รหสโครงการ SUT7-717-55-12-45

รายงานการวจย

การศกษาความสมพนธของการจดวางวตถตอทศทางการสราง

ช�นงานตนแบบรวดเรว

(A study of the relationship between part orientation and direction of rapid prototype construction)

ไดรบทนอดหนนการวจยจาก

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

ผลงานวจยเปนความรบผดชอบของหวหนาโครงการวจยแตเพยงผเดยว

 

 

 

 

 

 

 

 

ก

รหสโครงการ SUT7-717-55-12-45

รายงานการวจย

การศกษาความสมพนธของการจดวางวตถตอทศทางการสราง

ช�นงานตนแบบรวดเรว

(A study of the relationship between part orientation and direction of rapid prototype construction)

คณะผวจย

หวหนาโครงการ

ผชวยศาสตราจารย ดร. ปภากร พทยชวาล

สาขาวชาวศวกรรมอตสาหการ

สานกวชาวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

ผรวมวจย

นายอภเชษฐ กอนคา

ไดรบทนอดหนนการวจยจากมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร ปงบประมาณ พ.ศ. 2555

ผลงานวจยเปนความรบผดชอบของหวหนาโครงการวจยแตเพยงผเดยว

กมภาพนธ 2559

 

 

 

 

 

 

 

 

ข

กตตกรรมประกาศ

ขอขอบคณมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนารโดยสถาบนวจยท�ไดใหการสนบสนนการทางานวจย

ตลอดมา สงผลใหงานวจยน� เสรจสมบรณ และขอขอบคณมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนารท�สนบสนน

ทนวจยในปงบประมาณ 2555

ทายน� คณะผวจยขอขอบพระคณ บดา มารดา และครอบครว ท�ไดใหกาลงใจในการทางาน

รวมถงครอาจารยทกทานท�ประสทธ� ประสาทวชาทาใหงานวจยน�สาเรจลลวงไปดวยด

 

 

 

 

 

 

 

 

ค

บทคดยอ

เทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรว (Rapid Prototyping Technology, RP) เปนเทคโนโลยท�

สามารถสรางช�นงานตนแบบโดยตรงจากแบบจาลองทางคอมพวเตอร (Computer Aided Design, CAD)

โดยแบบจาลองจะถกแบงและสรางข�นทละช�นจนเปนช�นงานท�สมบรณดวยเคร�องสรางตนแบบรวดเรว

การกาหนดทศทางในการจดวางวตถใหเหมาะสมกอนการสรางช�นงานตนแบบ สามารถชวยในการวาง

แผนการข�นรปช�นงานตนแบบ ซ� งสงผลตอจานวนและรปรางของฐานรองช�นงาน ทาใหสามารถลด

วตถดบท�ตองใชในการผลตช�นงานตนแบบ รวมถงการลดตนทนในการสรางช�นงาน

งานวจยน� เปนการวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานท�เหมาะสมสาหรบ

กรรมวธการข�นรปช�นงานแบบรวดเรวดวยเทคนค Fused Deposition Manufacturing (FDM)

ผลการวจยพบวา การกาหนดทศทางการจดวางวตถน�น สามารถประยกตใชกลองขอบเขต เพ�อ

ระบปรมาตรของฐานรองช�นงาน ซ� งทศทางการจดวางวตถท�กอใหเกดปรมาตรฐานรองช�นงานต�าสดจะ

ถกกาหนดเปนทศทางท�มฐานรองช�นงานปรมาตรต�าสด โดยทศทางการจดวางวตถน� จะสอดคลองกบ

ทศทางการสรางช�นงานตนแบบรวดเรว ท�งน� หากทศทางการจดวางวตถมมากกวาหน�งทศทางท�ทาให

เกดปรมาตรฐานรองช�นงานต�าสดเทากน การเลอกทศทางการจดวางวตถจะพจารณาทศทางการจดวาง

วตถท�มจานวนฐานรองช�นงานต�าสดเปนทศทางการจดวางวตถตอไป

 

 

 

 

 

 

 

 

ง

Abstract

Rapid prototyping technology (RP) is a technology to construct prototype layer by

layer directly from a computer file (CAD model). Each layer is created one by one until all

layers are created, which the model is completed. To minimize volume of material and cost,

a part orientation is an issue for RP planning process.

This research has been analysis of part orientation and direction of rapid prototype

construction for Fused Deposition Manufacturing (FDM)

A method of part orientation analysis has been established by using a bounding box

concept. A bounding box has been applied to identify support structures. The part

orientation, that presents a minimum volume of support structure, has been assigned as a

direction of rapid prototype construction for FDM. Unfortunately, if there is more than one

direction that obtains minimum volume of support structure, the construction direction has

been assigned on the direction that contains both minimum volume and number of support

structure.

 

 

 

 

 

 

 

 

จ

สารบญ

หนา

กตตกรรมประกาศ………………………………………………………………………………………………………………………. ก

บทคดยอ (ภาษาไทย) .................................................................................................................... ข

บทคดยอ (ภาษาองกฤษ). .............................................................................................................. ค

สารบญ………………………………………………………………………………………………………………………………………..ง

สารบญตาราง………………………………………………………………………………………….. ................................... ช

สารบญรป………………………………………………………………………………………… ......................................... ซ

บทท�

1 บทนา………………………………………………………………………………………... .................................... 1

1.1 ท�มาและความสาคญของปญหา ......................................................................................... 1

1.2 วตถประสงคของงานวจย ................................................................................................. 14

1.3 ขอบเขตการวจย ............................................................................................................... 14

1.4 สวนประกอบของวทยานพนธ ........................................................................................ 15

2 วรรณกรรมท�เก�ยวของ ............................................................................................................. 16

2.1 เทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรว ................................................................................ 16

2.1.1 การสรางตนแบบรวดเรวโดยการใชวสดต�งตนของแขง ........................................ 16

2.1.2 การสรางตนแบบรวดเรวดวยวสดตนแบบของเหลว ............................................. 18

2.1.3 การสรางตนแบบรวดเรวดวยวสดต�งตนแบบผง .................................................... 20

2.2 ทศทางการวางช�นงาน ..................................................................................................... 23

2.3 การสรางฐานรองช�นงาน .................................................................................................. 24

2.4 โปรแกรม Visual basic .................................................................................................... 26

2.5 โปรแกรม Solid works ..................................................................................................... 27

2.6 การทบทวนวรรณกรรมท�เก�ยวของ .................................................................................. 30

3 การดาเนนงานวจย ................................................................................................................... 38

3.1 การดาเนนงานวจย ........................................................................................................... 38

 

 

 

 

 

 

 

 

ฉ

สารบญ (ตอ)

หนา

3.1.1 การศกษาความสมพนธระหวางความสง พ�นท�หนาตด และระยะเวลาในการสราง

ช�นงาน……………………………………………………………………………………………..………….38

3.1.2 การวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานตนแบบรวดเรวดวย

กรรมวธ Fused Deposition Manufacturing (FDM)........................................... 38

3.2 การวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานตนแบบรวดเรวดวยกรรมวธ

Fused Deposition Manufacturing (FDM) ................................................................. 38

3.2.1 การสรางช�นงานในรปแบบ 3 มต (Creating 3D Model) .................................... 42

3.2.2 การสรางกลองขอบเขต (Creating Bounding Box) ........................................... 42

3.2.3 การกาหนดฐานรองช�นงาน (Determining Support Structure) ........................... 43

3.2.4 การวเคราะหสวนท�เปนฐานรองช�นงาน (Analyzing Support Structure) ............. 44

4 ผลการดาเนนงาน ..................................................................................................................... 52

4.1 ผลการวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานตนแบบรวดเรวดวย

กรรมวธ Fused Deposition Manufacturing (FDM) .................................................... 48

กรณศกษาท� 1 ................................................................................................................ 48

กรณศกษาท� 2 ............................................................................................................... 54

5 สรปและขอเสนอแนะ .............................................................................................................. 61

5.1 สรปผลการวจย ............................................................................................................... 61

5.1.1 การวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานตนแบบรวดเรวดวย ...... 61

5.2 ประโยชนท�จะไดรบ .............................................................................................. 62

5.3 ขอเสนอแนะในการทางานวจยตอไป ............................................................................. 62

เอกสารอางอง……………………………………………………........................................................................... 63

ภาคผนวก ก ………………………………………………………………………………………..... ................................. 66

ภาคผนวก ข …………………………………………………………………………………………………………………………….. 71

ภาคผนวก ค……………………………………………………………………………………………………………………………… 83

ประวตผเขยน…………………………….……………………………………………………………89

 

 

 

 

 

 

 

 

ช

สารบญตาราง

ตารางท� หนา

3.1 เง�อนไขการตรวจสอบลกษณะพ�นท�ท�เปนฐานรองช�นงาน ....................................................... 45

4.1 การจาแนกฐานรองช�นงานในแตละทศทางการข�นรป ............................................................. 52

4.2 สรปการจาแนกฐานรองช�นงานในแตละทศทางการข�นรป ...................................................... 59

 

 

 

 

 

 

 

 

สารบญรป

รปท� หนา

1.1 แสดงกระบวนการของเทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรว (Rapid prototype Technology) .... 3

1.2 แสดงกระบวนการสรางตนแบบรวดเรว (Hur & Lee, ����) ..................................................... 3

1.3 แสดงรปแบบของ STL ไฟล ...................................................................................................... 4

1.4 แสดงการแบงช�นช�นงาน ............................................................................................................ 5

1.5 แสดงเสนทางการเคล�อนท�ของเคร�องมอเทคโนโลยตนแบบรวดเรวจากเสนโครงราง .............. 5

1.6 แสดงลกษณะผลกระทบท�เกดจากวางทศทางในการข�นรปช�นงาน (Hur & Lee, ����) ............. 6

1.7 (ก) แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Fused Deposition Modeling (FDM) .......................... 7

�.7 (ข) แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Stereolithography Apparatus(SLA) ........................... 7

�.7 (ค) แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Three-Dimensional Printing (�D Printing) ................ 8

1.8 (ก) แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Laminated Object Manufacturing (LOM) ................. 9

�.8 (ข) แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Selective Laser Sintering (SLS) ................................. 9

�.8 (ค) แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Solid Ground Curing (SGC) .................................... 10

1.9 แสดงลกษณะพ�นท�ตองการฐานรองช�นงานและพ�นท�ท�ไมตองการฐานรองช�นงาน ................. 11

1.10 แสดงตวอยางช�นงานท�ตองการข�นรปและทศทางการจดวางของช�นงาน ................................. 12

1.11 แสดงการสรางฐานรองช�นงาน................................................................................................. 13

2.1 แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบLaminated Object Manufacturing (LOM) (วรวฒ et al.) 17

2.2 แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Fused Deposition Modeling (FDM) (วรวฒ et al.) ........ 18

2.3 แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Stereolithography Apparatus (SLA) (วรวฒ et al.) ........ 19

2.4 แสดงการกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Solid Ground Curing (SGC) (วรวฒ et al.) .............. 20

2.5 แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Selective Laser Sintering (SLS) (วรวฒ et al.) ............... 21

 

 

 

 

 

 

 

 

ฌ

สารบญรป (ตอ)

รปท� หนา

2.6 แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Electron Beam Melting (EBM) (วรวฒ et al.)…………....22

2.7 แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Three-Dimensional Printing (3DP) (วรวฒ et al.)…….…23

2.8 แสดงขอบช�นงานท�มลกษณะผวเปนข�นบนได……………………………………..…………………………..24

2.9 แสดงทศทางการวางวตถกอนการสรางช�นงาน ........................................................................ 25

2.10 แสดงตวอยางรปแบบช�นงานท�ตองการฐานรองช�นงาน (Kumar Chalasani et al., ����) ........ 26

2.11 แสดงตวอยางรปแบบช�นงานท�ไมตองการฐานรองช�นงาน (Kumar Chalasani et al., ����) .... 30

2.12 แสดงผลกระทบท�เกดจากทศทางการจดทศทางท�เหมาะสมและไมเหมาะสม ......................... 32

2.13 แสดงการพฒนาของเทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรว (P. M. Pandey, ����) .................... 33

2.14 แสดงลกษณะทศทางการวางวตถกอนการสรางช�นงาน (Giannatsis & Dedoussis, ����) ....... 34

2.15 แสดงการข�นรปช�นงานแบบ FDM (P. M. Pandey, 2010) ....................................................... 34

2.16 แสดงการข�นรปช�นงานแบบ SLA ............................................................................................ 36

2.17 แสดงการเปรยบเทยบระหวางฐานรองช�นงานท�มผวตรงและผวเอยง(Huang et al., ����) ...... 36

2.18 แสดงกลยทธของ CIDES(Kirschman et al., 1991) .................................................................. 37

3.1 แสดงข�นตอนการดาเนนท�งหมด .............................................................................................. 40

3.2 แสดงข�นตอนการดาเนนงานอยางละเอยด ............................................................................... 41

3.3 แสดงตวอยางช�นงาน 3 มตท�ออกแบบจากโปรแกรมทางคอมพวเตอร .................................... 42

3.4 แสดงตวอยางกลองขอบเขตท�สรางข�นจากโปรแกรมคอมพวเตอร .......................................... 43

3.5 แสดงการหกลบช�นงาน 3 มต ออกจากการกลองขอบเขต…………...……………………………………….43

4.1 แสดงช�นงาน � มต ในตวอยางท� 1 ........................................................................................... 48

4.2 แสดงช�นงาน 3 มตในทศทางแกน y+ และ y- .......................................................................... 49

4.3 แสดงกลองขอบเขตของรปช�นงาน 3 มต ................................................................................. 50

 

 

 

 

 

 

 

 

ญ

สารบญรป (ตอ)

รปท� หนา

4.4 แสดงการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขต ....................................................................... 50

4.5 แสดงสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขต ............................................. 51

4.6 แสดงตาแหนงของฐานรองช�นงานบนช�นสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงาน ......................... 51

4.7 แสดงรปทรงฐานรองช�นงานท�เกดข�นในทศทางการสรางช�นงานในแนวแกน y+ และ y- ....... 52

4.8 แสดงช�นงาน 3 มต ในตวอยางท� 2 ........................................................................................... 54

4.9 แสดงช�นงาน 3 มตในทศทางแกน y+ ...................................................................................... 55

4.10 แสดงกลองขอบเขตของรปช�นงาน 3 มต ................................................................................. 56

4.11 แสดงการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขต ....................................................................... 56

4.12 แสดงสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขต ............................................. 57

4.13 แสดงตาแหนงของฐานรองช�นงานบนช�นสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงาน ......................... 58

4.14 แสดงรปทรงฐานรองช�นงานท�เกดข�นในทศทางการสรางช�นงานในแนวแกน y+ ................... 58

ก.1 แสดงการปอนขอมลขอมลนาเขาเพ�อสรางกลองขอบเขต ........................................................ 67

ก.2 แสดงผลลพธจากการสรางกลองขอบเขต ................................................................................ 67

ก.3 แสดงการวเคราะหจดมมของช�นงาน ....................................................................................... 68

ก.4 แสดงการจดเกบขอมลจดมมของช�นงาน ................................................................................. 68

ก.5 แสดงการตรวจสอบลกษณะเสนขอบบนพ�นผวช�นงาน………………….……………………………..……..69

ก.6 แสดงผลการคานวณปรมาตรของช�นงาน……………………………………………………………………………69

ก.7 แสดงการจดเกบขอมลปรมาตรของช�นงาน………………………………………………………………………….70

ค.1.1 แสดงช�นงาน 3 มตในทศทางแกน y+ ...................................................................................... 84

ค.1.2 แสดงกลองขอบเขตของรปช�นงาน 3 มต ................................................................................. 84

ค.1.3 แสดงการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขต ....................................................................... 85

 

 

 

 

 

 

 

 

ฎ

สารบญรป (ตอ)

รปท� หนา

ค.1.4 แสดงสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขต ............................................. 85

ค.1.5 แสดงจานวนช�นสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขต ............................. 86

ค.1.6 แสดงการวเคราะหช�นงานดวยโปรแกรม Visual basic ............................................................ 86

ค.1.7 แสดงการจดเกบขอมลในโปรแกรม Visual basic .................................................................... 87

ค.1.8 แสดงการเปรยบเทยบขอมลระนาบระหวางกลองขอบเขตกบช�นงานตรวจสอบ ..................... 87

ค.1.9 แสดงตาแหนงของฐานรองช�นงานบนช�นสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงาน ......................... 88

