| ชื่อเรื่อง | 2. การออกแบบปฏิบัติการเพื่อเรียนรู้การพิมพ์สามมิติเทคนิคเอฟดีเอ็ม (p.19-33) |
|---|---|
| ผู้แต่ง | จารุตม์ คุณานพดล |
| สังกัด/หน่วยงาน | มหาวิทยาลัยศิลปากร |
| บทคัดย่อ | การให้ผู้เรียนเข้าร่วมประสบการณ์การเรียนรู้แบบใช้ปฏิบัติการเป็นฐานที่ครอบคลุมและเป็นระบบฝึกฝนเทคนิคการพิมพ์สามมิติ และพัฒนาทักษะที่สําคัญที่จําเป็นกับแนวทางการผลิตที่ยั่งยืน บทความวิชาการนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อนําเสนอการออกแบบ ปฏิบัติการเพื่อเรียนรู้การพิมพ์สามมิติเทคนิคเอฟดีเอ็ม เมื่อผู้เรียนได้ผ่าน 11 กิจกรรมการเรียนรู้แบบใช้ปฏิบัติการเป็นฐาน ประกอบด้วย การทดสอบอุณหภูมิของหัวฉีด การไหลของหัวฉีด ความเร็วในการพิมพ์ การดึงกลับ การทดลองพิมพ์ รู สะพาน ผนังบาง ส่วนยื่น พิกัดความเผื่อ จุดรองรับ และโมเดลเรือ ผู้เรียนจะสามารถหาการตั้งค่าการพิมพ์และการออกแบบ ที่เหมาะสมได้ ปฏิบัติการนี้ใช้เครื่องพิมพ์ยี่ห้อ ELEGOO รุ่น NEPTUNE 4 PRO ใช้วัสดุในการพิมพ์เป็นพีแอลเอขนาดเส้นผ่าน ศูนย์กลาง 1.75 มิลลิเมตร และใช้โปรแกรมคิวร่าสําหรับการตั้งค่าการพิมพ์และสร้างไฟล์จีโค๊ด สื่อการเรียนรู้เป็นแบบผสมคือมี ทั้งคู่มือปฏิบัติการและคลิปวิดีโอที่เผยแพร่ทางยูทูป |
| คำสำคัญ | การพิมพ์สามมิติ; เทคนิคเอฟดีเอ็ม; อุตสาหกรรม 4.0 |
| Abstract | Engaging learners in a comprehensive and systematic workshop-based learning experience masters 3D printing techniques and develops critical skills essential for sustainable manufacturing practices. This article aims to present the workshop for learning FDM (Fused Deposition Modeling) 3D printing. After completing these 11 lab-based learning activities, consisting of the tests of nozzle temperature, nozzle flow, printing speed, retraction, the printing tests of hole, bridge, thin wall, overhang, and benchy, learners will be able to determine appropriate printing parameter settings and design parameters. These workshops use the ELEGOO NEPTUNE 4 PRO printer, 1.75 mm diameter PLA (Polylactic Acid) printing material, and the CURA software for print settings and G-code file generation. The learning materials are in mixed format, including both a laboratory manual and video clips published on YouTube. |
| Keywords | 3D printing; Fused deposition modelling; Industry 4.0 |
| Reference | Ahmad, M. N., Ab Rahman, M. H., Maidin, N. A., Osman, M. H., Wahid, M. K., Mohamed Saiful Firdaus, H., & Abd Aziz, N. A. (2020). Optimization on surface roughness of fused deposition modelling (FDM) 3D printed parts using taguchi approach. In Symposium on Intelligent Manufacturing and Mechatronics (SIMM) (230-243). Melaka : Malaysia.
Alafaghani, A. a., & Qattawi, A. (2018). Investigating the effect of fused deposition modeling processing parameters using Taguchi design of experiment method. Journal of Manufacturing Processes, 36, 164-174.
Alafaghani, A. a., Qattawi, A., Alrawi, B., & Guzman, A. (2017). Experimental optimization of fused deposition modelling processing parameters: a design-for-manufacturing approach. Procedia Manufacturing, 10, 791-803.
Alcácer, V., & Cruz-Machado, V. (2019). Scanning the industry 4.0: a literature review on technologies for manufacturing systems. Engineering science and technology, an international journal, 22(3), 899-919.
Aloyaydi, B., Sivasankaran, S., & Mustafa, A. (2020). Investigation of infill-patterns on mechanical response of 3D printed poly-lactic-acid. Polymer Testing, 87, 106557.
Bi, S., & Liang, J. (2011). Robotic drilling system for titanium structures. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 54(5), 767-774.
Çaydaş, U., & Hasçalık, A. (2008). Use of the grey relational analysis to determine optimum laser cutting parameters with multi-performance characteristics. Optics and Laser Technology, 40(7), 987-994.
