5 Aplikasi Menampilkan Inovasi Pencetakan 3D

Manufaktur aditif (AM) adalah salah satu teknologi utama yang mampu mempercepat inovasi bagi produsen. Industri yang mengadopsi AM sedang mengalami transformasi, yang membawa peluang baru dalam desain dan manufaktur produk.

Dalam artikel hari ini, kita akan melihat beberapa perkembangan terbaru dalam pencetakan 3D yang dapat menetapkan tren baru di seluruh industri.

1. Mata bionik yang dicetak 3D 

Mata manusia adalah bagian rekayasa yang menarik, tetapi menciptakannya kembali terbukti menantang, karena berbagai hambatan teknologi. Sekarang, dengan konvergensi pencetakan 3D, elektronik, dan biologi, tim peneliti dari University of Minnesota menemukan cara untuk mengatasi hambatan dan menciptakan prototipe mata buatan.

Tonggak sejarah ini menandai langkah signifikan menuju penciptaan mata bionik, yang dapat membantu penyandang tunanetra melihat atau melihat lebih baik.

Prototipe mata bionik terdiri dari kubah kaca hemispherical di mana partikel perak dicetak. Selanjutnya, mereka menggunakan bahan polimer semikonduktor untuk mencetak fotodioda, yang mengubah cahaya menjadi sinyal listrik yang dapat diproses dan diubah menjadi gambar sebenarnya.

Setelah pengujian, mata buatan bekerja dengan efisiensi 25 persen dalam mengubah cahaya. sinyal menjadi sinyal listrik. Para peneliti mengatakan, ini yang paling dekat yang pernah kami kunjungi untuk mengembangkan sesuatu yang mirip dengan mata yang sebenarnya. Printer 3D multi-material, yang dikembangkan oleh tim, telah menjadi kunci untuk mencapai prestasi besar ini.

Saat ini, para peneliti sedang mengerjakan prototipe berikutnya, yang akan memiliki lebih banyak reseptor cahaya yang bahkan lebih efisien. Mereka juga mencari cara untuk mencetak pada bahan hemispherical lembut yang dapat ditanamkan ke mata asli.

Meskipun kedengarannya seperti fiksi ilmiah, mata bionik yang dicetak 3D bisa segera menjadi kenyataan, menandai era baru dalam pengobatan regeneratif.

2. Pencetakan 3D seluruh kapal dan tempat perlindungan militer 

Pencetakan 3D baru-baru ini diterapkan untuk menghasilkan perahu berukuran 7,62 m, dengan berat lebih dari 2 ton. Kapal yang diberi nama 3Dirigo ini dikatakan sebagai objek terbesar yang pernah dicetak 3D. Prestasi tersebut diraih oleh Pusat Struktur dan Komposit Lanjutan UMaine University of Maine.

Pencetakan 3D skala besar menjadi tren baru, karena semakin banyak perusahaan mencari cara untuk mencetak 3D, tidak hanya bagian kecil dan prototipe, tetapi juga struktur besar, lebih ekonomis.

Kapal yang dicetak 3D merupakan indikator menarik dari tren ini yang mendapatkan daya tarik. Perahu dibuat dalam satu bagian yang solid selama pencetakan nonstop selama 72 jam. Jika menggunakan metode manufaktur tradisional, pembuatan perahu bisa memakan waktu beberapa minggu atau bahkan berbulan-bulan.

Printer 3D berbasis ekstrusi, yang menciptakan perahu, telah dirancang untuk bekerja dengan bahan berbasis bio, khusus campuran selulosa plastik dan kayu. Komposit bioderived baru yang berkelanjutan dikatakan dapat didaur ulang dan ekonomis.

Menggabungkan bahan-bahan ini dengan pencetakan 3D skala besar bukanlah suatu kebetulan. Pencetakan 3D juga dikenal sebagai pilihan manufaktur yang berkelanjutan, karena pengurangan limbah material dan produksi yang lebih cepat mendekati titik kebutuhan.

Selain perahu cetak 3D, para peneliti juga memperkenalkan tempat penampungan Komunikasi Angkatan Darat AS sepanjang 3,65 m yang dicetak 3D. Proyek ini adalah demonstrasi kolaborasi antara UMaine dan Pusat Tentara Komando Pengembangan Kemampuan Tempur Angkatan Darat AS (CCDC) untuk mengembangkan tempat perlindungan baru yang dapat digunakan dengan cepat untuk tentara.

Pada akhirnya, perkembangan ini menawarkan sekilas tentang bagaimana pencetakan 3D skala besar dapat mempercepat inovasi dan pengembangan prototipe baik di sektor kelautan dan militer. Di luar industri ini, pencetakan 3D skala besar telah membuktikan kegunaannya untuk aplikasi luar angkasa, konstruksi, dan pengecoran.

3. Memikirkan kembali pembuatan roket 

Aerospace, khususnya, dapat segera diubah oleh pencetakan 3D skala besar, karena startup yang berbasis di California, Relativity Space, berencana untuk membuat roket, yang sekitar 95 persen komponennya akan dicetak 3D.

Untuk mewujudkan visinya, perusahaan telah mengembangkan Stargate, salah satu printer 3D logam las busur terbesar di dunia, yang didukung dengan pembelajaran mesin dan robotika. Teknologi di balik printer Stargate 3D bekerja dengan melelehkan kawat logam saat diekstrusi dari nozzle ke platform build.

