากการสร้างชิ้นงานด้วย 3D Printer สามารถชิ้นงานให้ตัน กลวง หรือใส่ Infill เพื่อเพิ่มความแข็งแรงของชิ้นงานได้ ดังนั้นในการ Simulation จะคำนวณกรณีที่แย่ที่สุด (Worst Case) คือ ชิ้นงานกลวง เพราะถ้าหากชิ้นงานกลวงยังสามารถรับน้ำหนักได้ ชิ้นงานที่มี Infill หรือชิ้นงานตันย่อมรับน้ำหนักได้ โดยการเตรียมชิ้นงานกลวงสามารถทำได้โดย
-
คลิกขวาที่ชิ้นงานใน Simulation Feature Tree >> เลือก Define Shell By Selected Faces
-
เลือกผิวนอกของชิ้นงานทั้งหมดและกำหนดความหนาของผนัง ซึ่งในกรณีนี้จะสร้างให้ผนังหนา 1.6 mm
-
เลือก OK
3.กำหนดจุดจับยึด ซึ่งการยึดกับฐานจะมีแกนเหล็กยึดที่รูไว้ ดังนั้นในการกำหนดค่าจะใช้ Fixture แบบ Hinge
4.กำหนดแรงกระทำ โดยเป็นแรงดึงขึ้นที่ผิวส่วนล่างของหูหิ้ว 20 kg
5.เริ่มคำนวณผลลัพธ์
เมื่อมั่นใจแล้วว่าชิ้นงานสามารถรับน้ำหนักได้จริง ถัดไป คือ ขั้นตอนการนำไฟล์ชิ้นงานเข้าสู่โปรแกรมสำหรับ Slice ชิ้นงานเป็นชั้นๆ เพื่อสั่งงานเครื่อง 3D Printer
เพียงเท่านี้เราก็จะได้หูหิ้วกระเป๋าเดินทางใหม่แบบไม่เหมือนใครแล้วครับ
ข้อมูลเพิ่มเติม : 3DP Printer , SolidWorks Simulation, SolidWorks
