APS Tech Solutions adalah divisi dari Automatisierte Produktions Systeme GmbH di Höchst, Austria. Didirikan pada tahun 1987, perusahaan ini menyediakan solusi teknik, mekanik, dan robot untuk mesin pemotong dan perkakas waterjet 3D yang digunakan di pasar otomotif, penerbangan, dan mekanik.
“Tiga tahun lalu, kami ingin memiliki printer 3D yang sangat serbaguna, tetapi tidak dapat menemukan apa pun yang memenuhi persyaratan kami,” kata Nicolai Wampl, pengembangan bisnis untuk APS Tech Solutions. “Jadi, kami membuat sistem kami sendiri, Wizard 480+, yang kami luncurkan tahun lalu. Ini dapat mencetak dengan serat kontinu, filamen termoplastik standar, logam atau keramik.”
Wizard 480+ memiliki volume cetak panjang 400 milimeter x lebar 230 milimeter x tinggi 370 milimeter dan tempat tidur cetak yang dapat dipanaskan hingga 200 °C. Nozel untuk pencetakan filamen serat kontinu dapat dipanaskan hingga 500 °C.
Apakah kita benar-benar membutuhkan printer desktop lain untuk komposit industri? “Tujuan kami bukanlah printer desktop untuk keperluan industri tetapi lebih dari mesin industri yang sebenarnya,” kata Wampl. “Kami menginginkan printer serbaguna tanpa batasan tetapi dengan pengaturan yang tidak berlebihan. Misalnya, Anda dapat memodifikasi printer desktop murah menjadi lebih serbaguna, tetapi membutuhkan banyak pengetahuan dan waktu. Di ujung lain adalah printer industri di mana Anda dapat mencetak bagian volume tinggi dalam beberapa bahan, tetapi jika Anda ingin mencetak sesuatu yang baru, itu menjadi sulit. Kami ingin mencetak suku cadang menggunakan setiap bahan yang ada di pasaran, tetapi dengan kualitas tinggi.” Misalnya, suku cadang untuk alat stamping yang dibahas di bawah ini membutuhkan akurasi hingga 0,02 milimeter.
“Mesin pemotong dan perkakas waterjet 3D yang kami gunakan harus dibuat dengan presisi agar dapat beroperasi dengan benar,” jelas Wampl. “Kami telah memasukkan pengetahuan ini ke dalam Wizard 480+ untuk meningkatkan akurasi bagian yang dicetak. Perbedaan lainnya adalah kami memiliki sistem penggantian alat seperti pada mesin CNC, yang memungkinkan kami menggunakan berbagai jenis bahan dalam satu cetakan. Misalnya, jika pelanggan ingin menggunakan dua jenis serat kontinu yang berbeda dalam satu cetakan, itu mungkin karena kepala cetak dapat ditukar. Cetakan dapat menggunakan plastik berperforma tinggi seperti PEEK [polyetheretherketone] dan PEKK [polyetherketoneketone], serta filamen poliamida [PA] dan FDM [fused deposition modeling] yang tersedia secara komersial. Tidak setiap bagian membutuhkan serat secara terus menerus. Kami juga memiliki printhead untuk komponen hijau keramik dan logam sederhana yang menggunakan baja atau titanium, misalnya.” Perhatikan bahwa bagian keramik dan logam perlu disinter pada langkah kedua dan tidak termasuk plastik karena pasca-pemrosesan suhu tinggi ini.
“Sebagian besar perusahaan memiliki dua mesin terpisah untuk logam versus non-logam,” catat Wampl. “Tetapi untuk perkembangan baru, Anda tidak ingin harus membeli printer baru setiap kali Anda mencoba materi baru. Kami tidak menginginkan sistem yang tertutup dan dibatasi, melainkan sistem modular dan fleksibel, yang dengannya Anda dapat meningkatkan atau mengubah bagian yang dicetak.” Misalnya, pelanggan mungkin ingin mencetak dengan serat kontinu dan poliuretan termoplastik (TPU). “Ini adalah bahan yang sulit karena viskositasnya turun begitu cepat sehingga sulit untuk menjaga konsistensi selama pencetakan. Namun kami menginginkan printer yang dapat mengakomodasi hal ini.”
Wizard 480+ dirancang untuk mencetak dengan filamen kontinu apa pun, termasuk serat kaca atau kawat tembaga. “Filamen serat kontinu standar kami adalah serat karbon 1K/PA tetapi kami juga telah menggunakan PEEK dan PLA [asam polilaktat] dan kami dapat mencapai serat karbon 3K,” kata Wampl. APS Tech Solutions ingin memasok filamen berkelanjutan ke pasar, tetapi printernya tidak terbatas pada ini.
Wizard 480+ juga terbuka di perangkat lunaknya. “Kami selalu membutuhkan beberapa teknik khusus,” kata Wampl, “dan itulah mengapa kami ingin memiliki kendali paling banyak. Dengan banyak printer, Anda sedikit dibatasi oleh perangkat lunak. Tetapi dengan perangkat lunak kami, Anda dapat menempatkan serat tepat di tempat yang Anda inginkan, dan Anda tidak dibatasi oleh algoritme apa pun. Meskipun Anda dapat menggunakan algoritme untuk menghasilkan di mana serat seharusnya berada, kami ingin para insinyur mengontrol cara menempatkan serat karena mereka tahu bagaimana bagian itu digunakan dan gaya apa yang berakhir di mana.”
