Mendalami pencetakan 3D polimer:teknologi, perkembangan yang menjanjikan, aplikasi, dan banyak lagi.
Karena perusahaan kimia besar sekarang bergabung dengan dunia pencetakan 3D dan industri andalan semakin memajukan kemampuan teknologinya, pencetakan 3D polimer mendapat dorongan yang luar biasa.
Untuk mengikuti perkembangan terbaru, di bawah ini kami akan menyelami inovasi paling menarik dalam pencetakan 3D polimer dan peluang yang ditawarkan oleh teknologi. Namun pertama-tama, mari kita jelajahi teknik pencetakan 3D polimer yang umum digunakan di berbagai industri.
Pencetakan 3D Polimer:Teknologinya
Printer 3D polimer mendominasi arena perangkat keras pencetakan 3D. Mereka memimpin di semua lini:pendapatan pengiriman, pangkalan terpasang, dan jumlah perkembangan yang terjadi di ruang ini.
Pencetakan 3D polimer diperkirakan telah menghasilkan pendapatan $11,7 miliar pada tahun 2020, angka yang mencakup penjualan perangkat keras, material, dan komponen cetak 3D yang digabungkan.
Di bawah ini, kami melihat teknologi utama yang mendorong pertumbuhan ini.
Polimerisasi Vat
Stereolitografi
Munculnya Stereolithography (SLA) pada tahun 1980-an menandai dimulainya era pencetakan 3D. SLA adalah teknologi ideal untuk memproduksi suku cadang yang tampak hebat dengan permukaan akhir yang sangat baik. Karena akurasi dan resolusinya yang tinggi, suku cadang SLA sebagian besar digunakan untuk model konsep bentuk dan kesesuaian atau sebagai pola utama untuk aplikasi pencetakan.
SLA bergantung pada resin cair yang dapat disembuhkan. Ini secara selektif disembuhkan dengan laser UV lapis demi lapis, menyebabkan resin mengeras.
Meskipun suku cadang SLA menawarkan permukaan akhir yang bagus, suku cadang tersebut cenderung kurang tahan lama dibandingkan suku cadang yang diproduksi dengan teknologi aditif lainnya. Juga, karena bahan SLA sensitif terhadap sinar UV, sifat mekaniknya dapat berubah karena paparan sinar matahari yang berlebihan, sehingga membuatnya tidak cocok untuk penggunaan di luar ruangan.
Fotopolimer SLA hadir dalam berbagai pilihan warna serta beberapa bahan khusus (dapat dicetak, tahan lama, bersuhu tinggi, bermutu medis).
Pilihan bahan untuk SLA terus berkembang. Selama 12 bulan terakhir, kami telah mendengar banyak pengumuman tentang resin pencetakan 3D baru seperti Formlabs, Henkel, Zortrax, DSM, dan banyak lagi.
Apa yang dapat disaring dari berita terbaru adalah bahwa pengembangan resin pencetakan 3D telah mencapai tingkat yang baru:perusahaan sangat fokus pada aplikasi tingkat lanjut, terutama di bidang medis, gigi, dan teknik.
Baca juga:Pencetakan 3D untuk Kedokteran Gigi Digital &Pembuatan Aligner Bening
Ekstrusi Material
FDM/FFF
Fused Deposition Modeling (FDM), yang dikenal sebagai fused filament fabrication (FFF), adalah salah satu metode pencetakan 3D paling populer untuk keperluan industri. Menurut firma riset pasar, CONTEXT, pendapatan terbesar dari pengiriman berasal dari kategori mesin ini pada tahun 2020, mencapai hampir $150 juta.
FDM menjadi tersedia secara komersial pada 1990-an, berfungsi sebagai teknologi prototipe yang terjangkau dan ramah pengguna. Sejak itu, FDM telah berevolusi untuk menawarkan keandalan, akurasi, dan pilihan material yang lebih baik, sehingga cocok untuk sejumlah aplikasi produksi seperti alat bantu manufaktur.