Chacón, J., Caminero, M. A., García-Plaza, E., & Núnez, P. J. (2017). Additive manufacturing of PLA structures using fused deposition modelling: effect of process parameters on mechanical properties and their optimal selection. Materials and Design, 124, 143-157.
Cooper, R. G. (2016). Agile–Stage-Gate hybrids: the next stage for product development blending Agile and Stage-Gate methods can provide flexibility, speed, and improved communication in new-product development. Research-Technology Management, 59(1), 21-29.
Cooper, R. G., & Sommer, A. F. (2018). Agile–Stage-Gate for manufacturers: changing the way new products are developed integrating Agile project management methods into a Stage-Gate system offers both opportunities and challenges. Research-Technology Management, 61(2), 17-26.
De Marzi, A., Vibrante, M., Bottin, M., & Franchin, G. (2023). Development of robot assisted hybrid additive manufacturing technology for the freeform fabrication of lattice structures. Additive Manufacturing, 66, 103456.
ELEGOO. (2024). Use Manual for NEPTUNE 4 Pro 3D Printer V1.5. Retrieved June 1, 2024, from www.elegoo.com อ้างรูปแบบสื่ออิเล็คทรอนิกส์
Farbman, D., & McCoy, C. (2016). Materials testing of 3D printed ABS and PLA samples to guide mechanical design. In International Manufacturing Science and Engineering Conference, V002T01A015. American Society of Mechanical Engineers.
Fernandez-Vicente, M., Calle, W., Ferrandiz, S., & Conejero, A. (2016). Effect of infill parameters on tensile mechanical behavior in desktop 3D printing. 3D printing and additive manufacturing, 3(3), 183-192.
Flores, E., Xu, X., & Lu, Y. (2020). Human Capital 4.0: a workforce competence typology for Industry 4.0. Journal of Manufacturing Technology Management, 31(4), 687-703.
Johnson, G. A., & French, J. J. (2018). Evaluation of infill effect on mechanical properties of consumer 3D printing materials. Advances in Technology Innovation, 3(4), 179.
Julong, D. (1989). Introduction to grey system theory. Journal of Grey System, 1(1), 1-24.
Keenan, D. S. (2013). Experiential learning and outcome-based education: a bridge too far within the current education and training paradigm. Journal of Applied Learning Technology, 3(2), 20.
Kolb, A. Y., & Kolb, D. A. (2005). Learning styles and learning spaces: enhancing experiential learning in higher education. Academy of Management Learning & education, 4(2), 193-212.
Kolb, A. Y., & Kolb, D. A. (2009). Experiential learning theory: a dynamic, holistic approach to management learning, education and development. The SAGE handbook of management learning, education and development, 7(2), 42-68.
Kołodziej, A., Zur, P., & Borek, W. (2019). Influence of 3D-printing parameters on mechanical properties of PLA defined in the static bending test. European Journal of Engineering Science and Technology, 2(1), 65-70.
Kumar, R., Banga, H. K., Kumar, R., Singh, S., Singh, S., Scutaru, M. -L., & Pruncu, C. I. (2021). Ergonomic evaluation of workstation design using taguchi experimental approach: a case of an automotive industry. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM), 15, 481-498.
Lee, C., Kim, S., Kim, H., & Ahn, S. -H. (2007). Measurement of anisotropic compressive strength of rapid prototyping parts. Journal of materials processing technology, 187, 627-630.
Lee, J. -Y., An, J., & Chua, C. K. (2017). Fundamentals and applications of 3D printing for novel materials. Applied materials today, 7, 120-133.
Lubombo, C., & Huneault, M. A. (2018). Effect of infill patterns on the mechanical performance of lightweight 3D-printed cellular PLA parts. Materials Today Communications, 17, 214-228.
Ma, Q., Rejab, M., Kumar, A. P., Fu, H., Kumar, N. M., & Tang, J. (2021). Effect of infill pattern, density and material type of 3D printed cubic structure under quasi-static loading. Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 235(19), 4254-4272.
Mishra, P. K., Senthil, P., Adarsh, S., & Anoop, M. (2021). An investigation to study the combined effect of different infill pattern and infill density on the impact strength of 3D printed polylactic acid parts. Composites Communications, 24, 100605.
Mitchell, A., Lafont, U., Hołyńska, M., & Semprimoschnig, C. (2018). Additive manufacturing-a review of 4D printing and future applications. Additive Manufacturing, 24, 606-626.
Munprom, R., & Limtasiri, S. (2019). Optimization of stereolithographic 3D printing parameters using Taguchi method for improvement in mechanical properties. Materials Today: Proceedings, 17, 1768-1773.
Panda, B. N., Shankhwar, K., Garg, A., & Jian, Z. (2017). Performance evaluation of warping characteristic of fused deposition modelling process. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 88, 1799-1811.