ค.1.10 แสดงรปทรงฐานรองช�นงานท�เกดข�นในทศทางการสรางช�นงานในแนวแกน y+……….......88

 

 

 

 

 

 

 

 

1

บทท� 1

บทนา

1.1 ท�มาและความสาคญของปญหา

การออกแบบและการพฒนาผลตภณฑ (Product design and development) เปนกระบวนการท�ทา

ใหเกดผลตภณฑใหมหรอเปนการปรบปรงผลตภณฑเดมท�มอยใหดข�น เพ�อตอบสนองความตองการ

ของลกคา ในกระบวนการออกแบบและพฒนาผลตภณฑจดวาเปนกระบวนการท�มความสาคญ

กระบวนการหน� งในการผลตสนคา เพ�อสงออกสตลาด ภายใตการดาเนนงานอยางเปนระบบ ซ� งการ

ออกแบบและการพฒนาผลตภณฑจะเร�มจากการสารวจความตองการของลกคา เพ�อทราบความตองการ

ของลกคาอยางแทจรงในตวผลตภณฑ หลงจากน�นนาขอมลท�ไดจากความตองการของลกคามาทาการ

ออกแบบผลตภณฑหรออาจเปนการปรบปรงการออกแบบของผลตภณฑเดม ขอมลของการออกแบบท�

ไดจะถกสงไปยงสวนท�ทาการผลตผลตภณฑจรง เพ�อทาการผลตช�นงานตนแบบท�ไดมาจากการ

ออกแบบ ซ� งหลงจากผลตช�นงานออกมาแลว นามาสกระบวนการของการประเมนผล โดยทาการ

ทดสอบการทางานกอนการใชงานจรง ถาช�นงานตนแบบสามารถยอมรบไดกจะนารายละเอยดของ

ช�นงานท�ไดจากการออกแบบไปวางแผนการผลต เพ�อทาการผลตและสงช�นงานออกสตลาด แตถาหาก

ช�นงานตนแบบไมเปนท�ยอมรบกตองนาช�นงานกลบเขาสกระบวนการออกแบบใหมเพ�อปรบปรงหรอ

แกไขจนช�นงานเปนท�ยอมรบไดเพ�อสงเขาสการวางแผนการผลต เพ�อผลตออกสตลาดตอไป

(MIHAIELA, Department, Bucharest, Street, & ROMANIA)

ซ� งในอดตกระบวนการวจยและพฒนาผลตภณฑเพ�อทาการผลตช�นงาน ยงไมมเทคโนโลยทาง

คอมพวเตอรเขามาชวยในการทางาน เพ�อสรางช�นงานท�ออกแบบข�นมาเปนช�นงานท�สมบรณ การ

ทางานแตละกระบวนการจงตองใชความสามารถและความชานาญของนกออกแบบหรอผสรางช�นงาน

ในการออกแบบและพฒนาผลตภณฑ จงทาใหในการผลตช�นงานเพ�อออกสตลาดในแตละช�นตองใช

เวลานานและเกดความผดพลาดในการผลต จงทาใหส�นเปลองวสดและคาใชจายรวมถงใชเวลาในการ

 

 

 

 

 

 

 

 

2

ผลตมาก และไดมการคดคนพฒนากระบวนการออกแบบมาอยางตอเน�องจนไดมการนาเทคโนโลยทาง

คอมพวเตอรเขามาชวยในการออกแบบผลตภณฑ (Computer Aided Design) เพ�อชวยลดความผดพลาด

ลดระยะเวลา และคาใชจายในการออกแบบผลตภณฑ ซ� งเทคโนโลยทางคอมพวเตอรท�นามาชวยใน

การออกแบบและพฒนาผลตภณฑน� นกาลงไดรบความสนใจในภาคตางๆ ท� งในภาคอตสาหกรรม

การแพทย การศกษา การวจยและพฒนา เปนตน

ซ� งเทคโนโลยทางคอมพวเตอรท�สามารถชวยลดความผดพลาด ลดระยะเวลา และลดตนทน ใน

การออกแบบและพฒนาผลตภณฑ โดยกาลงไดรบความนยมอยางแพรหลายในปจจบน ประกอบไป

ดวยหลายเทคโนโลยซ� งหน� งในน� นกคอ เทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรว (Rapid Prototype

Technology) ซ� งเปนเทคโนโลยการสรางช�นงานตนแบบในรปแบบช�น โดยจะเปนการสรางช�นงานท

ละช�น (Layer By Layer) จนไดเปนรปรางช�นงานท�สมบรณ ซ� งไดรบแบบจาลองโดยตรงจากโปรแกรม

การสรางแบบจาลอง 3 มต ซ�งเทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรวสามารถแบงออกเปน 2 กรรมวธหลก

คอ กรรมวธการลดเน�อวสดออก (Subtractive process) และกรรมวธการเพ�มเน�อวสดเขา (Additive

process) โดยกรรมวธการลดเน�อวสดออกเปนการหกเน�อวสดออกดวยเคร�องมอตางๆ เชน ตะไบ สวาน

เล�อย เปนตนจนไดรปรางช�นงานท�ถกตองสมบรณ สวนกรรมวธการเพ�มเน�อวสดเขาเปนวธท�นยมใชใน

ปจจบนเปนการเพ�มเน�อวสดเขาไปแบบตอเน�องจนไดช�นงานท�สมบรณ ซ� งสามารถแบงตามวตถต�งตน

ไดเ ปน 3 ประเภท คอ วตถต� งตนแบบของแขง ประกอบไปดวยกรรมว ธ Laminated Object

Manufacturing (LOM) และ Fused Deposition Modeling (FDM) สวนวตถต� งตนแบบของเหลวจะ

ประกอบไปดวยกรรมวธ Stereolithography Apparatus (SLA) และ Solid Ground Curing (SGC) และ

วตถต�งตนท�เปนผง ประกอบไปดวยกรรมวธ Selective Laser Sintering (SLS), Electron Beam Melting

(EBM) และ Three-Dimensional Printing (3D Printing) (วรวฒ, ทรงคณ, & ปรญญา, 2549) ในรปภาพ

ท�1.1 แสดงกระบวนการของเทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรว ซ� งแบงตามวตถดบต�งตนในการสราง

ช�นงาน

 

 

 

 

 

 

 

 

3

รปท� 1.1 แสดงกระบวนการของเทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรว (Rapid prototype Technology)

โดยท�วไปเทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรวน�นจะมข�นตอนในการสรางดงน� คอ ออกแบบผลตภณฑ

โดยใชโปรแกรมทางคอมพวเตอรชวยในการออกแบบ แบบจาลอง3 มต โดยแบบจาลองทาง

คอมพวเตอรจะถกแบงเปนช� น (Slicing) และทาการสรางเปนช�นงานตนแบบดวยเคร� องสราง

แบบจาลองรวดเรวจนไดเปนช�นงานออกมาดงแสดงในรปท� 1.2

รปท� 1.2 แสดงกระบวนการสรางตนแบบรวดเรว (Hur & Lee, ����)

กรรมวธการสรางตนแบบรวดเรวในแตละกรรมวธมจดเดนท�แตกตางกน แตทกกรรมวธมแนว

ทางการพฒนาท�สอดคลองกน การพฒนาเทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรวสามารถจาแนกแนว

ทางการพฒนา 4 ดาน คอ การออกแบบและข�นรปช�นงานตนแบบจาก STL ไฟล (STL File Modeling)

 

 

 

 

 

 

 

 

4

การวเคราะหการแบงช�นช�นงาน (Slicing Analysis) การวเคราะหแนวทางการเคล�อนท�ของเคร�องมอ

สรางตนแบบ (Tool path planning of RP process) และการวเคราะหทศทางการจดวางวตถ (Object

Analysis)

โดยแนวทางแรก การออกแบบและข�นรปช�นงานเพ�อใหเกดความผดพลาดต�าสดจากการสราง

ตนแบบ จาก STL ไฟล ซ� งเปนรปแบบไฟลมาตรฐานท�นยมนามาใชในการสรางช�นงานตนแบบรวดเรว

โดยจะมลกษณะเปนรปสามเหล�ยมประกอบกนท�ผวดานนอกและดานในของช�นงาน ซ� งในกรรมวธการ

สรางตนแบบรวดเรว แบบจาลอง 3 มตจะถกแปลงเปน STL ไฟล ดงแสดงในรปท� 1.3 กอนทาการสราง

ช�นงานตนแบบรวดเรวจนสาเรจ(Kumar & Dutta, 1997) รวมถงการสรางช�นงานตนแบบโดยตรงจาก

ขอมลภาพวาดทางวศวกรรม(Engineering Drawing) (Soonanon & Koomsap, ����)

แบบจาลอง 3 มต STL ไฟล

รปท� 1.3 แสดงรปแบบของ STL ไฟล

สวนแนวทางท�สอง การวเคราะหการแบงช�นช�นงาน เปนการพฒนาแนวการแบงช�นงานออกเปน

ช�นๆ โดยสามารถแบงออกเปน 2 ประเภทคอ การแบงช�นช�นงานโดยแตละช�นมขนาดเทากน (Uniform

Slicing) และการแบงช�นช�นงานโดยแตละช�นมขนาดไมเทากน (Adaptive Slicing) ซ� งการแบงช� น

ช�นงานสามารถนาไปสการลดความสงของผวแบบข�นบนได (Staircase Effect) ได (Cao & Miyamoto,

2003) แสดงในรปท� 1.4

 

 

 

 

 

 

 

 

5

รปท� 1.� แสดงการแบงช�นช�นงาน

แนวทางท�สาม คอ การวเคราะหแนวทางการเคล�อนท�ของกระบวนการสรางตนแบบ เพ�อวาง

แผนการเคล�อนท�ของเคร�องมอท�เหมาะสม รวมถงลดการสญเสยในการสรางตนแบบ แสดงในรปท� 1.5

(พทยชวาล & เบาทอง, 2556)

รปท� 1.5 แสดงเสนทางการเคล�อนท�ของเคร�องมอเทคโนโลยตนแบบรวดเรวจากเสนโครงราง

(พทยชวาล & เบาทอง, ����)

และแนวทางท�ส� คอ การวเคราะหทศทางการจดวางวตถเปนการวเคราะหทศทางการจดวาง

ช�นงานตนแบบเพ�อนาไปสการข�นรป ซ� งจะนาไปสการวเคราะหฐานพยงช�นงาน (Support Structure)

เพ�อเพ�มความม�นคงใหกบช�นงานและปองกนการไมใหช�นงานเกดการโคนลมหรอเสยรปในขณะสราง

Uniform Slicing Adaptive Slicing

 

 

 

 

 

 

 

 

6

ช�นงานตนแบบ (Guo, Zhang, Wang, & Huang, 2006) โดยการวเคราะหทศทางการจดวางวตถท�

เหมาะสมจะสามารถลดปรมาณวตถดบสาหรบการสรางฐานรองช�นงาน นาไปสการลดเวลาและตนทน

ในการสรางช�นงานตนแบบ ดงแสดงในรปท� 1.6

รปท� 1.6 แสดงลกษณะผลกระทบท�เกดจากวางทศทางในการข�นรปช�นงาน (Hur & Lee, ����)

โดยฐานรองช�นงาน เปนสวนท�เปนหลกหรอสมอยดตดกบช�นงานเพ�อเสรมความแขงแรงใหกบ

ช�นงานอกท�งยงชวยปองกนการหลดลอยของช�นงาน ซ� งจานวนฐานรองช�นงานน�นจะข�นอยกบ รปราง

ลกษณะและขนาดของช�นงานและวตถดบท�ใช (Kumar Chalasani, Larry Jones, & Larry Roscoe, ����)

ซ� งประเภทของเทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรวท�จาเปนตองสรางฐานรองช�นงาน (Support

Structure) ประกอบไปดวย 2 กรรมวธคอ Fused Deposition Modeling (FDM) และ Stereolithography

Apparatus (SLA) (Pham & Gault, ����) โดยกรรมวธท� ง 2 กรรมวธน� มความจาเปนตองสรางฐานรอง

ช�นงานในกรณท�ช�นงานมสวนท�ย�นออกมา เน�องจากวสดท�ใชในการข�นรปมลกษณะเปนเสนลวดและ

ของเหลวตามลาดบ ซ� งไมสามารถรองรบช�นงานในสวนท�ย�นออกมาได จงตองมการสรางฐานรอง

ช�นงานเพ�อปองกนไมใหช�นงานเกดการเสยรป ดงแสดงในรปท� 1.7 (ก) (ข) และ ค

 

 

 

 

 

 

 

 

7

รปท� 1.7 (ก) แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Fused Deposition Modeling (FDM)

(Pham & Gault, 1998)

ในรปท� 1.7 (ก) เน�องจากกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Fused Deposition Modeling (FDM) เปน

กรรมวธท�สรางช�นงานตนแบบรวดเรวดวยวตถต�งตนท�เปนของแขงโดยการใหความรอนและฉดวตถต�ง

ตนออกมาในลกษณะเปนเสนท�ละช�นตามรปแบบของช�นงาน 3 มต จงจาเปนตองมฐานรองช�นงานมา

รองรบในบรเวณท�เส�ยงตอการทาใหช�นงานตนแบบโคนลม มผดรปไปทางเดม พงเสยหาย เปนตน

รปท� 1.7 (ข) แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Stereolithography Apparatus

(SLA) (Pham & Gault, 1998)

SUPPORT

 

 

 

 

 

 

 

 

8

โดยกรรมวธของ Stereolithography Apparatus (SLA) เปนกรรมวธการสรางช�นงานดวยวตถต�ง

ตนท�เปนของเหลว โดยการใชแสงอลตราไวโอเลตยงลงไปท�เน�อวตถต�งตนตามรปรางช�นงาน 3 มต ท

ละช�น เน�องดวยวตถต� งตนเปนของเหลว จงไมสามารถรบช�นงานตนแบบท�สรางในแตละช�นไดจง

จาเปนตองมฐานรองช�นงานมารองรบเพ�อปองกนไมใหช�นงานตนแบบ โคนลม หรอผดรปรางจากเดม

รปท� 1.7 (ค) แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Three-Dimensional Printing (3D Printing)

(Pham & Gault, 1998)

เทคโนโลยของการสรางช�นงานท�สามารถสรางฐานรองช�นงานไดดวยตวเอง และไมจาเปนตอง

สรางฐานรองช�นงาน ดงแสดงในรปท� 1.8 (ก) (ข) (ค) และ (ง) เน�องดวยกรรมวธเหลาน� เปนการสราง

ช�นงานตนแบบโดยใชวตถต�งตนท�เปนของแขงในลกษณะท�เปนแผนและวตถต�งตนท�เปนผง ซ� งเม�อทา

การสรางช�นงานดวยการยงแสงอลตราไวโอเลต หรออนฟราเรด ไปยงเน�อวตถในสวนท�เปนรปราง

ตามช�นงานตนแบบ 3 มต เพ�อใหจบตวกน ซ� งวตถดบในสวนท� ไม เ ก� ยวของกบการยง แสง

อลตราไวโอเลตหรออนฟราเรดเพ�อใหเน�อวตถต�งตนกอตวกน สามารถท�จะเปนสวนท�รองรบช�นงาน

ในตวเองได โดยไมจาเปนตองสรางฐานรองช�นงานเพ�ม

 

 

 

 

 

 

 

 

9

รปท� 1.8 (ก) แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Laminated Object Manufacturing (LOM)

(Pham & Gault, 1998)

รปท� 1.8 (ข) แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Selective Laser Sintering (SLS)

(Pham & Gault, 1998)

 

 

 

 

 

 

 

 

10

รปท� 1.8 (ค) แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Solid Ground Curing (SGC)

(Pham & Gault, 1998)

นอกจากกรรมวธการสรางช�นงานตนแบบรวดเรว สามารถบงบอกการสรางฐานรองช�นงานและ

ไมสรางฐานรองช�นงานไดแลวลกษณะผวหรอตาแหนงของผวช�นงานสามารถบงบอกไดเชนเดยวกน

โดยพ�นผวท�ไมตองการฐานรองช�นงานน� นเปนสวนผวดานบนของช�นงาน (Top surface) ผวท� เปน

แนวต�ง (Vertical surface) และผวท�มลกษณะเอยงมาก (Surface with big inclination) สวน ประเภท

พ�นผวท�ไมสามารถสรางฐานรองช�นไดดวยตวเอง ซ� งจาเปนตองสรางฐานรองจากภายนอกควบคกนไป

พ�นผวจะมลกษณะ ขอบท�ย�นออกจากตวช�นงาน (Hanging edges) จดท�ย�นออกจากตวช�นงาน (Hanging

point) ผวท�มลกษณะเอยงเลกนอย (Bottom with small inclination) และผวดานลางท�มลกษณะยกสง