Baca juga:Pencetakan 3D untuk Kabin Pesawat
FDM menggunakan filamen termoplastik yang diekstrusi melalui nosel ke platform pencetakan satu lapis pada satu waktu. Salah satu batasan utama bagian FDM adalah anisotropi, yang berarti bahwa sifat mekaniknya tidak sama di semua dimensi spasial. Hal ini dapat mengakibatkan bagian yang lebih lemah.
Selain itu, FDM memiliki kecepatan pencetakan yang lebih lambat dibandingkan dengan teknologi 3D lainnya seperti SLS atau SLA, sehingga umumnya tidak praktis untuk produksi seri.
Saat ini, produsen memiliki berbagai filamen FDM yang tersedia, mulai dari TPU elastis hingga ABS yang tahan lama dan diperkuat serta bahan berkinerja tinggi seperti MENGINTIP. Dengan ketersediaan termoplastik tingkat produksi, FDM sangat ideal untuk menghasilkan produk yang fungsional dan tahan lama.
Perpaduan Tempat Tidur Bubuk
Sintering Laser Selektif
Selective Laser Sintering (SLS) adalah proses manufaktur aditif yang melibatkan peleburan bahan bubuk plastik menggunakan laser yang kuat. Dengan kombinasi akurasi tinggi, kecepatan, keandalan, dan kurangnya struktur pendukung, SLS digunakan baik untuk pembuatan prototipe fungsional maupun produksi volume rendah.
SLS biasanya menggunakan bubuk poliamida (nilon), dengan PA11 dan PA12 sebagai dua poliamida yang paling umum digunakan, selain bahan TPU fleksibel.
Namun, perusahaan terus menambahkan penawaran material baru. Misalnya, pada tahun 2018, Evonik merilis bubuk plastik fleksibel pertama di dunia berbasis PEBA (polyether block amide) untuk SLS.
Produsen printer 3D Jerman, EOS, juga telah menyediakan termoplastik PEKK yang diperkuat serat karbon untuk sistem SLS-nya, selain bahan PEEK bersertifikat. Termoplastik PEKK yang baru dikatakan mampu menggantikan suku cadang aluminium dalam aplikasi dirgantara dan industri.
Khususnya, EOS saat ini adalah satu-satunya produsen yang menawarkan sistem SLS yang mampu memproses termoplastik berkinerja tinggi seperti MENGINTIP dan PEKK – EOS P800.
Secara historis, teknologi SLS lebih mahal bagi perusahaan untuk diakuisisi (dengan biaya ratusan ribu dolar). Namun, pada tahun 2014, paten untuk teknologi tersebut kedaluwarsa, sehingga memunculkan alternatif yang lebih terjangkau, seperti printer 3D benchtop Formlabs Fuse 1.
Multi Jet Fusion
Sejak diperkenalkan ke pasar pada tahun 2016, Multi Jet Fusion (MJF) HP telah membuka dimensi baru untuk produksi suku cadang dan prototipe fungsional kelas industri.
Seperti SLS, teknologinya menggunakan bubuk nilon. Namun, alih-alih menggunakan laser, MJF beroperasi dengan menjatuhkan zat peleburan pada setiap lapisan bubuk, yang kemudian digabungkan oleh sumber cahaya inframerah.
Dibandingkan dengan SLS, MJF menawarkan alur kerja yang lebih cepat berkat stasiun pasca-pemrosesan inovatif HP, yang mempercepat proses pendinginan dan membantu menghilangkan bubuk. Seri Jet Fusion 300/500 juga menawarkan kemampuan pencetakan 3D penuh warna.
Ada beberapa batasan dengan Multi Jet Fusion HP, misalnya, pemilihan materialnya saat ini terbatas (PA11, PA12, PA12 diisi dengan manik-manik kaca).
Namun, HP mempromosikan model Platform Terbuka, yang mendorong kolaborasi dengan pengembang material. Melalui pendekatan ini, HP telah bermitra dengan lebih dari 50 perusahaan, termasuk Evonik, BASF dan Lubrizol, yang sedang mengerjakan pengembangan material baru yang sesuai untuk teknologi tersebut.