Meskipun demikian, sistem ini relatif mudah digunakan, kata Wampl. “Misalnya, untuk mencetak dengan dua bahan berbeda Anda membuat dua bagian berbeda di CAD. Anda kemudian memilih bagian mana yang dicetak dengan bahan yang menggunakan Simplify3D [Cincinnati, Ohio, AS], perangkat lunak pengiris yang digunakan untuk banyak printer 3D industri. Kami kemudian memiliki pasca-prosesor yang membuat kode G untuk dicetak. Simplify3D memungkinkan pengaturan semua parameter pencetakan seperti tinggi dan kepadatan lapisan pengisi. Untuk pasca-proses, Anda cukup menarik dan melepas file, dan itu akan disesuaikan dengan mesin kami karena kami memiliki beberapa fitur — seperti tool changer dan penggunaan filamen serat kontinu — yang tidak terlalu umum.”
“Kami benar-benar hanya memiliki satu batasan,” kata Wampl, “yaitu panjang filamen yang dicetak. Kami memiliki panjang minimal 20 milimeter. Jika seorang insinyur membuat panjang cetakan tertentu lebih pendek dari 20 milimeter, maka kami mengalami komplikasi, dan proses pasca memberi tahu Anda bahwa itu tidak mungkin.”
Pelanggan Wizard 480+ pertama adalah produsen alat stamping kinerja tinggi Stepper Fritz GmbH &Co. KG. (Pforzheim, Jerman). “Mereka membutuhkan suku cadang untuk salah satu alat mereka dan bertanya apakah kami bisa mencetaknya,” kata Wampl. “Mereka telah berjuang untuk menemukan printer 3D untuk pekerjaan itu karena geometri kompleks dan kombinasi bahan yang dibutuhkan, termasuk serat karbon kontinu, matriks termoplastik, dan penyangga yang larut dalam air.” Versi sebelumnya dari bagian ini dibuat menggunakan aluminium yang digiling CNC. “Kami mencetak bagian tanpa perubahan bentuk dan juga mengintegrasikan benang untuk sisipan,” catat Wampl. “Kami menggunakan filamen PA berisi serat karbon yang dipotong siap pakai untuk kulit terluar dan filamen serat karbon/PA berkelanjutan kami untuk bagian dalam.”
Stepper mengevaluasi bagian tersebut, menentukan bahwa itu memenuhi akurasi yang diperlukan, dan kemudian memesan mesin pertama kami, kata Wampl. “Mereka telah menjalankannya sejak Juli 2020 tanpa masalah dan memberi tahu kami bahwa itu masih menghasilkan suku cadang dengan akurasi ini.”
Kualitas tinggi juga merupakan fitur komposit yang diperkuat serat yang dicetak, seperti yang ditunjukkan pada mikrograf pada gambar pembuka, di atas. Menampilkan lima lapisan filamen PEEK 1K yang diperkuat serat karbon berkelanjutan dari APS Tech Solutions, bagian tersebut dipotong dan dimikrograf tepat setelah pencetakan, tanpa konsolidasi atau pasca-pemrosesan lebih lanjut. Materi tersebut juga diuji di FH Vorarlberg (University of Applied Science di Vorarlberg, Jerman) dan dimikrograf di University of Bayreuth (Bayreuth, Jerman). Hasil penelitian menunjukkan kuat tarik sebesar 1.060 megapascal dan kuat lentur sebesar 750 megapascal. “Namun, ini adalah pengujian yang sangat awal dan kami sekarang sedang mempersiapkan pengujian yang lebih standar, di mana teknisi kami yakin kami akan mencapai properti yang lebih tinggi lagi” kata Wampl.
“Penjualan kami, untuk saat ini, terutama ke universitas dan perusahaan seperti Stepper yang tidak puas dengan apa yang ada di pasar,” kata Wampl. “Ada printer 3D serat berkelanjutan dengan teknologi yang baik, tetapi sebagian besar terbatas pada bahan atau perangkat lunak. Tujuan kami adalah untuk melayani pelanggan yang membutuhkan suku cadang dengan kualitas terbaik serta fleksibilitas, seperti perusahaan teknik mesin dan khusus, serta mereka yang bekerja di bidang ilmu material dan pengembangan.”
Perusahaan terus mengerjakan perkembangan barunya sendiri, seperti mengadaptasi sistemnya untuk lengan robot enam sumbu dan material untuk aplikasi luar angkasa. “Kami percaya komposit cetak 3D memiliki aplikasi yang jauh lebih luas daripada yang terlihat sejauh ini, tetapi kami memperluas cakrawala itu dan memungkinkan kemungkinan baru untuk suku cadang industri.”
Pembuluh darah
Pembuatan suku cadang pesawat adalah proses yang sangat kompleks. Komponen penting misi ini memiliki persyaratan yang sangat spesifik untuk memastikan pengoperasian sistem yang aman di seluruh pesawat. Jika ada bagian yang tidak memenuhi spesifikasi ini, sistem dapat gagal dan menciptakan keadaan be
Selama proses pemesinan pusat permesinan CNC, apakah pemilihan datum pemosisian masuk akal atau tidak menentukan kualitas suku cadang, yang memiliki pengaruh besar pada apakah akurasi dimensi dan persyaratan akurasi orientasi timbal balik dari suku cadang dapat dijamin, serta organisasi urutan pemro
Untuk bagian presisi tembaga dengan kualitas permukaan tinggi dan presisi penampilan, produksi penggilingan dan pemrosesan harus dilakukan sesuai dengan proses pemesinan presisi untuk mencapai standar kualitas. Namun, proses pembuatan suku cadang umum tidak dapat diterapkan secara mekanis, yang tida
Memenuhi persyaratan kualitas akhir suku cadang medis yang ketat dapat menghadirkan tantangan yang tidak dapat dilakukan oleh setiap mesin. Karena permintaan akan kemajuan di bidang kedokteran terus meningkat, sebagian besar didorong oleh meningkatnya usia rata-rata populasi, produsen di bidang med