จากพ�น (Bottom surface) เปนตน (Huang, Ye, Wu, Guo, & Mo, ����) ซ� งในรปท� 1.9 แสดงลกษณะ

พ�นท�ท�ตองการตวรองรบและพ�นท�ท�ไมตองการฐานรองช�นงาน ซ� งในรปรางช�นงานแตละช�นจะม

ลกษณะพ�นผวท�จาเปนตองสรางฐานรองช�นงานหรอไมจาเปนตองสรางฐานรองช�นงานแตกตางกนซ� ง

ข�นอยกบทศทางในการจดวางวตถน�นๆ

 

 

 

 

 

 

 

 

11

รปท� 1.9 แสดงลกษณะพ�นท�ตองการฐานรองช�นงานและพ�นท�ท�ไมตองการฐานรองช�นงาน

(Huang et al., ����)

การออกแบบทศทางการจดวางวตถเปนกระบวนการท�มความสาคญตอกระบวนการสรางช�นงาน

ตนแบบรวดเรว ซ� งในการสรางตนแบบรวดเรวในแตละคร� ง สามารถลดระยะเวลา ลดความเสยหาย

หรอลดคาใชจายได หากมการวเคราะหทศทางของการจดวางวตถกอนทาการสรางช�นงานตนแบบ จะ

สามารถประหยดปรมาณวตถต�งตนและคาใชจายมากข�น และช�นงานมการแบงช�นท�เหมาะสม ซ� ง

ช�นงานแตละช�นจะมลกษณะรปรางท�แตกตางกน ดงน�นทศทางท�ความเหมาะสมในการจดวางยอมม

ความแตกตางกนไป โดยในรปท� 1.10 แสดงตวอยางช�นงานท�ตองการข�นรปและทศทางการจดวางของ

ช�นงาน

 

 

 

 

 

 

 

 

12

รปแบบช�นงานตวอยาง การวางทศทาง x+ และ x-

การวางทศทาง y+ และ y- การวางทศทาง z+ และ Z-

รปท� 1.10 แสดงตวอยางช�นงานท�ตองการข�นรปและทศทางการจดวางของช�นงาน

ในรปท� 1.10 ช�นงานตนแบบสามารถจดทศทางในการวางวตถได 6 ทศทาง คอ ทศทาง x+, x-, y+, y-,

z+ และ z- ตามลาดบ ซ� งทาใหมข�นตอนและกระบวนการสรางท�แตกตางกน โดยในการวางในทศทาง

x+, x-, y+ และ y- จาเปนท�จะตองสรางฐานรองช�นงาน แตในการวางในทศทาง z+ และ z- ไมจาเปนตอง

สรางฐานรองช�นงาน ดงแสดงในรปท� 1.11

 

 

 

 

 

 

 

 

13

การวางทศทาง x+ และ x- การวางทศทาง y+ และ y-

รปท� 1.11 แสดงการสรางฐานรองช�นงาน

จากรปท� 1.11 แสดงใหเหนวาการวางวตถในทศทาง x+, x-, y+ และ y- จาเปนตองสรางฐานรอง

ช�นงาน ซ� งสงผลใหตองใชปรมาณวตถต�งตนเพ�มข�นสาหรบสรางฐานรองช�นงาน ซ� งแตกตางจากการ

วางในทศทาง z+ และ z- ท�ไมจาเปนตองสรางฐานรองช�นงานสงผลใหไมเสยปรมาณวตถต�งตนเพ�ม

สาหรบสรางฐานรองช�นงานและประหยดคาใชจายในการสรางช�นงานตนแบบ ในการสรางช�นงานใน

ช�นน� ทศทางในการวางช�นงานในทศทาง z+ และ z- จงถกพจารณาเปนทศทางในการสรางตนแบบ

รวดเรว

จากท�กลาวมาในขางตน จะเหนไดวาทศทางของการจดวางวตถมความสาคญตอเทคโนโลยการส

รางตนแบบรวดเรว โดยมผลตอ ปรมาณวตถดบต�งตนท�ใชในการสรางช�นงานและใชเพ�มข�น เน�องจาก

การสรางฐานรองช�นงานจงสงผลใหตองใชตนทนท�ใช ในการสรางช�นงานและระยะเวลาท�ใชไป

นอกจากน�ความสงของช�นงานและขนาดพ�นท�หนาตดมผลตอระยะเวลาในการสรางช�นงานดวยเชนกน

ซ� งถอวามความสาคญตอกระบวนการสรางช�นงานตนแบบรวดเรว ซ� งการวเคราะหและวางแผนทศ

ทางการวางวตถท�มความถกตองและแมนยา ทาใหสามารถเพ�มประสทธภาพของการสรางช�นงาน

ตนแบบรวดเรวและลดปรมาณวตถดบต�งตนและตนทนในการสรางช�นงานไดเปนอยางด

ช�นงาน

ฐานรองช�นงาน ฐานรองช�นงาน

ช�นงาน

 

 

 

 

 

 

 

 

14

งานวจยน� นาเสนอแนวทางการวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานตนแบบ

รวดเรว ซ� งการวเคราะหแสดงผลทศทางของการจดวางวตถ และขนาดฐานรองช�นงานในการสราง

ช�นงานตนแบบท�ประหยดปรมาณวตถดบต�งตนสามารถลดตนทน ภายใตสมมตฐาน ปรมาตรฐานรอง

ช�นงานจะแปรผนตรงตอปรมาณวตถดบท�ใชในการสรางฐานรองช�นงานและระยะเวลาในการข�นรป

ช�นงานตนแบบ ซ� งการวเคราะหการจดวางวตถ จะเปนการวเคราะหแบบก�งอตโนมต โดยท�ผใชงาน

(User) จะทาการวเคราะหทศทางการจดวางวตถและปรมาตรฐานรองช�นงานรวมกบโปรแกรมทาง

คอมพวเตอร โดยใชขอมลท�ไดจากโปรแกรมออกแบบทางคอมพวเตอรวเคราะหและแสดงผลใน

โปรแกรม Visual basic เพ�อวเคราะหทศทางการจดวางวตถท�มปรมาณฐานรองช�นงานนอยท�สด เพ�อใช

เปนทศทางในการจดวางวตถและสรางช�นงานตนแบบตอไป

1.2 วตถประสงคของงานวจย

เพ�อวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานตนแบบรวดเรว

1.3 ขอบเขตการวจย

1. การวจยน� มปจจยนาเขา (Input) คอรปแบบช�นงาน 3 มต

2. การวจยน� มปจจยนาออก (Output) เปนทศทางการสรางช�นงานตนแบบท�สงผลใหเกดฐานรอง

ช�นงานท�มปรมาตร (Volume) นอยท�สด

3. การวจยน�พจารณารปรางช�นงาน 3 มต ท�มผวภายนอกเปนทรงเหล�ยมเทาน�น

4. การวจยน� จะใชเทคโนโลยการสรางช�นงานตนแบบรวดเ รวแบบ Fused Deposition

Manufacturing (FDM)ในการวเคราะห

5. การวจยน� กาหนดทศทางการหมนช�นงานท� งหมด 6 ทศทาง ไดแก ทศทาง x+, x-, y+, y-, z+

และ z-

 

 

 

 

 

 

 

 

15

1.4 สวนประกอบของรายงานการวจย

รายงานฉบบน� ประกอบดวยเน�อหาท� งหมด 5 บท บทท� 1 นาเสนอท�มาความสาคญของปญหา

วตถประสงคของการวจย และขอบเขตของการวจย บทท� 2 นาเสนอทฤษฎตาง ๆ และทบทวนงานวจย

ท�เก�ยวของกบการสรางตนแบบรวดเรว และการวางแผนเสนทางการเคล�อนท�ของเคร�องมอในการสราง

ตนแบบ บทท� 3 นาเสนอวธการท�ใชในการวจยคร� งน� บทท� 4 แสดงผลลพธของการดาเนนการวจย โดย

นาเสนอดวยกรณศกษา และบทท� 5 นาเสนอการสรปผลจากการดาเนนการวจย, ประโยชนของงานวจย

รวมถงนาเสนอแนวทางในการนางานวจยไปประยกตใชตอไป

 

 

 

 

 

 

 

 

16

บทท� 2

วรรณกรรมท�เก�ยวของ

2.1 Rapid Prototype Technology

Rapid Prototype Technology หรอท�เรยกกนส�นๆวา RP ซ� งเทคโนโลยท�ใชในการสรางตนแบบ

รวดเรวน�นมอย 2 แบบ ใหญๆ ไดแก กรรมวธการหกเน�อวตถออ (Subtractive Process) วธน� เปนวธท�

ใชกนมาต�งแตอดต ซ� งเปนการนาเน�อวสดออกไปเร�อยๆดวยการใชเคร�องมอตางๆ เชน เล�อย ส�ว ตะไบ

สวาน เร�องกลง เปนตน จนกระท�งไดช�นงานสาเรจออกมา ซ� งวธน� มขอดอยคอ ไมสามารถจะสรางงาน

ท�มความซบซอนมากๆได ตอมาจงไดมการสรางและพฒนาเทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรวแบบ

ใหมข�นมา คอเทคโนโลยการเพ�มเน�อวสดเขา (Additive Process) วธน� จะใชการคอยๆเพ�มเน�อวตถลงไป

ตามภาคตดขวางของช�นงานทละช�นทละช�นไปเร�อยๆ จนกระท�งไดช�นงานสาเรจ ซ� งเปนท�นยมกนอยาง

แพรหลายในปจจบน เพราะสามารถสรางช�นงานท�มความซบซอนสงไดอยางรวดเรวและแมนยา ซ� ง

การสรางตนแบบรวดเรวดวยวธการเพ�มเน� อวสด (Additive Process) น� นสามารถจาแนกออกตาม

คณสมบตของวสดได 3 ประเภท ไดแก การสรางตนแบบรวดเรวดวยวสดตนแบบของแขง (Solid-

based rapid prototyping) , การสรางตนแบบรวดเรวดวยวสดตนแบบของเหลว(Liquid-based rapid

prototyping) , การสรางตนแบบรวดเรวดวยวสดผง (Power-based rapid prototyping)

2.1.1 การสรางตนแบบรวดเรวโดยการใชวสดต�งตนของแขง

วสดต�งตนท�นามาใชจะมลกษณะเปนของแขง ซ� งวสดดงกลาวจะอยในรปแบบของแผน แบบเสน หรอ

แบบกอนเลกๆ ซ� งนามาผานกระบวนการตางๆ เชน การทาใหเน�อวสดหลอมละลายหรอการใชกาว

เช�อมตอแผนวสดในแตละช�นใหยดตดกนเปนรปทรงท�ตองการโดยกรรมวธการสรางตนแบบรวดเรวท�

จดอยในประเภทน� ไดแก

 

 

 

 

 

 

 

 

17

2.1.1.1 Laminated Object Manufacturing (LOM)

รปท� 2.1 แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบLaminated Object Manufacturing (LOM)

(วรวฒ et al., 2549)

หลกการทางานของการสรางตนแบบรวดเรวแบบ LOM จะใชแสงเลเซอรยงไปยงแผนวสดท�

วางอยบนแทนรองรบเพ�อตดช�นงานตามเสนโครงรางท�ละช�น โดยในแตละช�นของแผนวสดจะมความ

หนาต�งแต 0.002-0.02 น�ว สาหรบเน�อวสดท�ไมตองการจะถกตดเปนรปส� เหล�ยมช�นเลกๆเพ�อใหงายตอ

การแกะออกจากช�นงานโดยงาย เม�อเลเซอรตดแผนวสดเสรจในแตละช�นจะมลกกล�งรอนกล�งและกด

ทบแผนวสดเพ�อใหความรอนกบกาวท�อยดานลางของแผนวสด ทาใหแผนวสดถกอดตดกบช�นดานลาง

จากน�นแทนรองจะเล�อนต�าลง พรอมกบแผนวสดสาหรบช�นถดไป จะถกปอนเขามารอสาหรบการตด

กระบวนการดงกลาวจะถกดาเนนไปจนช�นงานเสรจ สาหรบเน�อวสดท�นามาใชมหลายแบบเชน

กระดาษ พลาสตก เปนตน

 

 

 

 

 

 

 

 

18

2.1.1.2 Fused Deposition Modeling (FDM)

รปท� 2.2 แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Fused Deposition Modeling (FDM) (วรวฒ et al., ����)

หลกการทางานของเคร�อง FDM จะเร�มจากเสนวสดจะถกทาใหหลอละลายและปอนเขามายง

หวฉดท�เคล�อนท�ไดในแนวระนาบ ทาหนาท�ฉดเน�อวสดท�หลอมละลายลงมาบนแทนรองรบช�นงานตาม

ภาคตดขวางของช�นงานทละช�น เม�อทาเสรจหน� งช�นแทนรองรบช�นงานจะเล�อนต�าลงสาหรบฉดช�น

ถดไปในแตละช�นจะมความหนาต�งแต 0.005-0.013 น�ว โดยเน�อวสดท�นามาใชจะเปนเทอรโมพลาสตก

ประเภทตางๆเชน ABS , PC เปนตน

2.1.2 การสรางตนแบบรวดเรวดวยวสดตนแบบของเหลว

ในการสรางตนแบบรวดเรวแบบน�จะใชวสดต�งตนท�เปนของเหลว มาทาใหเปล�ยนสภาพ

เปนของแขง ดวยการฉายแสงเลเซอรหรอแสงอลตราไวโอเลตลงไปทาปฏกรยากบเน�อวสดเหลวท�ม

ความไวตอแสงทาใหเกดการแขงตวและเกดรปทรงช�นงานตามท�ตองการซ� งกรรมวธการสรางตนแบบ

รวดเรวท�จดอยในประเภทน� ไดแก

 

 

 

 

 

 

 

 

19

2.1.2.1 Stereolithography Apparatus (SLA)

รปท� 2.3 แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Stereolithography Apparatus (SLA) (วรวฒ et al., ����)

หลกการทางานของวธน� จะใชการยงแสงอลตราไวโอเลตลงไปบนวสดพอลเมอรเหลวท�มความ

ไวตอแสงสง ทาใหเน�อวสดเกดการแขงตว ตามภาคตดขวางของช�นงานทละช�น หลงจากเสรจส�นทละ

ช�นแลวแทนลองช�นงานจะเล�อนต�าลงเพ�อเตรยมพรอมท�จะทาช�นถดไป จนกระท�งไดช�นงาสาเรจ โดย

ในแตละช�นจะมความหนาประมาณ 0.003 น�ว

 

 

 

 

 

 

 

 

20

2.1.2.2 Solid Ground Curing (SGC)

รปท� 2.4 แสดงการกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Solid Ground Curing (SGC) (วรวฒ et al., ����)

หลกการทางานจะคลายๆกบเคร�องถายเอกสาร จะชารจประจไฟฟาลงบนแผนกระจกตามพ�นท�

ภาคตดขวางในสวนท�ไมใชเน�อช�นงาน แลวนาผงหมกโรยบนแผนกนะจกใหท�ว ผงหมกจะยดตดกบ

กระจกในสวนท�มประจไฟฟาทาใหแสงผานไมได สวนบรเวณท�เปนเน�อช�นงานจะไมมผงหมกมา

เกาะตดแสงจงไมสามารถผานไดตามปกต หลงจากน�นนาแผนกระจกท�ไดไปวางเหนอแทนรองช�นงาน

ท�มพลลเมอรเหลวไวแสงวางอย แลวฉายแสงอลตราไวโอเลตลงไปเน�อพอลเมอรท�โดนแสงจะแขงตว

สวนเน�อพอลเมอรท�เหลอจะถกตดออกไปแลวแทนท�ดวยแวกซแลวปาดใหเรยบ เพ�อใชรองรบการ

ทางานในช�นถดไป กระบวนการดงกลาวจะดาเนนตอไปเร�อยๆจนไดช�นงานสาเรจ แลวจงนาไปลางแว

กซออกกอนนาไปใชงาน

2.1.3 การสรางตนแบบรวดเรวดวยวสดต�งตนแบบผง

การนาวสดต�งตนท�มลกษณะแบบผงมาใชในการสรางตนแบบรวดเรว สามารถทาไดจาก

การะบวนการเช�อมหรอประสาน โดยอาศยความรอนจากแสงเลเซอร กาว หรอตวประสานอ�นๆ เปนตว

 

 

 

 

 

 

 

 