Baca juga:
–Evolusi Teknologi Pencetakan 3D HP:Dari Polimer ke Logam AM
–Kompatibilitas AMFG dan HP mendorong konektivitas sistem AM
Pengaliran Bahan
Material Jetting adalah proses pencetakan inkjet yang melibatkan penyimpanan bahan fotoreaktif cair ke platform build lapis demi lapis. Sama halnya dengan SLA, Material Jetting menggunakan resin, yang mengeras di bawah sinar UV.
Salah satu manfaat utama dari Material Jetting adalah kemampuannya untuk menggabungkan dua atau lebih fotopolimer selama proses pencetakan, menghasilkan bagian dengan sifat hybrid (misalnya menggabungkan kekakuan dengan fleksibilitas). Selain itu, teknologi ini mampu menghasilkan suku cadang berwarna, yang membuatnya ideal untuk prototipe dengan tampilan produk akhir.
Resin yang digunakan dalam Pengaliran Bahan mirip dengan yang digunakan dalam SLA, tetapi memiliki bentuk seperti tinta yang kurang kental. Biaya mereka juga biasanya lebih tinggi.
Di antara keterbatasan teknologi ini adalah sifat mekanik yang buruk dari bagian-bagian yang dicetak, yang membuat bagian-bagian yang disemprot bahan umumnya tidak cocok untuk aplikasi fungsional.
Pencetakan 3D Polimer:Peluang dan Aplikasi
Pencetakan 3D industri dengan bahan polimer membuka beragam kemungkinan baik untuk departemen produksi maupun pengembangan produk. Di bawah ini, kami telah menguraikan yang paling menonjol dari mereka.
Prototipe cepat
Prototyping tetap menjadi salah satu area aplikasi utama untuk pencetakan 3D polimer. Dengan evolusi teknologi pencetakan 3D, prototipe sekarang dapat diproduksi lebih cepat, lebih tahan lama, dan menarik secara visual.
Industri otomotif, yang dikatakan telah membeli printer dalam jumlah terbesar pada tahun 2017, adalah pengguna terkemuka pencetakan 3D polimer untuk tujuan pembuatan prototipe. Di sini, semua jenis teknologi pencetakan 3D dimanfaatkan baik untuk bentuk dan kesesuaian, serta fungsional, pengujian, dan validasi.
Salah satu contohnya adalah Audi, yang menggunakan printer 3D Stratasys J750 PolyJet untuk merancang dan memvalidasi suku cadang, seperti penutup lampu belakang, untuk mobilnya.
Sebagai proses multi-material penuh warna, pencetakan Stratasys Polyjet 3D memungkinkan pembuatan prototipe fisik dengan tampilan produk akhir, sehingga sangat menyederhanakan dan mempercepat proses pengembangan produk.
Di sektor olahraga motor, pencetakan 3D adalah teknologi yang digunakan untuk memproduksi suku cadang fungsional untuk pengujian mobil balap. Tim F1 Alfa Romeo Sauber, misalnya, secara ekstensif menggunakan pencetakan 3D SLS dan SLA untuk memproduksi suku cadang termasuk sayap depan, saluran rem dan penutup suspensi, serta penutup mesin, saluran internal, dan deflektor tangan untuk model mobil terowongan angin.
Perkakas yang lebih efisien
Pencetakan 3D untuk perkakas telah muncul sebagai salah satu penggunaan teknologi yang paling menjanjikan. Dari jig dan perlengkapan hingga pola pengecoran investasi, pencetakan 3D polimer membuka pintu ke alat yang lebih cepat, lebih murah, dan disesuaikan.
Umumnya, perusahaan beralih ke teknologi FDM dan SLA untuk memproduksi perkakas karena relatif terjangkau dan mudah digunakan.
Pabrikan mobil Ford dilaporkan menggunakan printer 3D Ultimaker FDM untuk membuat alat khusus.
Manfaatnya juga melampaui keterjangkauan. Menurut Pemimpin Teknis Ford, Harold Sears, pencetakan 3D adalah “membantu orang melakukan pekerjaan mereka dengan membuat alat yang lebih ergonomis dan tepat bagi operator. Ini mungkin manfaat yang tidak terlalu penting, tetapi yang pasti membantu jika operator lebih bahagia dan lebih nyaman melakukan pekerjaan mereka. Mereka juga akan melakukan pekerjaan yang lebih baik yang hanya meningkatkan kualitas.”