Patil, P., Singh, D., Raykar, S. J., & Bhamu, J. (2021). Multi-objective optimization of process parameters of fused deposition modeling (FDM) for printing polylactic acid (PLA) polymer components. Materials Today: Proceedings, 45, 4880-4885.
Pawade, R. S., & Joshi, S. S. (2011). Multi-objective optimization of surface roughness and cutting forces in high-speed turning of Inconel 718 using Taguchi grey relational analysis (TGRA). International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 56(1), 47.
Pei, E. (2014). 4D printing–revolution or fad? Assembly Automation, 34(2), 123-127.
Prashar, G., Vasudev, H., & Bhuddhi, D. (2023). Additive manufacturing: expanding 3D printing horizon in in-dustry 4.0. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM), 17(5), 2221-2235.
Pulipaka, A., Gide, K. M., Beheshti, A., & Bagheri, Z. S. (2023). Effect of 3D printing process parameters on surface and mechanical properties of FFF-printed PEEK. Journal of Manufacturing Processes, 85, 368-386.
Raykar, S., D’Addona, D., & Mane, A. (2015). Multi-objective optimization of high speed turning of Al 7075 using grey relational analysis. Procedia CIRP, 33, 293-298.
Rodríguez-Panes, A., Claver, J., & Camacho, A. M. (2018). The influence of manufacturing parameters on the mechanical behaviour of PLA and ABS pieces manufactured by FDM: A comparative analysis. Materials, 11(8), 1333.
Shahrubudin, N., Lee, T. C., & Ramlan, R. (2019). An overview on 3D printing technology: technological, materials, and applications. Procedia Manufacturing, 35, 1286-1296.
Singh, R., Kumar, R., Singh, M., & Preet, P. (2020). On compressive and morphological features of 3D printed almond skin powder reinforced PLA matrix. Materials Research Express, 7(2), 025311.
Suteja, T., & Soesanti, A. (2020). Mechanical properties of 3D printed polylactic acid product for various infill design parameters: a review. Journal of Physics: Conference Series, 1569(4), 042010.
Taguchi, G. (1995). Quality engineering (Taguchi methods) for the development of electronic circuit technology. IEEE transactions on reliability, 44(2), 225-229.
Tanveer, M. Q., Mishra, G., Mishra, S., & Sharma, R. (2022). Effect of infill pattern and infill density on mechanical behaviour of FDM 3D printed parts-a current review. Materials Today: Proceedings, 62, 100-108.
Tao, Y., Pan, L., Liu, D., & Li, P. (2019). A case study: mechanical modeling optimization of cellular structure fabricated using wood flour-filled polylactic acid composites with fused deposition modeling. Composite Structures, 216, 360-365.
Tofail, S. A., Koumoulos, E. P., Bandyopadhyay, A., Bose, S., O’Donoghue, L., & Charitidis, C. (2018). Additive manufacturing: scientific and technological challenges, market uptake and opportunities. Materials today, 21(1), 22-37.
Tzeng, C.-J., Lin, Y.-H., Yang, Y.-K., & Jeng, M.-C. (2009). Optimization of turning operations with multiple performance characteristics using the Taguchi method and Grey relational analysis. Journal of materials processing technology, 209(6), 2753-2759.
Voutetaki, M. E., & Thomoglou, A. K. (2024). Experiential learning in architectural engineering school through the hands-on workshop: practically without calculations. AIP Conference Proceedings,
Wang, C., Chung, Lin., T. W., & Hu, S. S. (2007). Optimizing the rapid prototyping process by integrating the Taguchi method with the Gray relational analysis. Rapid prototyping journal, 13(5), 304-315.
Xu, X., Lu, Y., Vogel-Heuser, B., & Wang, L. (2021). Industry 4.0 and Industry 5.0—inception, conception and perception. Journal of Manufacturing Systems, 61, 530-535.
Yadav, P., Sahai, A., & Sharma, R. S. (2021). Strength and surface characteristics of FDM-based 3D printed PLA parts for multiple infill design patterns. Journal of The Institution of Engineers (India): Series C, 102, 197-207.
Yang, Y., Chen, Y., Wei, Y., & Li, Y. (2016). 3D printing of shape memory polymer for functional part fabrication. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 84, 2079-2095. |
| ประเภทบทความ | บทความทางวิชาการ |
| หน้า | 19-33 |
| ลิ้งค์บทความ | http://www.rujogs.ru.ac.th/journalTopic/265 |
| บทความ | Open PDF |
| Hit | 148 |
บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยรามคำแหง อาคารท่าชัย ชั้น 3 หัวหมาก บางกะปิ กรุงเทพฯ 10240
ติดต่อกองบรรณาธิการ โทร. 02-310-8564
Website : www.rujogs.ru.ac.th,
E-Mail
:rujogs@rumail.ru.ac.th
Developer : สถาบันคอมพิวเตอร์ มหาวิทยาลัยรามคำแหง.