21

ชวยใหวสดท�เปนผงยดตดแนนเปนเน�อเดยวกน ซ� งจะทาใหเกดช�นงานตามรปารางท�ตองการซ� งการ

สรางตนแบบรวดเรวท�จดอยในประเภทน� ไดแก

2.1.3.1 Selective Laser Sintering (SLS)

รปท� 2.5 แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Selective Laser Sintering (SLS) (วรวฒ et al., ����)

หลกการทางานของกรรมวธน� จะมความคลายคลงกบกรรมวธ SLA มาก โดยจะใชแสงเลเซอรยง

ลงบนผงวสดตามแนวภาคตดขวางของช�นงานทละช�น ซ� งจะทาใหเน�อวสดท�มลกษณะเปนผงหลอม

ละลายยดตดเปนเน�อเดยวกนตามรปทรงท�ตองการได ในแตละช�นจะมความหนาประมาณ 0.004 น�ว

เม�อทาเสรจหน�งช�นแทนวางช�นงานจะเล�อนลงและเน�อวสดผงสาหรบช�นถดไปจะถกปอนเขามาดวย

ลกกล�ง กระบวนการดงกลาวจะดาเนนการไปเร� อยๆจรช�นงานสาเรจ สวนวสดท�นามาใชมท� งท�เปน

พลาสตกและวสดท�เปนคอมโพสตตางๆ

 

 

 

 

 

 

 

 

22

2.1.3.2 Electron Beam Melting (EBM)

รปท� 2.6 แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Electron Beam Melting (EBM) (วรวฒ et al., ����)

หลกการทางานของกรรมวธน� จะใชลาแสงอเลคตรอนท�มพลงงานสง ยงไปกระทบบนผงโลหะท

ละช�นตามภาคตดขวางของช�นงานไปเร�อยๆจนนกระท�งไดช�นงานสาเรจช�นงานท�ไดจากกรรมวธ EBM

จะมความแขงแรงสง เพราะโลหะเกดการหลอมละลายจนกลายเปนเน�อเดยวกนดวยความรอนสง

สามารถนาไปใชในการทดสอบหรอใชงานจรงไดวสดท�นามาใชจะเปนผงโลหะ เชน ผงอลมเนยม ผง

ไททาเนยม เปนตน

 

 

 

 

 

 

 

 

23

2.1.3.3 Three-Dimensional Printing (3DP)

รปท� 2.7 แสดงกรรมวธการสรางช�นงานแบบ Three-Dimensional Printing (3DP) (วรวฒ et al., ����)

หลกการทางานของกรรมวธ 3D Printing จะใชกาวเปนตวประสานใหเน�อวสดผงยดตดกน โดย

จะมหวพมพแบบองคเจต เคล�อนท�ตามแนวระนาบเพ�อฉดกาวลงบนพ�นท�ภาคตดขวางของช�นงานท�ละ

ช�น โดยแตละช�นจะมความหนาประมาณ 0.002 น�ว เม�อฉดกาวเสรจในแตละช�นแลว แทนรองรบ

ช�นงานจะเล�อนลง และลกกล�งจะเล�อนเน�อวสดเขามารอสาหรบเตรยมทาช� นตอไป กรรมวธ 3D

Printing เปนกรรมวธการสรางตนแบบไดรวดเรวกวาวธอ�น โดยในหน� งนาทจะทาได 2-4 ช�น วสดท�

นามาใชมท�งท�เปนผงแปง ผงเซรามกและผงโลหะ

2.2 ทศทางการวางช�นงาน

การกาหนดทศทางการวางช�นงานถอวามความสาคญตอพ�นผวของช�นงานตนแบบท�จะทาการ

สรางข�น เน�องจากการสรางช�นงานตนแบบจะเปนการสรางเปนช�นๆตอกน ซ� งเม�อผวท�มลกษณะเปน

ผวโคงกจะเกดลกษณะเหมอนข�นบนได ดงแสดงในรปท� 2.8 ท�บรเวณขอบช�นงาน ดงน�นบรเวณผวท�

 

 

 

 

 

 

 

 

24

ตองการความเรยบ กควรท�จะกาหนดใหวางอยในระนาบเดยวกบทศทางการสรางช�นงานตนแบบ เพ�อ

หลกเล�ยงการเกดลกษณะข�นบนได นอกจากน� การกาหนดทศทางการวางช�นงานยงสงผลกระทบตอ

เวลาในกาสรางช�นงานตนแบบ เน�องจากทศทางในการวางช�นงานท�เหมาะสมจะชวยลดจานวนช�นของ

แบบจาลองท�ใชสาหรบการข�นรปช�นงานตนแบบสงผลใหเวลาในการสรางช�นงานตนแบบลดลง ซ� ง

การวางแผนการวางทศทางของตนแบบท�เหมาะสมยงจะชวยลดปรมาณวตถดบในการสรางช�นงาน

รวมถงปรมาณวตถดบในการสรางฐานรองรบช�นงาน (เบาทอง, ����)

รปท� 2.8 แสดงขอบช�นงานท�มลกษณะผวเปนข�นบนได

2.3 การสรางฐานรองช�นงาน

ฐานรองช�นงานเปนสวนท�ถกเพ�มเขาไปเปนเน�อวสด เพ�อปองกนไมใหช�นงานตนแบบบดงอ เกด

การแอน หรอชวยค�ายนในสวนท�หอยยอย หรอย�นออกมาจากช�นงาน นอกจากจะชวยปองกนการเสย

รปของตวช�นงานตนแบบแลว ฐานรองช�นงานยงชวยเพ�มความแขงแรงใหช�นงานตนแบบ ชวยยดตด

ช�นงานตนแบบไมใหเคล�อนท� เปนตน ซ� งลกษณะของฐานรองช�นงานจะแปรผนตามลกษณะของ

ช�นงานตนแบบ และลกษณะทศทางการวางวตถกอนท�จะทาการสรางช�นงานโดยการกาหนดทศทางการ

วางของวตถซ� งบางคร� งอาจทาใหไมตองสรางฐานรองช�นงาน (Cho, Lee, Choi, & Song, 2000) ซ� ง

ฐานรองช�นงานสามารถแบงออกไดเปน 2 ประเภทคอ ประเภทแรกจะเปนประเภทท�ตองการฐานรอง

 

 

 

 

 

 

 

 

25

ช�นงาน ซ� งเทคโนโลยท�การสรางตนแบบรวดเรวท�ตองการฐานรองช�นงานในการสรางตนแบบคอ

เทคโนโลย FDM และ SLA สวนประเภทท� 2 เปนประเภทท�ไมตองการฐานรองช�นงานในขณะสราง

ตนแบบ ซ� งประเภทน� จะเปนประเภทท�สามารถสรางฐานรองช�นงานไดดวยตวเองในขณะท�สราง

ตนแบบ (Huang et al., ����) โดยในรปภาพท� 2.9 จะแสดงตวอยางรปแบบช�นงานท�ตองการฐานรองรบ

ช�นงาน และรปท� 2.10 แสดงตวอยางช�นงานท�ไมตองการฐานรองช�นงาน

รปท� 2.9 แสดงตวอยางรปแบบช�นงานท�ตองการฐานรองช�นงาน (Kumar Chalasani et al., ����)

 

 

 

 

 

 

 

 

26

รปท� 2.10 แสดงตวอยางรปแบบช�นงานท�ไมตองการฐานรองช�นงาน (Kumar Chalasani et al., ����)

2.4 โปรแกรม Visual basic

ภาษา BASIC ถกสรางในป ค.ศ. 1963 โดย Hohn Keneny และ Thomas Kurtz ท� วทยาลย

Dartmouth ในเบ�องตนพวกเขามจดมงหมายในการพฒนาภาษา Basic ข�น เพ�อใชในการสอนแนวใน

การเขยนโปรแกรม โดยเนนท�รปแบบงาย ๆ เพ�อสะดวกในการใชงาน ในป 1970 Microsoftไดเร�มผลต

ตวแปรภาษา Basic ใน Rom ข�น เชน Chip Radio Sheek TRS-80 เปนตน ตอมาไดพฒนาเปน GWBasic

ซ�ง เปน Interpreter ภาษาท�ใชกบ MS-Dos และในป 1982 Microsoft QuickBaic ไดรบการพฒนาข�นโดย

เพ�มความสามารถในการรนโปรแกรมใหเปน Executed Program รวมท� งทาให Basicมความเปน

"Structured Programming" มากข� น โดยการตด Line Number ท� งไป เ พ� อลบขอกลาวหาว า เ ปน

ภาษาคอมพวเตอรท�มโครงสรางในลกาษณะSpaghetti Code มาใชรปแบบของ Subprogram และ User

Defined รวมท�งการใช Structured Data Type และการพฒนาการใชงานดานกราฟฟกใหมการใชงานใน

ระดบท�สงข�น รวมท�งมการใชเสยงประกอบไดเหมอนกบภาษาคอมพวเตอรอ�นๆ เชน Turbo C และ

Turbo Pascal เปนตน Visual Basicเปนภาษาคอมพวเตอรท�ไดรบความนยมในการนามาใชงานพฒนา

โปรแกรมบนระบบ Windows เน�องจาก เปนภาษาคอมพวเตอรท�ใชเทคโนโลยในลกษณะ Visualize

 

 

 

 

 

 

 

 

27

น�นกคอจะสะดวกในการหยบเคร�องไมเคร�องมอท�โปรแกรมไดจดเตรยมไวใหสาหรบออกแบบหนาจอ

และส�งตาง ๆ สาหรบในการเขยนโปรแกรมใหเรยบรอย ซ� งแตกตางจากสมยกอนเวลาจะออกแบบ

หนาจอกยงคงตองมาน�งเขยน Source Code ใหลาบาก Visual Basicเปนเคร�องมอท�ใชในการพฒนา

โปรแกรมข� นใชงาน ท�ใชไดต� งแตระดบตน เพ�อใชสรางโปรแกรมงาย ๆ บน Windows หรอ

โปรแกรมเมอรระดบกลาง ท�จะเรยกใชฟงช�นตาง ๆไดอยางมประสทธภาพ ตลอดจนโปรแกรมเมอร

ระดบมออาชพท�จะพฒนาโปรแกรมในระดบสงโดยการใช Object Linking and Embedding (OLE) และ

Application Programming Interface (API) ของระบบ windows มาประกอบการเขยนโปรแกรม

ขอดของการเขยนโปรแกรมดวย Visual Basic

สาเหตท� Visual Basic เปนภาษาท�เหมาะสาหรบการเรยนรในการเขยนโปรแกรมน�นเน�องจาก

Visual Basic มขอดหลายประการคอ

1. งายตอการเรยนรเหมาะสาหรบผเร�มตน ท�งในเร�องไวยากรณของภาษาเองและเคร�องมอการ

ใชงาน

2. ความนยมของตวภาษา โดยอาจกลาวไดวาภาษา Basic น�นเปนภาษาท�คนเรยนรและใชงาน

มากท�สดในประวตศาสตรของคอมพวเตอร

3. การพฒนาอยางตอเน�อง การปรบปรงประสทธภาพในดานของตวภาษาและความเรวของการ

ประมวลผล และในเร�องของความสามารถใหมๆ เชน การตดตอกบระบบฐานขอมล การเช�อมตอกบ

เครอขายอนเตอรเนต

4. ผพฒนาสาคญของ Visual Basic คอบรษทไมโครซอฟทซ� งจดวาเปนยกษใหญของวงการ

คอมพวเตอรในปจจบน เราจงสามารถม�นใจไดวา Visual Basic จะยงมการพฒนา ปรบปรงและคงอยไป

อกนาน

2.5 โปรแกรม Solid works

SolidWorks พฒนาข�นในป 1995 โดยบรษท Dassault System ในฝร�งเศสเปนซอฟตแวรเพ�อให

นกออกแบบใช เปนเคร�องมอในการออกแบบทางวศวกรรม เพ�อสรางตวอยางผลตภณฑจาลองใน

 

 

 

 

 

 

 

 

28

Computer กอนท�จะสรางผลตภณฑตนแบบจรง โดยตวซอฟตแวรจะจดอยในตระกล CAD (Computer

Aided Design) ซ� งสามารถสรางช�นงานจาลองในรปแบบ 3D Solid Models เปนแบบงานแยกช�น (Part)

และแบบงานประกอบ (Assembly) เพ�อนาไปสรางเปน 2D Standard Engineering (CADD = Computer

Aided Design and Drafting)โปรแกรม Solid work เปนโปรแกรมท�มความยดหยนในการทางานสงมาก

คอ สามารถท�จะทางานมากมายหลายรปแบบ ไมวาจะเปนช�นงานท�ตองข�นเปน solid หรอ surface กม

เคร�องท�รองรบเปนอยางด เม�อสรางช�นงานเสรจเรยบรอย สามารถท�จะประกอบช�นงานไดใน Mode ของ

ชดคาส�ง Assembly รวมท�งผตองการ Drawing ของช�นงาน กเพยงลากช�นงานมาวางในใบงานแลวขนาด

จะมองเหนไดวาผใชงานสามารถท�จะประหยดเวลาในการทางานและสนกกบการทางานอกดวย

ประสทธภาพการทางาน

ประสทธภาพของSolidWorksเปนการเจาะลกใหนกออกแบบสามารถสรางช�นงานจาลอง

ทางดาน Mechanical Engineering Design ไดอยางสมบรณแบบ นอกจากน�ยงสามารถนาไปใชในการ

คานวณทางวศวกรรม และการตรวจสอบความผดพลาดของ 3D Solid Models เพ�อลดตนทนในการผลต

และลดระยะเวลาการทางานในการออกแบบเพ�อเพ�มประสทธภาพการทางานในบรษทและองคกร

ลกษณะการทางาน

SolidWorks แบงหมวดการทางานหลกออกเปน 3 หมวดคอ Part, Assembly และ Drawing โดย

รปแบบการทางานท�งสามหมวดมลกษณะการใชงานดงน�

Part Mode เปนหมวดการทางานเร�มตนกอนท�จะกาวสการทางานในหมวด Assembly และ Drawing ใน

ข�นน�จะมการแบงการทางานออกเปน 2 สวน คอ การใช 2D Sketch เพ�อนาไปสการสรางเปน 3D Feature

และมเง�อนไขเปน Feature-Based Modeling และ Parametric โดยมการอางองจาก Solid Mode

1. Feature-Based Modeling คอ การออกแบบซอฟตแวรใหสามารถทราบถงคณสมบตตางๆของ

Solid Model ท�สรางข�นมา เพ�อใหผใชงานสามารถเปล�ยนแปลงและแกไข Model ในลาดบการทางานแต

ละข�นไดงายและรวดเรว

2. Parametric Model คอการออกแบบซอฟตแวรซ� งใชเง�อนไขทางคณตศาสตรในการแกไขขนาด

รปราง ทางเรขาคณตของ Model ท�สรางข�นมา

3. Solid Model คอแบบจาลองบนคอมพวเตอรท�สามารถแสดงคาตางๆ เชน Density, Material,

Mass,Weightเ ปนตน และยงสามารถมองเหน 3DModel ไดทกมมมอง

Assembly Mode เปนหมวดการทางานเพ�อนา Part Model เขาไปประกอบเปนเคร�องจกรกลหรอ

กลไกตางๆ และมเง�อนไขเปน Feature Base และ Parametric เชนเเดยวกบ Part Model โดย Part Model

 

 

 

 

 

 

 

 

29

และ Assembly จะมความสมพนธซ� งกนเเละกน เม�อทาการแกไขในหมวดใด อก หรอมการประกอบท�

ซอนหรอทบกนหมวดจะมการเปล�ยนแปลงตามการแกไขไปดวย การทางานใน Assembly สามารถชวย

ใหนกออกแบบหรอวศวกรสามารถตรวจสอบความผดพลาดในการสราง Part ไดโดยการใชคาส�งตางๆ

เชน คาส�ง Interference Detection เพ�อตรวจสอบการขดกนเม�อมการเคล�อนท� โดยใชคาส�ง Move

Component เพ�อตรวจสอบการเคล�อนท�ของกลไก คาส�ง Simulation เพ�อจาลองตนกาลงในการทางาน

จรงของเคร�องจกร หรอหากช�นงานจาลองท�ออกแบบมขอผดพลาด กสามารถแกไข Part ใน Assembly

ไดเลยทาใหการออกแบบเปนเร�องงายและผออกแบบจะสนกกบการทางานDesignการทางานใน

Assembly Mode มลกษณะการทางาน 2 กรณไดแก

Bottom-Up Assembly คอ การนา 3D Models ตางๆท�สรางเสรจแลวใน Part Mode ไปวางในหนาตาง