Selain itu, terkadang bahan termoplastik cetak 3D yang tersedia saat ini bahkan cukup kuat untuk menggantikan perkakas logam, yang membuat proses perakitan jauh lebih mudah dan menurunkan biaya perkakas khusus.
Aplikasi medis
Industri medis adalah salah satu pengadopsi awal pencetakan 3D polimer. Saat ini, teknologi telah menemukan sejumlah kegunaan di sektor ini, mulai dari panduan dan alat bedah cetak 3D hingga replika organ manusia untuk perencanaan pra-bedah.
Semakin banyak, pencetakan 3D digunakan untuk secara langsung memproduksi perangkat medis khusus, termasuk prostetik murah dan perangkat gigi seperti liner dan jembatan.
Salah satu sektor industri yang telah sepenuhnya diubah oleh pencetakan 3D adalah alat bantu dengar. Saat ini, lebih dari 90% alat bantu dengar diproduksi di seluruh dunia menggunakan teknologi pencetakan 3D SLA.
Sejak pecahnya pandemi, pencetakan 3D polimer juga telah memantapkan dirinya sebagai teknologi yang layak untuk produksi katup ventilator, kacamata pengaman, pelindung wajah pelindung, dan swab pengujian.
Baca juga:Pencetakan 3D Dalam Perawatan Kesehatan:Di Mana Kita Pada Tahun 2021?
Produk konsumen yang disesuaikan
Perusahaan barang konsumen semakin mengincar pencetakan 3D plastik sebagai opsi untuk penyesuaian massal. Karena pencetakan 3D tidak memerlukan perkakas yang padat karya dan mahal serta dapat membuat objek kompleks dengan biaya yang efektif, pencetakan 3D memungkinkan produksi produk yang dipersonalisasi yang disesuaikan dengan konsumen.
Salah satu merek yang mengeksplorasi pencetakan 3D adalah Dr. Scholl's, penyedia produk perawatan kaki. Ini telah bermitra dengan perusahaan teknologi Wiivv untuk membuat sisipan cetak 3D khusus.
Menggunakan Teknologi Wiivv Fit, Dr Scholl menawarkan aplikasi kustomisasi, yang memetakan 400 titik di kaki setiap pengguna dengan beberapa foto ponsel. Meskipun proses ini, yang memakan waktu kurang dari lima menit, sisipan dapat dirancang dan kemudian dicetak dengan spesifikasi yang tepat dari kaki pelanggan.
Baca juga:
• Pencetakan 3D untuk Alas Kaki
• 5 Cara Pencetakan 3D Dapat Menguntungkan Industri Barang Konsumen
Perkembangan Teknologi yang Menyenangkan dalam Pencetakan 3D Polimer
Industri pencetakan 3D membuat lompatan dalam mengembangkan teknologi pencetakan 3D polimer baru dan meningkatkan yang sudah ada. Di bawah ini, kami telah menguraikan perkembangan teknologi terbaru yang paling signifikan di bidang pencetakan 3D polimer.
Teknologi LaserProFusion EOS yang baru
Diumumkan di Formnext 2018, teknologi LaserProFusion dari EOS adalah teknologi pencetakan 3D polimer inovatif yang sedang dikembangkan untuk memungkinkan produksi aditif serial. Proses ini mengandalkan hingga satu juta laser dioda yang dapat mencapai output daya hingga 5kW untuk mencetak bahan plastik.
Dengan teknologi ini, proses manufaktur dikatakan sepuluh kali lebih cepat, sehingga mencapai tingkat produktivitas yang sama dengan injection moulding.
Meskipun tidak jelas kapan sistem tersebut tersedia secara komersial, pengumuman tersebut merupakan indikator lain dari industrialisasi teknologi pencetakan 3D.
Fotopolimerisasi berkecepatan tinggi
Fotopolimerisasi, yang mencakup proses SLA dan DLP, telah berkembang secara signifikan selama beberapa tahun terakhir.
Teknologi ini telah maju sebagai proses manufaktur massal dan pengenalan fotopolimerisasi berkecepatan tinggi baru-baru ini hanya mempercepat tren ini.
Hampir semua pemain utama di bidang ini telah memperkenalkan sistem yang mampu mencetak bagian resin fungsional yang mendekati volume cetakan injeksi.
Pada tahun 2014, Carbon memperkenalkan teknologi Digital Light Synthesis berkecepatan tinggi, yang berkembang menjadi printer M2 3D yang mampu mencetak dengan kecepatan 20 cm/jam.
Baca juga:Co-Founder Carbon Philip DeSimone tentang Bergerak Menuju Produksi Volume Tinggi dengan Pencetakan 3D
Pada tahun 2016, Sistem 3D meluncurkan pengambilannya pada SLA otomatis berkecepatan tinggi – sistem Gambar 4. Sorotan data terbaru Gambar 4 Kecepatan cetak bagian produksi hingga 65 mm/jam, dan kecepatan pembuatan prototipe hingga 100 mm/jam.
Perusahaan lain menyusul, seperti EnvisionTEC (diakuisisi oleh Desktop Metal), Nexa3D, Origin (diakuisisi oleh Stratasys) dan NewPro.
Kecepatan proses dalam pencetakan 3D telah lama menjadi salah satu sisi terlemahnya. Hal ini, khususnya, merupakan kendala untuk adopsi di industri yang didorong oleh produksi massal, seperti otomotif dan barang konsumsi. Dalam industri ini, produk perlu diproduksi dan dikirim dalam jangka waktu sesingkat mungkin, untuk menjaga efisiensi produksi.
Sekarang, dengan kemajuan dalam polimerisasi berkecepatan tinggi, ada pilihan yang layak bagi produsen yang ingin mencetak komponen 3D pada volume yang lebih tinggi.
Teknologi Augmented Polymer Deposition (APD) dari Rize
Menghilangkan pasca-pemrosesan telah menjadi impian lama di industri pencetakan 3D – dan teknologi Rize berjanji untuk menghilangkan titik-titik nyeri pasca-pemrosesan. Pabrikan printer 3D yang berbasis di AS telah mengembangkan teknologi hybrid Augmented Polymer Deposition (APD), yang menggabungkan ekstrusi material dengan ink-jetting.
Kombinasi ini memungkinkan pencetakan struktur pendukung yang dapat dengan mudah dilepas dengan tangan setelah proses pencetakan selesai, dan tanpa memerlukan operasi pasca-pemrosesan lebih lanjut.
Teknologi APD telah digunakan untuk membuat suku cadang berkekuatan industri yang isotropik, penuh warna, untuk pembuatan prototipe, perkakas, dan aplikasi produksi.
Tahun lalu, perusahaan juga memperkenalkan fitur baru, di mana pengguna dapat mencetak 3D informasi aman, seperti QR atau kode batang, dengan bantuan teknologi. Ini akan memungkinkan, misalnya, seorang insinyur untuk menyimpan semua informasi secara digital untuk bagian tertentu, mempertahankan inventaris digital.
Pencetakan FDM 3D skala besar BigRep
Salah satu hambatan utama untuk adopsi FDM yang lebih luas untuk aplikasi industri adalah ukuran build envelope. Ini adalah penghalang yang berulang kali coba diatasi oleh perusahaan Jerman BigRep dengan jajaran printer 3D yang sangat besar dan berkemampuan tinggi.
Pada formnext 2018, BigRep meluncurkan dua printer 3D generasi berikutnya – BigRep PRO (1005 x 1005 x 1005 mm) dan BigRep EDGE ( 1500 x 800 x 600 mm) – yang ditujukan untuk penggunaan industri.
Kedua sistem dilengkapi dengan Metering Extruder Technology (MXT), yang membedakannya dari opsi skala besar lainnya. Teknologi ekstruder baru ini memberikan pemisahan yang jelas antara pengumpanan, peleburan, dan ekstrusi filamen, sehingga memungkinkan kecepatan pencetakan yang lebih cepat dengan presisi dan kualitas yang lebih baik. Misalnya, BigRep PRO dikatakan menawarkan lima kali laju keluaran filamen dan tiga kali laju ekstrusi rata-rata, dibandingkan dengan mesin FDM lain yang tersedia di pasar.