Assembly เพ�อทาการประกอบ โดยการใชคาส�ง Mate หรอ Smart Mate ซ� งวธน�จะเหมาะสาหรบผใชใน

ระดบเร�มตนหรอข�น Basic

Top-Down Assembly คอการสราง 2D Sketch เปนโครงรางระหวางช�นสวนตาง ๆ ระหวาง Part หรอการ

สราง Part ใน Assembly โดยใหมขนาดและรปรางท�มการอางองกบ Part อ�น ๆ ท�งในสวน Sketch และ

Featureวธน� เหมาะกบผใชในระดบAdvance

Drawing Mode เปนหมวดการทางานเพ�อสราง 2D Standard Engineering โดยในหมวดน� เปนการ

สรางมมมองและกาหนดรายละเอยดตามระบบมาตรฐานตาง ๆ โดยจะแบงการทางานออกเปน 2 สวน

คอ

1. Generative Draftingซ� งเปนการสราง2D Sketch และ Interaction Draftingซ� งเปนการนา 3D

Model จาก Part และ Assembly มาวางใน Drawing เพ�อสรางเปน 2D Draftingจะมลกษณะเปน

Parametric และ Relation เชนกน แตจะไมสามารถใชคาส�งใน Drawing Commands ได เพราะคาส�งตาง

ๆ จะตองอางองกบ 3D Model

2. Interaction Drafting คอการนา 3D Model จาก Part และ Assembly มาวางDrawing เพ�อสราง

เปน 2D Drafting การทางานในหมวดน�สามารถใชคาส�งจาก Annotation Command และ Drawing

Command เพ�อสรางมมมองและกาหนดรายละเอยดไดโดยอตโนมต

 

 

 

 

 

 

 

 

30

2.6 การทบทวนวรรณกรรมท�เก�ยวของ

การจดวางวตถในทศทางตางๆ เปนปจจยท�มผลตอจานวนช�นในการสรางช�นงาน ลกษณะของ

ฐานรองช�นงาน ลกษณะผวแบบข�นบนได ระยะเวลาการสรางช�นงาน ปรมาณวตถต�งตนท�ใช และ

ตนทนในการสรางช�นงาน (Mishra & Thirumavalavan, 2014; P. Pandey, Venkata Reddy, & Dhande,

2007; P. M. Pandey, 2010) ดงรปท� 2.11 แสดงผลกระทบของการวางวตถท�เหมาะสมและไมเหมาะสม

โดยผลกระทบจากการวางวตถท�เหมาะสม คอ ทศทางการวางวตถท�ไมเกดลกษณะแบบข�นบนได ม

ปรมาณฐานรองช�นงานและมจานวนช�นท�เหมาะสม สวนลกษณะท�ไมเหมาะสมจะตรงขามกบท�กลาว

มาในขางตน คอ การท�ผวช�นงานเกดลกษณะของข�นบนได มปรมาณฐานรองช�นงานและมจานวนช�นท�

มากเกนไป ซ� งความไมเหมาะสมดงกลาวจะสงผลกระทบตอการสรางช�นงานท�งในดานเวลาและตนทน

ท�ใชในการสรางช�นงาน

รปท� 2.11 แสดงผลกระทบท�เกดจากทศทางการจดทศทางท�เหมาะสมและไมเหมาะสม

(Hur & Lee, ����)

แนวทางการวเคราะหการจดวางวตถในทศทางท�เหมาะสมน� นไดถกศกษาจากนกวจยอยาง

หลากหลายท�งในการวเคราะหทศทางการจดวางการข�นรปช�นงานและการวเคราะหการสรางฐานรอง

ช�นงาน(Byun & Lee*, ����; Chan & Tan, ����; Hua, Leea, & Hurb, ����; Huang et al., ����; Karim

et al., ����; Kumar Chalasani et al., ����; Ziemian & Crawn III, ����) โดยการวเคราะหทศทางการ

 

 

 

 

 

 

 

 

31

ข�นรปช�นงานไดนากลองขอบเขต (Bounding Box) เปนตวกาหนดระนาบการฉายภาพช�นงาน โดย

ช�นงานจะถกหมนรอบแกนใดๆ เพ�อระบภาพฉายในระนาบของกลองขอบเขต มมของแกนหมนท�ทา

ใหเกดภาพฉายท�มพ�นท�นอยสดจะเปนทศทางการข�นรปช�นงาน(Chan & Tan, ����) การวเคราะหแนว

ทางการจดวางทศทางวตถท�เหมาะสมตอการสรางฐานรองช�นงานภายนอก ในกระบวนการข�นรปแบบ

Fused Deposition Modeling (FDM) โดยใชโครงขายประสาทเทยม Artificial Neural Network (ANN)

ในการวเคราะหทศทางท�มปรมาตรของฐานรองช�นงานนอยท�สด ถาหากมปรมาตรของฐานรองช�นงาน

เทากนกจะพจารณาเลอกทศทางท�จานวนของฐานรองช�นงานท�นอยท�สด(Karim et al., ����) การ

กาหนดทศทางการข�นรปช�นงานโดยพจารณาจากคาเฉล�ยความเรยบของพ�นผวช�นงาน (Ra) ซ� งเกดจาก

ลกษณะผวแบบข�นบนได หลกเกณฑในการพจารณา คอ คณภาพของพ�นผวและระยะเวลาในการสราง

ช�นงาน โดยลกษณะความเรยบของผวเอยงและพ�นท�รอยตอของฐานรองช�นงานจะเปนตวบงบอก

คณภาพของพ�นผว สวนระยะเวลาในการสราช�นงานจะพจารณาจากปรมาตรของตวช�นงาน(Byun &

Lee*, 2005) นอกจากน� การกาหนดทศทางการสรางช�นงานจะตองพจารณาจาก 2 สวน คอ พจารณาท�

กระบวนการสรางช�นงานและคณสมบตของเคร�องสรางช�นงานรวมกน(Hua et al., 2002)

การวเคราะหลกษณะรปรางและการสรางฐานรองช�นงานน� นกจะประกอบไปดวยหลากหลาย

แนวทาง ท�งการใชเทคโนโลยทางคอมพวเตอรมาชวยในการตดสนใจเลอกฐานรองช�นงาน โดยคานงถง

คณภาพของช�นงานท�มความแขงแรง ระยะเวลาในการสรางช�นงานส� น ขนาดและลกษณะผวช�นงาน

ถกตองและตนทนในการสรางช�นงานต�า(Ziemian & Crawn III, 2001) โดยการวเคราะหลกษณะรปราง

ของฐานรองช�นงานน� นจะข�นอยกบลกษณะของช�นงานและทศทางของการข�นรปช�นงาน(Kumar

Chalasani et al., 1995) แนวคดท�จะชวยลดปรมาณวตถต� งตนท�ใชสรางฐานรองช�นงาน ดวยการ

ปรบปรงลกษณะฐานรองช�นงานใหมลกษณะเปนผวเอยง โดยมการคานวณท�งทศทางของการสราง

ช�นงานรวมถงคานวณมมท�ฐานรองช�นงานจะสามารถรบน� าหนกของช�นงานไดอยางม�นคง (Huang et

al., 2008)

เทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรว (Rapid prototype technology) ถอวาเปนเทคโนโลยท�ไดรบ

การพฒนามาอยางตอเน�องจากในอดตจนถงปจจบนดงแสดงในรปท� 2.12

 

 

 

 

 

 

 

 

32

รปท� 2.12 แสดงการพฒนาของเทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรว (P. M. Pandey, ����)

ซ� งในอดตในการออกแบบและสรางช�นงานเปนไปดวยความยากลาบากและใชระยะเวลานาน

ในการสรางเน�องการในการคด วเคราะหและสรางช�นงานน�นตองอาศยจากความรความสามารถ และ

ประสบการณจากผชานาญเทาน�น เทคโนโลยดงกลาวจงไมไดรบความนยมท�มากพอ จนไดเร�มมการ

พฒนาข�นมาเร�อยๆ จนในป 1980 ไดมการนาเทคโนโลยทางคอมพวเตอรเขาไปชวยในการสรางช�นงาน

จงทาใหการดาเนนการสรางเปนไปดวยความสะดวกมากข�นและลดระยะเวลาในการสรางช�นงาน ลด

แรงงาน ลดความเสยหาย (P. M. Pandey, ����) จนเปนท�รจกกนในปจจบนเพ�มมากข�น ในช�อของการ

สรางช�นงาน 3 มต อยางรวดเรวโดยตรงจาก ระบบคอมพวเตอรชวยในการออกแบบ (Computer Aided

Design) และกาลงไดรบความสนใจในทกภาคสวน ท�งทางการแพทย การศกษา การวจย และท�กาลง

แพรหลายและมความสาคญกบ การออกแบบ ปรบปรงผลตภณฑในภาคอตสาหกรรม ซ� งสามารถชวย

ลดเวลาในการสงสนคาออกสทองตลาด ชวยลดตนทน เพ�มความเชาใจใจตวผลตภณฑหรอสนคา

ระหวางผผลตกบผบรโภคเพ�มมากข�น ซ� งภาคอตสาหกรรมท�ไดรบความนยมและประสบผลสาเรจใน

การใชเทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรวชวยในการผลต เชน อตสาหกรรมช�นสวนยานยนต

เคร� องประดบ การทาเหรยญ เคร�องใชบนโตะอาหาร เปนตน (Yan & Gu, ����) ซ� งในหวขอน� จะ

กลาวถงการนาเทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรวเขามาชวยในการสรางช�นงาน ซ� งจะสนใจในสวน

ของเทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรวประเภทท�ตองการฐานรองช�นงาน (Support structure) ซ� งการท�

จะทราบวาการช�นงานจะมการสรางฐานรองช�นงานหรอไมน� นหรอไมน� น เปนผลมาจากลกษณะ

 

 

 

 

 

 

 

 

33

ทศทางของการวางวตถกอนการข�นรป ดงแสดงในรปท� 2.13 ซ� งลกษณะทศทางการวางวตถกอนการข�น

รปมผลท�งกบการวางแผนการสรางฐานรองช�นงานและยงมผลตอการความเรยบของช�นงานดวย ซ� ง

เทคโนโลยท�ตองการฐานรองช�นงานจะประกอบไปดวย 2 ประเภทคอ Fused Deposition Modeling

(FDM) และ Stereolithography Apparatus (SLA) (Cho et al., 2000) ซ� ง รปแบบกระบวนการสราง

ช�นงานของท�ง 2 ประเภทน� จะมความแตกตางกน โดยการสรางช�นงานแบบ FDM จะใชเสนวสดท�เปน

ของแขง มาทาใหหลอมละลายและปอนเขามายงหวฉดท� เคล�อนท�ในแนวระนาบ ฉดลงมายงแทน

รองรบช�นงาน ดงแสดงในรปท� 2.14 สวน SLA จะใชวสดท�เปนของเหลวโดยจะใชแสงเลเซอรตก

กระทบมายงของเหลว ซ� งเปนของเหลวท�ไวตอแสงทาใหของเหลวแขงและยดตดกนเปนรปรางบน

ฐานรองรบช�นงานท�ละช�นจนไดช�นงานสาเรจ ดงแสดงในรปท� 2.15

รปท� 2.13 แสดงลกษณะทศทางการวางวตถกอนการสรางช�นงาน (Giannatsis & Dedoussis, ����)

 

 

 

 

 

 

 

 

34

รปท� 2.14 แสดงการข�นรปช�นงานแบบ FDM (P. M. Pandey, 2010)

รปท� 2.15 แสดงการข�นรปช�นงานแบบ SLA

(Kirschman, Jara-Almonte, Bagchi, Dooley, & Ogale, 1991)

 

 

 

 

 

 

 

 

35

ซ� งการสรางฐานรองช�นงานโดยใชกรรมวธการสรางตนแบบ แบบ Fused Deposition Modeling

(FDM) และ Stereolithography Apparatus (SLA) ซ� งไดมการคดคน ทดลอง และประยกต การสราง

ฐานรองช�นงานดวยกรรมวธท�งสองน� หลากหลาย โดย (Huang et al., ����) , (Kumar Chalasani et al.,

1995) และ (Ziemian & Crawn III, ����) จะสนใจในการสรางฐานรองช�นงานโดยกรรมวธแบบ FDM

ซ� ง (Huang et al., ����) จาทาการปรบปรงการสรางฐานรองช�นงานจากท�มลกษณะเปนผวตรงใหม

ลกษณะเปนผวเอยง โดยกรรมวธการคานวณความสมพนธของมมและดานเพ�อรองรบช�นงานไดอยาง

เหมาะสม เพ�อลดวสดท�นามาสรางฐานรองช�นงานโดยเปนการลดคาใชจายไปในตวดวยดงแสดงในรป

ท� 2.16 ทางดานของ (Kumar Chalasani et al., ����) จะเปนการแจกแจงแบงวธการสรางฐานรองช�นงาน

เพ�อการแบงช�นงานอยางรวดเรว โดยจะแบงออกเปน 3 วธการคอ สรางฐานรองช�นงานลอมรอบช�นงาน

ท�งหมด สรางฐานรองช�นงานในสวนของพ�นท�ท�ตองการฐานรองช�นงานเทาน�นและการสรางฐานรอง

ช�นงานท�เหมาะสมท�สดสาหรบช�นงาน โดยท�ง 3 วธกจะมวธท�แตกตางกนและในสวนของ(Ziemian &

Crawn III, ����)จะเปนการเนนในสวนของกระบวนการในการตดสนใจใจการสรางฐานรองช�นงานให

มความเหมาะสมกบกรรมวธในการสรางช�นงานคอกรรมวธ FDM เพ�อท�จะสามารถสรางฐานรอง

ช�นงานท�มความเหมาะสมกบช�นงานและเหมาะสมกบกรรมวธการสรางช�นงาน ซ� งทางดานกรรมวธ

กรรมวธของ Stereolithography Apparatus (SLA) ท�มผสนใจในการสรางช�นงานและฐานรองช�นงาน

ดวยกรรมวธน� จะเปนการสรางรปรางช�นงานและฐานรองช�นงานความเก�ยวเน�องระหวาง Computer

Aided Design ก บ SLA ภ า ย ใ ต ก ล ย ท ธ ข อ ง Clemson Intelligent Design Environment for

Stereolithography (CIDES). CIDES โดยท�งสองจะชวยประหยดเวลาของนกออกแบบและผผลตไดรบ

การสนบสนนท�ดท�สดโครงสรางท�ไมอยภายใตหรอมากกวาการออกแบบ ดงแสดงในรปท� 2.17

 

 

 

 

 

 

 

 

36

รปท� 2.16 แสดงการเปรยบเทยบระหวางฐานรองช�นงานท�มผวตรงและผวเอยง(Huang et al., ����)

รปท� 2.17 แสดงกลยทธของ CIDES(Kirschman et al., 1991)

 

 

 

 

 

 

 

 

37

นอกจากน�นยงม (Ossino, Barnett, Angeles, Pasini, & Sijpkes, ����) ทาการออกแบบฐานรอบช�นงาน

ของเหยอกใสเบยรโดยทาการพจารณาการสรางฐานรองช�นงาน 2 แบบคอ สรางฐานรองช�นงานแบบ

ครอบคลมช�นงานท� งหมด และสรางฐานรองช�นงานเฉพาะจดท�มความซบซอนและเส�ยงท�จะทาให

ช�นงานเกดการผดรป โดยขอสรปในการวจยคอ การสรางฐานรองช�นงานแบบครอบคลมช�นงาน

ท�งหมดสามารถทาไดงายกวาการสรางฐานรองในสวนท�มความซบซอน ดงแสดงในรปท� 2.18

รปท� 2.18 แสดงการสราง ฐานรองช�นงานของ เหยอกเบยร (Ossino et al., ����)

 

 

 

 

 

 

 

 

38

บทท� 3

การดาเนนงานวจย

บทน� นาเสนอการดาเนนงานวจยการวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงาน

ตนแบบรวดเรวดวยกรรมวธ Fused Deposition Manufacturing (FDM)

3.1 การดาเนนงานวจย

3.�.�. การวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานตนแบบรวดเรวดวยกรรมวธ

Fused Deposition Manufacturing (FDM) เปนการวเคราะหเพ�อหาทศทางในการจกวางวตถท� ม

ปรมาตรของฐานรองช�นงานต�าท�สดเพ�อใชเปนทศทางในการสรางช�นงานตนแบบรวดเรว

3.1.2 อปกรณและเคร�องมอท�ใชในการดาเนนงานวจย

อปกรณท�ใชในนการดาเนงงานวจยประกอบไปดวย

1.โปรแกรม SolidWorks 2011 ใชเพ�อสรางช�นงาน 3 มตสาหรบการทดลอง

2.โปรแกรม Visual Basic ใชเพ�อเขยนคาส�งวเคราะหกลองขอบเขตและฐานรองช�นงาน

รวมกบโปรแกรม SolidWorks

3.2 การวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานตนแบบรวดเรวดวยกรรมวธ