MXT dioptimalkan untuk bekerja dengan bahan kelas profesional seperti ASA/ABS dan nilon yang diproduksi BigRep bekerja sama dengan perusahaan kimia Jerman BASF.
Khususnya, BigRep PRO menggabungkan sistem kontrol dan drive CNC canggih oleh Bosch Rexroth, memungkinkan IoT dan kemampuan pemrosesan data. Hal ini pada akhirnya akan membantu mempercepat integrasi printer ke dalam visi Industri 4.0.
Selengkapnya tentang ini:4 Aplikasi Pencetakan 3D Skala Besar yang Mengesankan
Teknologi LANGKAH Evolve
Semakin banyak produsen printer 3D mengarahkan perhatian mereka pada produksi massal, dan Stratasys spin-off Evolve Additive Solutions tidak berbeda.
Setelah hampir satu dekade pengembangan, perusahaan meluncurkan teknologi "STEP" (kependekan dari Selective Toner Electrophotographic Process) kecepatan produksi baru untuk polimer tahun lalu.
Proses STEP Evolve menawarkan pendekatan baru untuk produksi volume dengan manufaktur aditif, paling tidak karena dikatakan 50 kali lebih cepat daripada teknologi pencetakan 3D tercepat yang tersedia.
Terlebih lagi, perusahaan mengklaim bahwa teknologi tersebut mampu menghasilkan suku cadang dengan kualitas yang sebanding dengan yang dibuat dengan metode konvensional, dan tidak hanya dari segi estetika, tetapi juga kekuatan. Selain itu, teknologi STEP menyediakan kemampuan pencetakan multi-material dan penuh warna.
Meskipun Evolve masih dua tahun lagi dari komersialisasi, teknologi mereka akan menjadi salah satu yang harus diperhatikan.
SAF Stratasys
Andalan industri pencetakan 3D, Stratasys, juga terus meningkatkan kehadirannya di area sistem pencetakan 3D tingkat produksi yang berkembang pesat. Perusahaan baru saja menghadirkan jajaran printer 3D berbasis powder bed fusion (PBF) yang akan datang.
Platform Produksi Seri H yang baru akan didukung oleh teknologi Selective Absorption Fusion (SAF) yang dirancang khusus untuk memenuhi kebutuhan produksi volume.
SAF adalah proses pencetakan 3D berbasis bubuk. Namun, sementara SLS menggunakan laser untuk menyatukan partikel polimer secara selektif, SAF melakukan sesuatu yang sama sekali berbeda.
SAF menggunakan roller counter-rotating untuk melapisi lapisan bubuk ke tempat tidur cetak dan kemudian kepala cetak secara selektif menjatuhkan cairan penyerap untuk membentuk lapisan bagian. Lapisan yang dicitrakan digabungkan dengan melewatkan lampu IR di seluruh rentang alas cetak, menyebabkan bagian yang dipilih menyatu.
Apa yang baik tentang proses baru ini adalah bahwa ia dilaporkan akan menawarkan kecepatan dan skalabilitas pencetakan yang tinggi. Ketersediaan komersial printer 3D berdasarkan teknologi SAF saat ini diharapkan pada kuartal ketiga tahun 2021.
Jika SAF Stratasys memenuhi visinya, itu bisa menjadi alternatif yang layak untuk proses SLS dan Multi Jet Fusion yang sudah ada.
Tren pencetakan 3D polimer
Konsolidasi pasar pencetakan 3D polimer
Industri manufaktur aditif telah melihat serentetan akuisisi dan merger selama enam bulan terakhir, banyak di antaranya berada di sektor AM polimer.
Sementara aktivitas M&A bukanlah hal baru di ruang AM, pengumuman baru-baru ini memiliki kesamaan yang signifikan:fokus produksi.
Berikut adalah beberapa sorotan dari pergerakan M&A terbaru dalam pencetakan 3D polimer:
- Pada September 2020, Covestro mengumumkan niat untuk mengakuisisi lini bisnis DSM Resins &Functional Materials, termasuk DSM Additive Manufacturing.
- Pada bulan Desember 2020, Stratasys mengumumkan akuisisi Origin.
- Pada Januari 2021, Desktop Metal mengumumkan niat untuk mengakuisisi EnvisionTEC.
Sangat menggembirakan melihat perusahaan bersatu untuk memperkuat penawaran mereka dan menghadirkan solusi menarik untuk produksi AM industri.
Keinginan untuk memperluas portofolio proses dan material untuk memasukkan lebih banyak opsi dari sumber induk tunggal yang beroperasi melalui jaringan distribusi tunggal akan memungkinkan lebih banyak permintaan pelanggan untuk dipenuhi.
Melakukannya dalam skala besar, dengan fokus pada pengulangan dan keandalan, merupakan langkah maju yang besar untuk pencetakan 3D polimer.
Menggunakan plastik sebagai pengganti logam
Penurunan berat badan adalah tujuan tertentu untuk beberapa industri seperti kedirgantaraan dan olahraga motor. Membuat pesawat atau kendaraan lebih ringan membantu mengurangi konsumsi bahan bakar dan mengoptimalkan kinerja kendaraan.
Sementara industri-industri ini umumnya mengandalkan solusi pembobotan logam untuk mengurangi berat, kemajuan terbaru dalam bahan cetak 3D polimer menawarkan beberapa peluang menarik. Kemampuan untuk mencetak 3D termoplastik berperforma tinggi seperti serat karbon, ULTEM, dan MENGINTIP dapat berarti logam dapat diganti dengan plastik dalam beberapa aplikasi.
Menurut sebuah analisis, mengganti braket pesawat aluminium dengan alternatif PEEK dapat menghasilkan penurunan berat badan sebesar 5% hingga 9%, yang dapat berdampak besar pada konsumsi bahan bakar pesawat.
Mengganti bagian logam dengan plastik cetak 3D juga dapat bermanfaat untuk mempercepat proses perawatan. Salah satu biro layanan telah menggunakan termoplastik berisi karbon Stratasys FDM Nylon 12CF untuk membuat pengganti bagian mesin logam. Pencetakan 3D suku cadang menghasilkan komponen yang unggul, diproduksi jauh lebih cepat daripada rekan yang diproduksi secara konvensional.
Baca juga:Pencetakan 3D Komposit:Teknologi Baru dengan Masa Depan Cerah
Hal-hal yang perlu dipertimbangkan saat mengadopsi pencetakan 3D polimer secara internal
Keberlanjutan
Daur ulang dan penggunaan kembali bahan cetak 3D polimer merupakan faktor penting yang perlu dipertimbangkan saat mengadopsi polimer AM internal.
Dalam pencetakan 3D berbasis filamen, daur ulang adalah hal biasa, dengan banyak perusahaan memproduksi filamen plastik dari plastik daur ulang.
Namun, sementara termoplastik, seperti filamen, dapat dengan mudah didaur ulang hanya dengan meleburnya kembali, plastik termoset tidak dapat dilebur kembali, yang berarti tidak dapat didaur ulang.
Dalam pencetakan 3D polimer berbasis bubuk, penggunaan kembali bubuk juga tidak sepenuhnya mudah. Dalam kebanyakan kasus, Anda harus mencampur bubuk 'bekas-tapi-tidak menyatu' dengan sekitar 50% bubuk murni, agar dapat digunakan kembali. Untuk beberapa bedak berperforma tinggi seperti MENGINTIP, kecepatan penyegaran berkurang drastis dan, dalam beberapa kasus, tidak ada bedak berlebih yang dapat digunakan kembali.
Jadi bagaimana Anda bisa mencetak secara berkelanjutan dengan bahan cetak 3D polimer? Salah satu caranya adalah dengan meminimalkan pemborosan melalui desain yang lebih baik. Selain itu, pastikan untuk menghubungi pusat daur ulang atau limbah setempat untuk mengetahui apakah mereka memiliki kapasitas untuk membuang polimer cetak 3D dengan aman.