Fused Deposition Manufacturing (FDM)

เปนการวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานตนแบบรวดเรวดวยกรรมวธ Fused

Deposition Manufacturing (FDM) โดยใชเทคโนโลยทางคอมพวเตอรเขามาชวยวเคราะหทศทางการ

วางวตถในการสรางช�นงานตนแบบรวดเรวท�มปรมาตรฐานรองช�นงานนอยท�สด โดยประยกตใช

 

 

 

 

 

 

 

 

39

โปรแกรม Visual basic รวมกบโปรแกรม Solid works วเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสราง

ช�นงานตนแบบรวดเรวมปจจยนาเขา (Input) คอ ช�นงานตนแบบ 3 มต (3D Model) และปจจยนาออก

(Output) คอ ทศทางการสรางช�นงานตนแบบท�สงผลใหเกดฐานรองช�นงานท�มปรมาตร (Volume) นอย

ท�สด ดงรปท� 3.1 แสดงข�นตอนการดาเนนงานในการทดลองท�งหมด โดยเร�มจากการนาเขาช�นงาน

ตนแบบ 3 มต จากน�นสรางกลองขอบเขต (Create Bounding Box) เพ�อครอบคลมช�นงานตนแบบ 3 มต

ซ� งนาไปสการกาหนดฐานรองช�นงาน (Determining Support Structure) โดยการหกลบกลองขอบเขต

ดวยช�นงานตนแบบ 3 มต และนาสวนท�เหลอจากการหกลบกลองขอบเขตดวยช�นงาน 3 มต ไปทาการ

ว เคราะหฐานรองช�นงาน (Analyzing Support Structure) เพ�อหาทศทางการจดวางวตถท�มความ

เหมาะสมในการสรางช�นงานตนแบบ ซ� งจะทาการวเคราะหทศทางการจดวางวตถท�งหมด 6 ทศทาง

ไดแก ทศทาง x+, x-, y+, y-, z+ และ z- ตามลาดบ โดยในการวเคราะหช�นงานน� จะเลอกการสราง

ช�นงานตนแบบในทศทางท� กอใหเกดฐานรองช�นงานท�มปรมาตรต�าสด ซ� งในรปท� 3.2 จะแสดง

กระบวนการวเคราะหโดยละเอยด

 

 

 

 

 

 

 

 

40

รปท� 3.1 แสดงข�นตอนการดาเนนท�งหมด

 

 

 

 

 

 

 

 

41

รปท� 3.2 แสดงข�นตอนการดาเนนงานอยางละเอยด

สรางกลองขอบเขต

กาหนดฐานรอง

ช�นงาน

วเคราะหฐานรอง

ช�นงาน

 

 

 

 

 

 

 

 

42

โดยในรปท� 3.6 แสดงข�นตอนการดาเนนงานอยางระเอยด โดยเร�มจากการสรางช�นงาน 3 มต ทาการ

หมนช�นงาน 3 มต จากน�นสรางกลองขอบเขต และหกเน�อกลองขอบเขตออกดวยช�นงาน 3 มต ทาการ

ตรวจสอบฐานรองช�นงานจากช�นสวนท�เหลอจากการหกเน�อกลองกลองขอบเขตออกดวยช�นงาน 3 มต

หากช�นงานท�ตรวจสอบเปนฐานรองช�นงาน ทาการคานวณปรมาตรฐานรองช�นงานและหมนช�นงาน

เพ�อวเคราะหในทศทางตอไป หากช�นงานท�ตรวจสอบไมเปนฐานรองช�นงาน จะทาการหมนช�นงานเพ�อ

วเคราะหในทศทางถดไปทนท ซ� งถาหากมการหมนทศทางการจดวางวตถ 6 ทศทางแลว (คา i = 6) จะ

นาปรมาตรท�ไดจากการวเคราะหในแตละทศทางท�งหมด 6 ทศทาง ทาการเปรยบเทยบเพ�อหาทศทางท�

มปรมาตรฐานรองช�นงานตาสดเพ�อใชเปนทศทางในการสรางช�นงานตนแบบรวดเรว

3.2.1 การสรางช�นงานในรปแบบ 3 มต (Creating 3D Model) ในข�นตอนน� เปนการสราง

แบบจาลองช�นงาน 3 มต ดวยโปรแกรมทางคอมพวเตอรเพ�อใชเปนช�นงานทดลอง ดงแสดงในรปท� 3.3

รปท� 3.3 แสดงตวอยางช�นงาน 3 มตท�ออกแบบจากโปรแกรมทางคอมพวเตอร

3.2.2 การสรางกลองขอบเขต (Creating Bounding Box) กลองขอบเขตหมายถง กลองส� เหล�ยม

ท�มขนาดเลกท�สด ท�สามารถครอบคลมช�นงานไดโดยท�ไมมสวนใดของช�นงานเกนขอบเขต เปนการ

สรางเพ�อครอบคลมช�นงาน 3 มต และหกลบช�นงาน 3 มตออกจากกลองขอบเขต เพ�อทาการวเคราะห

 

 

 

 

 

 

 

 

43

ฐานรองช�นงานจากช�นสวนท�เหลอจากการหกช�นงาน 3 มต ออกจากกลองขอบเขตโดยลกษณะของ

กลองขอบเขตแสดงดงรปท� 3.4

รปท� 3.4 แสดงตวอยางกลองขอบเขตท�สรางข�นจากโปรแกรมคอมพวเตอร

3.2.3 การกาหนดฐานรองช�นงาน (Determining Support Structure) ข�นตอนน� จะเปนการ

กาหนดฐานรองช�นงานโดยการหกลบ (Subtract) กลองขอบเขตดวยแบบจาลองช�นงานตนแบบดง

แสดงในรปท� 3.5 และ แสดงดงสมการท� 1

รปท� 3.5 แสดงการหกลบช�นงาน 3 มต ออกจากการกลองขอบเขต

 

 

 

 

 

 

 

 

44

βBB – β3D = βst (1)

เม�อ βBB กลองขอบเขต

β3D = แบบจาลองช�นงานตนแบบ

βst = สวนท�คงเหลอของกลองขอบเขต

โดย βst ( P(xi,yi,zi) ) คอจดมมท�จะถกนาไปวเคราะหฐานรองช�นงานตอไป

เม�อ xi = พกดตาแหนงแกน x ของจดท� i

yi = พกดตาแหนงแกน y ของจดท� i

zi = พกดตาแหนงแกน z ของจดท� i

i = 1 , 2 . . . , n

n = จานวนมมท�งหมดของ βst

3.2.4 การวเคราะหสวนท�เปนฐานรองช�นงาน (Analyzing Support Structure) ข�นตอนน� เปน

ข�นตอนการวเคราะหจากสวนท�คงเหลอของกลองขอบเขต βBB ท�ถกลบดวยช�นงาน β3D จดพกดของ

สวนท�คงเหลอจะถกนามาวเคราะห โดยสนใจทศทางการจดวางวตถท�ไมมสรางฐานรองช�นงานหรอ

ฐานรองช�นงานจะตองมปรมาตรท�ต�าท�สด

3.2.4.1 การตรวจสอบสวนท�เปนฐานรองช�นงาน (Checking Support Area) ข�นตอนน�จะ

เปนการตรวจสอบระนาบของช�นสวนท�นาเขามาตรวจสอบ และนาคาระนาบท�ไดจากการตรวจสอบ

เปรยบเทยบกบคาระนาบของกลองขอบเขต โดยตรวจสอบตามเง�อนไขดงแสดงในตารางท� 3.2 เพ�อ

ตรวจสอบความเปนฐานรองช�นงานตอไป

 

 

 

 

 

 

 

 

45

ตารางท� 3.1 เง�อนไขการตรวจสอบลกษณะพ�นท�ท�เปนฐานรองช�นงาน

การหกลบ

ช�นงาน

กรณการ

ตรวจสอบ

เง�อนไขการตรวจสอบ ผลการตรวจสอบ รปรางฐานรอง

ช�นงาน

If MaxØ1 {βst} = MaxØ1

{βBB}

βst ไมเปน

ฐานรองช�นงาน ไมม

If MinØ1 {βst} = MinØ1 {βBB}

βst เปนฐานรอง

ช�นงาน

If MaxØ1 {βst} <= MaxØ1

{βBB} and

MaxØ2 {βst} <= MaxØ2 {βBB}

βst เปนฐานรอง

ช�นงาน

If MaxØ1 {βst}

<=MaxØ1{βBB} and

MinØ1 {βst} >= MinØ1 {βBB}

βst เปนฐานรอง

ช�นงาน

 

 

 

 

 

 

 

 

46

If “E” is a space

then MaxØ1 {E} <= MaxØ1

{βBB} and MinØ1 {E} >=

MinØ1 {βBB}

บรเวณใต( E )

เปนฐานรอง

ช�นงาน

เม�อ

Max Ø1 = จดสงสดในแนวแกน Ø1

Max Ø2 = จดสงสดในแนวแกน Ø2

Min Ø1 = จดต�าสดในแนวแกน Ø1

Min Ø2 = จดต�าสดในแนวแกน Ø2

Ø1 = x±, y±, z±

Ø2 = x±, y±, z±

= กลองขอบเขต (βBB

) และ ช�นงาน (β3D)

= สวนท�เหลอจากกลองขอบเขต (βst)

= ชองวาง (E)

 

 

 

 

 

 

 

 

47

ในตารางท� 3.2 ช�นงานจะถกหมนไปในทกทศทางท�งหมด 6 ทศทาง คอ ทศทาง x+, x-, y+, y-,

z+ และ z- ตามลาดบกอนท�จะทาการวเคราะหปรมาตรฐานรองช�นงาน จากการวเคราะหทาใหสามารถ

ระบสวนท�เปนและไมเปนฐานรองช�นงานได โดยสวนท�ถกวเคราะหวาเปนฐานรองช�นงานจะถกนาไป

คานวณปรมาตร เพ�อเปรยบเทยบกบฐานรองช�นงานท�เกดข�นกบการจดวางวตถในทศทางอ�น การจดวาง

ในทศทางท�มปรมาตรฐานรองช�นงานต�าท�สดจะถกเลอกเปนทศทางการจดวางวตถ เพ�อข�นรปช�นงาน

ตนแบบ โดยหากมทศทางการข�นรปท�กอใหเกดปรมาตรฐานรองช�นงานต�าสดเทากนจะพจารณาจานวน

ของฐานรองช�นงาน ทศทางการข�นรปท�มจานวนฐานรองช�นงานท�นอยท�สดจะเปนทศทางท�ถกเลอกใน

การจดวางช�นเพ�อการข�นรปช�นงานตนแบบตอไป

3.2.4.2 การคานวณปรมาตรของฐานรองช�นงาน (Calculating volume support area)

ข�นตอนน�คานวณหาปรมาตรช�นสวนท�ผานการตรวจสอบมาแลววาช�นสวนดงกลาวเปนฐานรองช�นงาน

ซ�งในการดาเนนงานในข�นตอนน� เปนการคานวณปรมาณของช�นงานออกมา ซ� งขอมลจะถกบนทกไว

3.2.4.3 การเปรยบเทยบขอมล (Comparison data each direction) ในข�นตอนน� จะเปน

การนาปรมาตรฐานรองช�นงานในแตละทศทางเปรยบเทยบกน เพ�อหาทศทางท�มปรมาตรฐานรอง

ช�นงานต�าสดเปนทศทางการข�นรปช�นงานตนแบบรวดเรว

 

 

 

 

 

 

 

 

48

บทท� 4

ผลการดาเนนงาน

บทน�นาเสนอผลการดาเนนการวจย ของการวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงาน

ตนแบบรวดเรวดวยกรรมวธ Fused Deposition Manufacturing (FDM) ซ� งมผลการดาเนนงานดงน�

4.1 ผลการวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานตนแบบรวดเรวดวย

กรรมวธ Fused Deposition Manufacturing (FDM)

การวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานตนแบบรวดเรวดวยกรรมวธ Fused

Deposition Manufacturing (FDM) สามารถแสดงโดยผานกรณศกษา 2 กรณดงตอไปน�

4.1.1 กรณศกษาท� 1

รปท� 4.1 แสดงช�นงาน � มต ในกรณศกษาท� 1

 

 

 

 

 

 

 

 

49

ช�นงาน � มต (�D-CAD Model) ท�นามาวเคราะหการจดวางวตถแสดงในรปท� 4.1 มขนาดเทากบ

35x45x30 mm ปรมาตร 8.11x104 mm� โดยมขนาดกลองขอบเขตเทากบ 35x45x30 mm ปรมาตร

4.73x104 mm� เม�อทาการหกเน� อช�นงาน (β�D ) ออกจากกลองขอบเขต (βBB) จะเหลอช�นสวน

ภายหลงจากการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขตจานวน 3 ช�น ซ� งมปรมาตรรวมของของสวนท�

เหลอ (βst) เทากบ 1.34x104 mm� ซ� งลกษณะฐานรองช�นงานท�เกดข�นจะมลกษณะท�แตกตางกนในแต

ละทศทางการจดวางช�นงาน ซ� งจะประกอบไปดวย 6 ทศทางคอ x+, x-, y+, y-, z+ และ z- ตามลาดบ ซ� ง

แสดงดงตอไปน�

การจดวางช�นงานใน ทศทาง y+ และ y- (แสดงวธการวเคราะหในภาคผนวก ค)

สรางแบบจาลองช�นงาน 3 มต เพ�อใชเปนช�นงานทดลอง แสดงในรปท� 4.2

รปท� 4.2 แสดงช�นงาน 3 มตในทศทางแกน y+ และ y-

สรางกลองขอบเขตครอบคลมช�นงาน 3 มต (แสดงคาส�งการสรางในภาคผนวก ข) เพ�อเตรยมหก

ลบดวยช�นงาน 3 มตออกจากกลองขอบเขต เพ�อทาการวเคราะหฐานรองช�นงานจากช�นสวนท�เหลอจาก

การหกช�นงาน 3 มต ออกจากกลองขอบเขตโดยลกษณะของกลองขอบเขตแสดงดงรปท� 4.3

 

 

 

 

 

 

 

 

50

รปท� 4.3 แสดงกลองขอบเขตของรปช�นงาน 3 มต

การกาหนดฐานรองช�นงาน (Determining Support Structure) ข�นตอนน� จะเปนการกาหนดฐานรอง

ช�นงานโดยการหกลบ (Subtract) กลองขอบเขตดวยแบบจาลองช�นงานตนแบบดงแสดงในรปท� 4.4

และ 4.5

รปท� 4.4 แสดงการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขต

 

 

 

 

 

 

 

 

51

รปท� 4.5 แสดงสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขต

จากน�นทาการวเคราะหช�นสวนท�คงเหลอของกลองขอบเขต βBB ท�ถกลบดวยช�นงาน β3D โดย

สนใจทศทางการจดวางวตถท�ไมตองสรางฐานรองช�นงานหรอฐานรองช�นงานท�มปรมาตรท�ต �าท�สด

(แสดงคาส�งการวเคราะหในภาคผนวก ข)

ทาการตรวจสอบระนาบของช�นสวนท�นาเขามาตรวจสอบ และนาขอมลท�ไดจากการตรวจสอบ

เปรยบเทยบกบขอมลจดมมของกลองขอบเขต โดยตรวจสอบตามเง�อนไขดงแสดงในตารางท� � เพ�อ

ตรวจสอบความเปนฐานรองช�นงานตอไป โดยในรปท� 4.6 และ 4.7 แสดงตาแหนงของฐานรองช�นงาน

จากช�นสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงาน 3 มต ออกจากกลองขอบเขต และรปรางฐานรองช�นงาน

รปท� 4.6 แสดงตาแหนงของฐานรองช�นงานบนช�นสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงาน

ออกจากกลองขอบเขต

 

 

 

 

 

 

 

 

52

รปท� 4.7 แสดงรปทรงฐานรองช�นงานท�เกดข�นในทศทางการสรางช�นงานในแนวแกน y+ และ y-

โดยเม�อทาการวเคราะหทศทางการจดวางวตถและปรมาตรฐานรองช�นงานครบ 6 ทศทาง สามารถ

แสดงไดในตารางท� 4.4 (แสดงคาส�งการหาปรมาตรในภาคผนวก ข)

 

 

 

 

 

 

 

 

53

ตารางท� 4.1 การจาแนกฐานรองช�นงานในแตละทศทางการข�นรป

ทศทางการจดวางช�นงาน ตาแหนงฐานรอง

ช�นงาน

ลกษณะฐานรองช�นงาน ปรมาตรฐานรอง

ช�นงาน(mm3)

ทศทาง x+ และ x-

1.19x104

ทศทาง y+ และ y-

6.31x103

ทศทาง z+ และ z-

ไมมฐานรองช�นงาน 0

 

 

 

 

 

 

 

 

54

ผลจากการวเคราะหปรมาตรของฐานรองช�นงานในแตละแนวแกนการข�นรปแสดงในตารางท�

4.4 พบวา ทศทางการสรางช�นงานท�มปรมาตรของฐานรองช�นงานต�าท�สดไดแก ทศทาง z+ และ z- ซ� ง

ไมมปรมาตรฐานรองช�นงาน รองลงมาคอทศทาง y+ และ y- มปรมาตรฐานรองช�นงานเทากน เทากบ

�.��x��� mm� และทศทาง x+ และ x- ปรมาตรฐานรองช�นงานเทากน เทากบ 1.19x104 mm� ตามลาดบ

ดงน� น ทศทางการสรางช�นงานตวอยางในแนวแกน z+ และ z- เปนทศทางท�เหมาะสมในการข�นรป

ช�นงานตวอยาง เน�องจากมปรมาตรฐานรองช�นงานท�ต�าท�สด โดยจะสงผลตอปรมาณการใชวตถต�งตน

ในการสรางช�นงานตนแบบรวดเรวท�นอยสด

4.1.2 กรณศกษาท� 2

รปท� 4.8 แสดงช�นงาน 3 มต ในตวอยางท� 2

ช�นงาน � มต (�D-CAD Model) ท�นามาวเคราะหการจดวางวตถแสดงในรปท� 4.8 มขนาดเทากบ

92x32x60 mm ปรมาตร 1.11x105 mm� โดยมขนาดกลองขอบเขตเทากบ ��x���x�� mm ปรมาตร

1.77x105 mm� เม�อทาการหกเน� อช�นงาน (β�D ) ออกจากกลองขอบเขต (βBB) จะเหลอช�นสวน

ภายหลงจากการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขตจานวน 4 ช�น ซ� งมปรมาตรรวมของของสวนท�

เหลอ (βst) เทากบ 6.60x104 mm� ซ� งลกษณะฐานรองช�นงานท�เกดข�นจะมลกษณะท�แตกตางกนตามแต

 

 

 

 

 

 

 

 

55

ละทศทางการจดวางช�นงาน ซ� งจะประกอบไปดวย � ทศทางคอ x+, x-, y+, y-, z+ และ z- ตามลาดบ ซ� ง

แสดงดงตอไปน�

การจดวางช�นงานในทศทาง y+ (แสดงวธการวเคราะหในภาคผนวก ค)

สรางแบบจาลองช�นงาน 3 มต เพ�อใชเปนช�นงานทดลอง ดงในรปท� 4.9

รปท� 4.9 แสดงช�นงาน 3 มตในทศทางแกน y+

สรางกลองขอบเขตครอบคลมช�นงาน 3 มต (แสดงคาส�งการสรางในภาคผนวก ข) เพ�อเตรยมหก

ลบดวยช�นงาน 3 มตออกจากกลองขอบเขต เพ�อทาการวเคราะหฐานรองช�นงานจากช�นสวนท�เหลอจาก

การหกช�นงาน 3 มต ออกจากกลองขอบเขตโดยลกษณะของกลองขอบเขต แสดงดงรปท� 4.10

 

 

 

 

 

 

 

 

56

รปท� 4.10 แสดงกลองขอบเขตของรปช�นงาน 3 มต

การกาหนดฐานรองช�นงาน (Determining Support Structure) ข� นตอนน� จะเปนการกาหนด

ฐานรองช�นงานโดยการหกลบ (Subtract) กลองขอบเขตดวยแบบจาลองช�นงานตนแบบดงแสดงในรป

ท� 4.11 และ 4.12

รปท� 4.11 แสดงการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขต

 

 

 

 

 

 

 

 

57

รปท� 4.12 แสดงสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขต

ทาการวเคราะหช�นสวนท�คงเหลอของกลองขอบเขต βBB ท� ถกลบดวยช�นงาน β3D โดยสนใจทศ

ทางการจดวางวตถท�ไมตองสรางฐานรองช�นงานหรอฐานรองช�นงานท�มปรมาตรท�ต �าท�สด (แสดงคาส�ง

การวเคราะหในภาคผนวก ข)

ทาการตรวจสอบระนาบของช�นสวนท�นาเขามาตรวจสอบ และนาขอมลท�ไดจากการตรวจสอบ

เปรยบเทยบกบขอมลจดมมของกลองขอบเขต โดยตรวจสอบตามเง�อนไขดงแสดงในตารางท� � เพ�อ

ตรวจสอบความเปนฐานรองช�นงานตอไป โดยในรปท� 4.13 และ 4.14 แสดงตาแหนงของฐานรอง

ช�นงานจากช�นสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงาน 3 มต ออกจากกลองขอบเขต และรปรางฐานรอง

ช�นงาน โดยเม�อทาการวเคราะหทศทางการจดวางวตถและปรมาตรฐานรองช�นงานครบ � ทศทาง

สามารถแสดงไดในตารางท� �.� (แสดงคาส�งการหาปรมาตรในภาคผนวก ข)

 

 

 

 

 

 

 

 

58

รปท� 4.13 แสดงตาแหนงของฐานรองช�นงานบนช�นสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงาน

ออกจากกลองขอบเขต

รปท� 4.14 แสดงรปทรงฐานรองช�นงานท�เกดข�นในทศทางการสรางช�นงานในแนวแกน y+

 

 

 

 

 

 

 

 

59

ตารางท� 4.2 สรปการจาแนกฐานรองช�นงานในแตละทศทางการข�นรป

ทศทางการข�นรปช�นงาน ตาแหนงฐานรอง

ช�นงาน

ลกษณะฐานรอง

ช�นงาน

ปรมาตรฐานรอง

ช�นงาน (mm3)

ทศทาง x+

1.89x104

ทศทาง x-

3.86x104

ทศทาง y+

3.08x104

ทศทาง y-

4.05x104

 

 

 

 

 

 

 

 

60

ทศทาง z+

2.55x104

ทศทาง z-

2.55x104

ผลจากการวเคราะหปรมาตรของฐานรองช�นงานในแตละแนวแกนการข�นรปแสดงในตารางท�

4.5 พบวา ทศทางการสรางช�นงานท�มปรมาตรของฐานรองช�นงานต�าท�สดไดแก ทศทาง y+ ซ� งม

ปรมาตรฐานรองช�นงานเทากน คอ �.89x��4 mm� รองลงมาคอทศทางz+ และ ทศทาง z- มปรมาตร

ฐานรองช�นงานเทากบ �.�5x��4 mm�, ทศทาง y+ ปรมาตรฐานรองช�นงานเทากบ 3.08x104 mm� ,

ทศทาง x- ปรมาตรฐานรองช�นงานเทากบ 3.86x104 mm�และทศทาง y- ปรมาตรฐานรองช�นงานเทากบ

4.05x104 mm3 ตามลาดบ ดงน� น ทศทางการสรางช�นงานตวอยางในแนวแกน x+ จะเปนทศทางท�

เหมาะสมในการข�นรปช�นงานตวอยาง เน�องจากมปรมาตรฐานรองช�นงานท�ต �าท�สด โดยจะสงผลตอ

ปรมาณการใชวตถต�งตนในการสรางช�นงานตนแบบรวดเรวท�นอยสด

 

 

 

 

 

 

 

 

61

บทท� 5

สรปและขอเสนอแนะ

บทน� เสนอการสรปผลของการวจย การศกษาความสมพนธระหวางความสง พ�นท�หนาตด และ

ระยะเวลาในการสรางช�นงานและการวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานตนแบบ

รวดเ รวดวยกร รมว ธ Fused Deposition Manufacturing (FDM) ป ระโยชนของงา นวจย รวมถง

ขอเสนอแนะในงานวจยตอไป

5.1 สรปผลการวจย

ในการวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานตนแบบรวดเรวดวยกรรมวธ Fused

Deposition Manufacturing (FDM) โดยการใช โปรแกรม Solid works รวมกบ โปรแกรม Visual basic

ชวยในการวเคราะหรปทรง 3 มต โดยทฤษฎการหกเน�อวสดออก แลววเคราะหโดยการใชจดมมของ

ช�นงานเพ�อตรวจสอบความเปนฐานรองช�นงาน เพ�อวเคราะหหาทศทางท�มฐานรองช�นงานท�มปรมาตร

ต�าสดเปนทศทางในการข�นรปช�นงานตอไป

5.1.1 การวเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานตนแบบรวดเรวดวยกรรมวธ

Fused Deposition Manufacturing (FDM)

การวเคราะหทศทางการจดวางช�นงานตนแบบ โดยการวเคราะหสวนท�เหลอของกลอง

ขอบเขตของช�นงาน ทาใหสามารถระบรปรางฐานรองช�นงานและปรมาณการใชวตถต� งตน ซ� งการ

วเคราะหการจดวางวตถและทศทางการสรางช�นงานตนแบบรวดเรวดวยกรรมวธ Fused Deposition

Manufacturing (FDM) ทาการวเคราะหช�นงาน 3 มตดวยวธแบบก�งอตโนมต ซ� งทศทางท�มปรมาตรของ

ฐานรองช�นงานต�าท�สดจะเปนทศทางท�ถกเลอกเพ�อใชสรางช�นงานตนแบบจรง

 

 

 

 

 

 

 

 

62

5.2 ประโยชนท�จะไดรบ

1.เปนองคความรในงานวจยดานการสรางตนแบบรวดเรว

2.สามารถวางแผนการสรางช�นงานในการสรางตนแบบรวดเรวในทศทางท�เหมาะสม เพ�อลด

เวลาการสรางตนแบบและประหยดวตถต�งตน

3.เปนแนวทางในการประยกตการใชโปรแกรมในการวเคราะหเพ�อเพ�มความถกตองแมนยาและ

ประหยดเวลา

5.3 ขอเสนอแนะในการทางานวจยตอไป

1.การวเคราะหรปรางฐานรองช�นงานไดหลากหลายย�งข�น

2.สรางโปรแกรมท�สามารถวเคราะหช�นงานไดหลากหลายรปทรง

3.สรางโปรแกรมท�สามารถวเคราะหไดเปนอตโนมต

4.ใชระยะเวลาเปนเง�อนไขในการวเคราะหทศทางการสรางช�นงาน

 

 

 

 

 

 

 

 

63

รายการอางอง

Byun, H.-S., & Lee*, K. H. (2005). Determination of the optimal part orientation in layered

manufacturing using a genetic algorithm. International journal of production research,

43(13), 2709-2724.

Cao, W., & Miyamoto, Y. (2003). Direct slicing from AutoCAD solid models for rapid prototyping.

The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 21(10-11), 739-742.

Chan, C., & Tan, S. (2001). Determination of the minimum bounding box of an arbitrary solid: an

iterative approach. Computers & Structures, 79(15), 1433-1449.

Cho, I., Lee, K., Choi, W., & Song, Y.-A. (2000). Development of a new sheet deposition type rapid

prototyping system. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 40(12),

1813-1829.

Giannatsis, J., & Dedoussis, V. (2007). Decision support tool for selecting fabrication parameters in

stereolithography. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,

33(7-8), 706-718.

Guo, K. B., Zhang, L. C., Wang, C. J., & Huang, S. H. (2006). Boolean operations of STL models

based on loop detection. The International Journal of Advanced Manufacturing

Technology, 33(5-6), 627-633. doi: 10.1007/s00170-006-0487-5

Hua, Z., Leea, K., & Hurb, J. (2002). Determination of optimal build orientation for hybrid rapid-

prototyping. Journal of Materials Processing Technology 130–131 (2002) 378–383.

Huang, X., Ye, C., Wu, S., Guo, K., & Mo, J. (2008). Sloping wall structure support generation for

fused deposition modeling. The International Journal of Advanced Manufacturing

Technology, 42(11-12), 1074-1081. doi: 10.1007/s00170-008-1675-2

 

 

 

 

 

 

 

 

64

Hur, J., & Lee, K. (1998). The development of a CAD environment to determine the preferred build-

up direction for layered manufacturing. The International Journal of Advanced

Manufacturing Technology, 14(4), 247-254.

Karim, K. F., Hazry, D., Zulkifli, A. H., Ahmed, S. F., Joyo, M. K., Razlan, Z. M., . . . Bakar, S. A.

(2006). FEATURE-BASED SUPPORT GENERATION FOR OPTIMUM PART

DEPOSITION ORIENTATION IN FDM. ARPN Journal of Engineering and Applied

Sciences, 9.

Kirschman, C., Jara-Almonte, C., Bagchi, A., Dooley, R., & Ogale, A. (1991). Computer aided design

of support structures for stereolithographic components. Paper presented at the

Proceedings of the 1991 ASME Computers in Engineering Conference.

Kumar Chalasani, S. I., Minneapolis,USA., Larry Jones, S., Cincinnati,USA., & Larry Roscoe, S. I.,

Minneapolis,USA. (1995). Support Generation for Fused Deposition Modeling. 229-241.

Kumar, V., & Dutta, D. (1997). An assessment of data formats for layered manufacturing. Advances

in Engineering Software, 28(3), 151-164.

MIHAIELA, I., Department, M. T., Bucharest, P. U. o., Street, S. I. n., & ROMANIA. Design and

Rapid Prototyping–Main Steps in Product Development.

Mishra, A. K., & Thirumavalavan, S. (2014). A Study of Part Orientation in Rapid Prototyping.

Middle-East Journal of Scientific Research, 20(9), 1197-1201.

Ossino, A., Barnett, E., Angeles, J., Pasini, D., & Sijpkes, P. (2009). Path planning for robot-assisted

rapid prototyping of ice structures. Transactions of the Canadian Society for Mechanical

Engineering, 33(4), 689.

Pandey, P., Venkata Reddy, N., & Dhande, S. (2007). Part deposition orientation studies in layered

manufacturing. Journal of Materials Processing Technology, 185(1), 125-131.

Pandey, P. M. (2010). RAPID PROTOTYPING TECHNOLOGIES, APPLICATIONS AND PART

DEPOSITION PLANNING. Retrieved October, 15.

 

 

 

 

 

 

 

 

65

Pham, D. T., & Gault, R. S. (1998). A comparison of rapid prototyping technologies. International

Journal of Machine Tools and Manufacture, 38(10–11), 1257-1287. doi:

http://dx.doi.org/10.1016/S0890-6955(97)00137-5

Soonanon, P., & Koomsap, P. (2009). Towards direct transformation of orthographic-view drawings

into a prototype. Virtual and Physical Prototyping, 4(2), 75-90.

Yan, X., & Gu, P. (1996). A review of rapid prototyping technologies and systems. Computer-Aided

Design, 28(4), 307-318. doi: http://dx.doi.org/10.1016/0010-4485(95)00035-6

Ziemian, C., & Crawn III, P. (2001). Computer aided decision support for fused deposition modeling.

Rapid prototyping journal, 7(3), 138-147.

เบาทอง, ธ. (2555). การระบความสมพนธของเสนโครงรางเพ�อวางแผนเสนทางการเคล�อนท�ของ

เคร�องมอในกรรมวธการสรางตนแบบรวดเรว.

พทยชวาล, ป., & เบาทอง, ธ. (2556). การวางแผนเสนทางการเคล�อนท�ของเคร�องมอในเทคโนโลยการ

สรางตนแบบรวดเรวจากความสมพนธของเสนโครงราง. วารสารวชาการ วศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยอบลราชธาน ฉบบท� 1 ปท� 6 ประจาเดอนมกราคม-มถนายน 2556, 61-69.

วรวฒ, ว., ทรงคณ, ศ., & ปรญญา, พ. (2549). เทคโนโลยการสรางตนแบบรวดเรว Rapid Prototyping

Technology.