Selengkapnya tentang ini:Seberapa Berkelanjutan Pencetakan 3D Industri?
Pasca-pemrosesan
Proses penghilangan, seperti penghilangan penyangga, penghilangan resin atau bubuk, adalah operasi pasca-pemrosesan yang paling umum digunakan dalam pencetakan 3D polimer. Biasanya dilakukan secara manual, yang menghabiskan banyak waktu dan tenaga.
Lebih rumit lagi tahap ini adalah kenyataan bahwa Anda mungkin ingin menggunakan beberapa teknologi pencetakan 3D, masing-masing dengan persyaratan pasca-pemrosesan sendiri.
Untuk meningkatkan operasi pasca-pemrosesan, perusahaan, seperti Rösler, PostProcess Technologies, AMT, dan DyeMansion, telah mengembangkan solusi untuk membantu pengguna AM merampingkan pasca-pemrosesan.
Saat ini, tren terbesar adalah menciptakan solusi pasca-pemrosesan ujung-ke-ujung, yang mencakup penyortiran, penghilangan bahan dan penghilangan bubuk, penghalusan dan pewarnaan, serta inspeksi.
Saat mengadopsi pencetakan 3D polimer, memahami persyaratan pasca-pemrosesan sangat penting. Pasca-pemrosesan yang tidak dioptimalkan dapat menambah banyak biaya pada operasi pencetakan 3D, yang dapat dan harus dihindari melalui otomatisasi.
Manajemen alur kerja
Mengadopsi pencetakan 3D polimer secara internal juga mengharuskan Anda mempertimbangkan pendekatan untuk mengelola operasi, seperti manajemen pesanan, perhitungan biaya, penjadwalan produksi, manajemen inventaris, dll.
Banyak perusahaan saat ini mengandalkan solusi yang awalnya dikembangkan untuk manufaktur tradisional atau mengembangkan perangkat lunak mereka secara internal. Setiap pendekatan sering kali mengarah ke alur kerja tertutup, yang tidak memiliki visibilitas dan tidak dapat dengan mudah diskalakan.
Agar tidak terjebak dalam alur kerja yang tidak efisien dan tidak dapat diskalakan, praktik yang baik adalah menerapkan manajemen alur kerja dan solusi eksekusi manufaktur yang telah dikembangkan dengan mempertimbangkan persyaratan pencetakan 3D.
Beberapa opsi tersedia di pasaran saat ini tetapi hanya sedikit yang menawarkan solusi ujung ke ujung yang mencakup seluruh alur kerja pencetakan 3D.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang solusi tersebut, temukan whitepaper kami “Perangkat Lunak MES Manufaktur Aditif:Panduan Penting”
Masa depan pencetakan 3D polimer
Dari model konsep realistis hingga prototipe kokoh, alat ergonomis, dan suku cadang fungsional, peluang yang diciptakan oleh pencetakan 3D polimer sangat besar.
Meskipun beberapa tantangan masih harus diatasi, seperti memperluas pemilihan material dan memastikan pengurangan biaya material, pengembangan berkelanjutan dalam pencetakan 3D polimer akan membantu perusahaan lebih jauh memetik manfaat dari teknologi tersebut.
Karena industri AM secara keseluruhan, dan pencetakan 3D polimer khususnya, bergerak menuju produksi suku cadang akhir, kami melihat komposit yang dapat dicetak 3D dan termoplastik berkinerja tinggi memperoleh daya tarik yang lebih besar.
Sementara pencetakan 3D polimer tidak akan menggantikan proses konvensional, teknologi ini pasti akan meningkatkan kemampuan manufaktur saat ini, lebih lanjut membuka aplikasi industri canggih.
Mencari wawasan lebih lanjut tentang pencetakan 3D polimer? Lihat artikel di bawah ini:
Stereolitografi &Pemrosesan Cahaya Digital:Di Mana Kita Saat Ini?
Pencetakan 3D FDM:Di Mana Kita Saat Ini?
Evolusi SLS:Teknologi, Material, dan Aplikasi Baru