 

 

 

 

 

 

 

 

66

ภาคผนวก ก

การประมวลผลดวยโปรแกรม Visual Basic

 

 

 

 

 

 

 

 

67

ก.1 การประมวลผลดวยโปรแกรม Visual Basic รวมกบ โปรแกรม Solid works เพ�อ

วเคราะหการจดวางทศทางของช�นงาน

ในสวนน�จะแสดงการสรางกลองส�เหล�ยมเพ�อใชเปนกลองขอบเขต โดยการใชโปรแกรม Visual

Basic รวมกบ Solid works ดวยการปอนขอมลนาเขาซ� งประกอบ จดเร�มตน แนวแกน และขนาดของ

ช�นงาน ผานโปรมแกรม Visual Basic เพ�อสรางกลองส� เหล�ยมในโปรแกรม Solid works, การวเคราะห

จกมมของช�นงาน, การตรวจสอบลกษณะเสนขอบ และการหาปรมาตรของช�นงาน

1. ปอนขอมลนาเขาเพ�อสรางกลองขอบเขตดงแสดงในรปท� ก.1

รปท� ก.1 แสดงการปอนขอมลขอมลนาเขาเพ�อสรางกลองขอบเขต

2. ผลลพธการสรางกลองขอบเขตดงแสดงในรปท� ก.2

 

 

 

 

 

 

 

 

68

รปท� ก.2 แสดงผลลพธจากการสรางกลองขอบเขต

3. ผลลพธจากการวเคราะหจดมมของช�นงานดงแสดงในรปท� ก.3

รปท� ก.3 แสดงการวเคราะหจดมมของช�นงาน

4. การบนทกขอมลดวยโปรแกรม Visual Basic ดงแสดงในรป ก.4

รปท� ก.4 แสดงการจดเกบขอมลจดมมของช�นงาน

 

 

 

 

 

 

 

 

69

5. ผลลพธของการตรวจสอบชนดของเสนบนพ�นผวช�นงานดวยโปรแกรม Visual Basic ดง

แสดงในรปท� ก.5

รปท� ก.5 แสดงการตรวจสอบลกษณะเสนขอบบนพ�นผวช�นงาน

6. ผลลพธจากการคานวณปรมาตรของช�นงานดวยโปรแกรม Visual Basic ดงแสดงในรปท�

ก.6

รปท� ก.6 แสดงผลการคานวณปรมาตรของช�นงาน

 

 

 

 

 

 

 

 

70

7. ผลลพธการจดเกบขอมลปรมาตรดวย Visual Basic ดงแสดงในรปท� ก.7

รปท� ก.7 แสดงการจดเกบขอมลปรมาตรของช�นงาน

 

 

 

 

 

 

 

 

71

ภาคผนวก ข

โปรแกรม Visual Basic

 

 

 

 

 

 

 

 

72

ข.1 คาส�งในการสรางกลองส�เหล�ยม

Sub main()

Dim swapp As SldWorks.SldWorks

Dim swmodel As SldWorks.ModelDoc2

Dim swmodeler As SldWorks.Modeler

Set swapp = Application.SldWorks

Set swmodel = swapp.ActiveDoc

Set swmodeler = swapp.GetModeler

'Define box

Dim nBox1Param(8) As Double

nBox1Param(0) = InputBox("Please input your Center (X) :")

nBox1Param(1) = InputBox("Please input your Center (Y) :")

nBox1Param(2) = InputBox("Please input your Center (Z) :")

' Axis

nBox1Param(3) = InputBox("Axis to Extruded (X) :")

nBox1Param(4) = InputBox("Axis to Extruded (Y) :")

nBox1Param(5) = InputBox("Axis to Extruded (Z) :")

' Width

nBox1Param(6) = InputBox("Please input your dimension Width (X) :")

' Length

nBox1Param(7) = InputBox("Please input your dimension Height (Y) :")

'Height

 

 

 

 

 

 

 

 

73

nBox1Param(8) = InputBox("Please input your dimension Length (Z) :")

'Create box temporary body

Dim swBox1Body As SldWorks.Body2

Set swBox1Body = swmodeler.CreateBodyFromBox(nBox1Param)

'Check body for faults

Call CheckBody(swBox1Body)

'Display body

swBox1Body.Display3 swmodel, RGB(200, 0, 0), swTempBodySelectOptionNone

'Repeat

Dim nBox2Param(8) As Double

nBox2Param(0) = InputBox("Please input your Center (X) Again!! :")

nBox2Param(1) = InputBox("Please input your Center (Y) Again!!:")

nBox2Param(2) = InputBox("Please input your Center (Z) Again!! :")

' Axis

nBox2Param(3) = InputBox("Axis to Extruded (X) Again!! :")

nBox2Param(4) = InputBox("Axis to Extruded (Y) Again!! :")

nBox2Param(5) = InputBox("Axis to Extruded (Z) Again!! :")

' Width

nBox2Param(6) = InputBox("Please input your dimension Width (X) Again!! :")

 

 

 

 

 

 

 

 

74

' Length

nBox2Param(7) = InputBox("Please input your dimension Height (Y) Again!! :")

'Height

nBox2Param(8) = InputBox("Please input your dimension Length (Z) Again!! :")

'Create box temporary body

Dim swBox2Body As SldWorks.Body2

Set swBox2Body = swmodeler.CreateBodyFromBox(nBox2Param)

'Check body for faults

Call CheckBody(swBox2Body)

'Display body

swBox2Body.Display3 swmodel, RGB(200, 0, 0), swTempBodySelectOptionNone

'Add bodies

Dim vBodies As Variant

Dim IngErrors As Long

vBodies = swBox2Body.Operations2(SWBODYADD, swBox1Body, IngErrors)

If IngErrors <> 0 Then

Debug.Print "Boolean operation error: " & IngErrors & vbCrLf & "ending"

End

End If

'Turn

 

 

 

 

 

 

 

 

75

Dim swPart As SldWorks.PartDoc

Set swPart = swmodel

swPart.CreateFeatureFromBody3 vBodies(0), False, 0

End Sub

Sub CheckBody(body As SldWorks.Body2)

Dim swFaultEnt As SldWorks.FaultEntity

Dim i As Integer

Set swFaultEnt = body.Check3

If swFaultEnt.Count <> 0 Then

Debug.Print "Fauts detected."

For i = 0 To swFaultEnt.Count - 1

Debug.Print "Error code: " & swFaultEnt.ErrorCode(i)

Next i

Debug.Print "Ending."

End If

End Sub

 

 

 

 

 

 

 

 

76

ข.3 คาส�งในการหาปรมาตรของช�นงาน

Option Explicit

Public Enum swMassPropertiesStatus_e

swMassPropertiesStatus_OK = 0

swMassPropertiesStatus_UnknownError = 1

swMassPropertiesStatus_NoBody = 2

End Enum

Public Enum swUserPreferenceToggle_e

swUpdateMassPropsDuringSave = 30

End Enum

Sub main()

Dim swApp As SldWorks.SldWorks

Dim swModel As SldWorks.ModelDoc2

Dim swModelExt As SldWorks.ModelDocExtension

Dim swAssy As SldWorks.AssemblyDoc

Dim swSelMgr As SldWorks.SelectionMgr

Dim swComp As SldWorks.Component2

Dim nStatus As Long

Dim vMassProp As Variant

Set swApp = CreateObject("SldWorks.Application")

 

 

 

 

 

 

 

 

77

Set swModel = swApp.ActiveDoc

Set swModelExt = swModel.Extension

vMassProp = swModelExt.GetMassProperties(1, nStatus)

'Debug.Print "ModelDocExtension::GetMassProperties(" + swModel.GetPathName + ")"

'Debug.Print " Status = " & nStatus

Debug.Print ""

If Not IsEmpty(vMassProp) Then

' Debug.Print " Center Of Mass X = " & vMassProp(0)

'Debug.Print " Center Of Mass Y = " & vMassProp(1)

' Debug.Print " Center Of Mass Z = " & vMassProp(2)

MsgBox " Volume = " & vMassProp(3) & " (m.m.m) "

Debug.Print " Volume = " & vMassProp(3) & " (m.m.m) "

Debug.Print " Area = " & vMassProp(4)

Debug.Print " Mass = " & vMassProp(5)

Debug.Print " MomXX = " & vMassProp(6)

Debug.Print " MomYY = " & vMassProp(7)

Debug.Print " MomZZ = " & vMassProp(8)

Debug.Print " MomXY = " & vMassProp(9)

Debug.Print " MomZX = " & vMassProp(10)

Debug.Print " MomYZ = " & vMassProp(11)

End If

Debug.Print "-------------------------------"

End Sub

 

 

 

 

 

 

 

 

78

ข.4 คาส�งในการตรวจสอบชนดของเสนบนขอบช�นงาน

Option Explicit

Dim swApp As SldWorks.SldWorks

Dim Part As ModelDoc2

Dim Measure As Measure

Dim boolstatus As Boolean

Sub main()

et swApp = Application.SldWorks

Set Part = swApp.ActiveDoc

Set Measure = Part.Extension.CreateMeasure

Measure.ArcOption = 0 'Can set this to 0, 1, or 2

' 0 - Center to Center

' 1 - Minimum Distance

' 2 - Maximum Distance

Dim strDisplay As String

boolstatus = Measure.Calculate(Nothing)

If (boolstatus) Then

If (Not (Measure.Length = -1)) Then

Debug.Print "Length: " & Measure.Length

 

 

 

 

 

 

 

 

79

End If

If (Not (Measure.Area = -1)) Then

Debug.Print "Area: " & Measure.Area

End If

If (Not (Measure.ArcLength = -1)) Then

Debug.Print "Arc length: " & Measure.ArcLength

End If

If (Not (Measure.ChordLength = -1)) Then

Debug.Print "Chord length: " & Measure.ChordLength

End If

If (Not (Measure.Diameter = -1)) Then

Debug.Print "Diameter: " & Measure.Diameter

End If

If (Not (Measure.Radius = -1)) Then

Debug.Print "Radius: " & Measure.Radius

End If

If (Not (Measure.Perimeter = -1)) Then

Debug.Print "Perimeter: " & Measure.Perimeter

End If

If (Not (Measure.X = -1)) Then

Debug.Print "X coordinate: " & Measure.X

 

 

 

 

 

 

 

 

80

End If

If (Not (Measure.Y = -1)) Then

Debug.Print "Y coordinate: " & Measure.Y

End If

If (Not (Measure.Z = -1)) Then

Debug.Print "Z coordinate: " & Measure.Z

End If

If (Not (Measure.DeltaX = -1)) Then

Debug.Print "DeltaX: " & Measure.DeltaX

End If

If (Not (Measure.DeltaY = -1)) Then

Debug.Print "DeltaY: " & Measure.DeltaY

End If

If (Not (Measure.DeltaZ = -1)) Then

Debug.Print "DeltaZ: " & Measure.DeltaZ

End If

If (Not (Measure.Angle = -1)) Then

Debug.Print "Angle: " & Measure.Angle

End If

If (Not (Measure.CenterDistance = -1)) Then

Debug.Print "Center distance: " & Measure.CenterDistance

 

 

 

 

 

 

 

 

81

End If

If (Not (Measure.NormalDistance = -1)) Then

Debug.Print "Normal distance: " & Measure.NormalDistance

End If

If (Not (Measure.Distance = -1)) Then

Debug.Print "Distance: " & Measure.Distance

End If

If (Not (Measure.TotalLength = -1)) Then

Debug.Print "Total length: " & Measure.TotalLength

End If

If (Not (Measure.TotalArea = -1)) Then

Debug.Print "Total Area : " & Measure.TotalArea

End If

If (Measure.IsParallel) Then

Debug.Print "IsParallel : " & Measure.IsParallel

End If

If (Measure.IsIntersect) Then

Debug.Print "Is Intersect : " & Measure.IsIntersect

End If

If (Measure.IsPerpendicular = -1) Then

Debug.Print "Is Perpendicular : " & Measure.IsPerpendicular

 

 

 

 

 

 

 

 

82

End If

If (Not (Measure.Projection = -1)) Then

Debug.Print "Projection : " & Measure.Projection

End If

If (Not (Measure.Normal = -1)) Then

Debug.Print "Normal : " & Measure.Normal

End If

If (Not (Measure.SpericalCenterDistance = -1)) Then

Debug.Print "Sperical Center Distance : " & Measure.SpericalCenterDistance

End If

If (Measure.IsConcentricSpheres) Then

Debug.Print "Is Concentric Spheres : " & Measure.IsConcentricSpheres

End If

Else

Debug.Print "Invalid combination of selected entities."

End If

End Sub

 

 

 

 

 

 

 

 

83

ภาคผนวก ค

การวเคราะหทศทางการจดวางวตถดวย โปรแกรม Visual basic

และ โปรแกรม Solid works

 

 

 

 

 

 

 

 

84

ค.1 แสดงวธการวเคราะหทศทางการสรางตนแบบรวดเรว

สรางช�นงาน 3 มต ดวยโปรแกรม Solid works เวอรชน 2011 ดงในรปท� ค.1.1

รปท� ค.1.1 แสดงช�นงาน 3 มตในทศทางแกน y+

สรางฐานรองช�นงานดวยคาส�งโปรแกรม Visual basic ซ� งแสดงในโปรแกรม Solid works ดงในรปท�

ค.1.2

รปท� ค.1.2 แสดงกลองขอบเขตของรปช�นงาน 3 มต

 

 

 

 

 

 

 

 

85

หกลบกลองขอบเขตดวยช�นงาน 3 มต ในโปรแกรม Solid works เวอรชน 2011 ดงในรปท� ค.1.3 และ

ค.1.4

รปท� ค.1.3 แสดงการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขต

รปท� ค.1.4 แสดงสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขต

 

 

 

 

 

 

 

 

86

จาแนกช�นสวนท�เหลอจากการหกลบกลองขอบเขตดวยช�นงาน 3 มต สามารถจาแนกออกไดเปน 4 ช�น

ดงในรปท� ค.1.5

รปท� ค.1.5 แสดงจานวนช�นสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงานออกจากกลองขอบเขต

วเคราะหช�นระนาบสวนท�เหลอจากการหกเน�อกลองขอบเขตดวยช�นงาน 3 มตเพ�อหาช�นสวนท�เปน

ฐานรองช�นงานดวยคาส�งโปรแกรม Visual basic รวมกบโปรแกรม Solid works ดงในรปท� ค.1.6

รปท� ค.1.6 แสดงการวเคราะหช�นงานดวยโปรแกรม Visual basic

 

 

 

 

 

 

 

 

87

ขอมลท�ไดจากการวเคราะหดวยคาส�งโปรแกรม Visual basic ถกจดเกบในโปรแกรม Visual basic ดง

ในรปท� ค.1.7

รปท� ค.1.7 แสดงการจดเกบขอมลในโปรแกรม Visual basic

เปรยบเทยบขอมลระนาบระหวางกลองขอบเขตกบช�นสวนท�ตรวจสอบเพ�อวเคราะหตามเง�อนไข ดงใน

รปท� ค.1.8

รปท� ค.1.8 แสดงการเปรยบเทยบขอมลระนาบระหวางกลองขอบเขตกบช�นงานตรวจสอบ

 

 

 

 

 

 

 

 

88

ตาแหนงของฐานรองช�นงานท�ผานการวเคราะหตามเง�อนไขของการวเคราะหแลว ดงในรปท� ค.1.9

รปท� ค.1.9 แสดงตาแหนงของฐานรองช�นงานบนช�นสวนท�เหลอจากการหกเน�อช�นงาน

ออกจากกลองขอบเขต

รปรางฐานรองช�นงานท�ไดจากการวเคราะหทศทางการจดวางวตถในทศทา y+ ดงในรปท� ค.1.10

รปท� ค.1.10 แสดงรปทรงฐานรองช�นงานท�เกดข�นในทศทางการสรางช�นงานในแนวแกน y+

 

 

 

 

 

 

 

 

89

ประวตผเขยน

ผศ.ดร. ปภากร พทยชวาล อาจารยประจาสาขาวชาวศวกรรมอตสาหการ สานกวชา

วศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร จบการศกษาวศวกรรมศาสตรบณฑต (วศวกรรมอต

สาหการ) มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร วศวกรรมศาสตรมหาบญฑต (วศวกรรมระบบการผลต)

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร และ Ph.D. (Design and Manufacturing Engineering)

Asian Institute of Technology ประวตการทางาน พ.ศ. 2544 - 2546 วศวกร ศนยเทคโนโลยโลหะและ

วสดแหงชาต พ.ศ. 2552 – ปจจบน อาจารยประจาสาขาวชาวศวกรรมอตสาหการ สานกวชา

วศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

ขอบเขตงานวจยท�เช�ยวชาญ Rapid Prototyping Technology, Manufacturing System, Product

and Process Design, CAD/CAM/CAE, Process Improvement