Dengan kemampuan untuk membuat komponen berdiameter 2,7 m (9 kaki) dan tinggi sekitar 4,5 m (15 kaki), Stargate akan mencetak semua tangki bahan bakar dan komponen roket besar lainnya. Untuk suku cadang yang lebih kecil, perusahaan menggunakan teknologi Selective Laser Melting (SLM).

Dengan menerapkan pencetakan 3D untuk memproduksi hampir seluruh roket, Relativity Space berharap dapat mengurangi berat roket secara signifikan, yang berpotensi mengurangi biaya peluncuran, sekaligus meningkatkan muatan. Selanjutnya, pencetakan 3D dapat memungkinkan perusahaan untuk memproduksi roket siap terbang hanya dalam dua bulan — kerangka waktu yang mengesankan dalam hal pembuatan roket.

Relativity Space berusaha untuk menjadi yang pertama meluncurkan roket yang sepenuhnya dicetak 3D ke orbit pada awal 2021. Sementara rencana ini mungkin awalnya tampak tidak masuk akal, perusahaan telah terus maju menuju tujuannya. .

Misalnya, produk utama perusahaan, roket Terran 1, telah mengalami beberapa perbaikan baru-baru ini, termasuk fairing muatan 3 m, dengan volume dua kali lipat. Pencapaian penting lainnya termasuk pendanaan Seri C senilai $140 juta yang baru saja ditutup, membawa perusahaan selangkah lebih dekat ke visinya.

Dengan mencetak seluruh roket secara 3D, pengiriman roket dapat dipercepat secara substansial, meningkatkan frekuensi peluncuran. Visi ini benar-benar ambisius, dan jika terbukti berhasil, ini akan menjadi langkah untuk membayangkan kembali bagaimana roket dikembangkan dan diproduksi.

4. Pencetakan 3D dan masa depan mobilitas otonom

Airbus telah bermitra dengan LM Industries untuk membentuk perusahaan rintisan bernama Neorizon, untuk menyediakan produk inovatif dengan fokus pada mobilitas otonom. Untuk mencapai ini, perusahaan menyatukan keahlian mereka dalam manufaktur digital dan pencetakan 3D polimer dan logam.

LM Industries didirikan tahun lalu (2018) oleh Local Motors, perusahaan di balik beberapa kendaraan cetak 3D yang paling banyak dibicarakan di industri. Pada tahun 2016, Local Motors 3D-printed Olli, sebuah shuttle self-driving, dibuat dengan 90 persen lebih sedikit suku cadang daripada kendaraan tradisional, dan dengan 100 persen suku cadang yang dapat didaur ulang. Perusahaan menggunakan pencetakan 3D untuk memproduksi dan merakit kendaraan di pabrik mikro lokal, sehingga mencapai produksi yang lebih fleksibel dan gesit.

Menurut LM Industries, 'infrastruktur transportasi saat ini dan manufaktur massal yang ada terlalu tidak fleksibel dan padat modal untuk melayani tren teknologi yang berkembang dan permintaan konsumen yang berubah'.

Untuk memberikan lebih banyak fleksibilitas dalam pengembangan dan produksi produk, Neorizon akan mendirikan pabrik mikro lokal, yang akan memungkinkannya merancang dan memproduksi produk lebih cepat dan dengan fleksibilitas yang lebih besar.

Meskipun saat ini tidak jelas secara pasti produk apa yang akan dikembangkan oleh perusahaan rintisan tersebut, fokusnya kemungkinan besar pada penerbangan. Saat ini, ada minat yang berkembang untuk menggunakan pesawat sebagai taksi terbang atau kendaraan pengiriman, sehingga ini bisa menjadi salah satu area yang dapat dijelajahi oleh Neorizon.

Apa pun yang dikembangkan Neorizon, kemitraan seperti ini menjadi indikator lain dari pergeseran menuju manufaktur digital, di mana pencetakan 3D memainkan salah satu peran kuncinya. Pada akhirnya, ini berarti bahwa kedua perusahaan yakin akan potensi AM untuk membantu mereka memikirkan kembali masa depan mobilitas otonom.

5. Peluang baru untuk biro layanan pencetakan 3D 

Pada bulan September, Voodoo Manufacturing, penyedia layanan pencetakan 3D yang berbasis di AS, meluncurkan Voodoo Clear Aligners, layanan manufaktur dan distribusi gigi baru.

Perusahaan ini menggunakan teknologi berbasis resin Formlabs untuk membuat 20.000 cetakan pelurus gigi. sebulan. Pada akhir tahun, ia berencana untuk meningkatkan produksinya menjadi 80.000 cetakan per bulan.

Meski mengejutkan, langkah Voodoo Manufacturing ke pasar clear aligner sudah cukup beralasan. Pasar pelurus yang jelas sedang mengalami pertumbuhan yang luar biasa, dan Voodoo ingin mengklaim bagiannya.

Dalam banyak hal, pertumbuhan ini dapat dikaitkan dengan pengenalan teknologi digital, seperti pencetakan 3D gigi.

Pada dasarnya, aligner bening adalah alat yang digunakan untuk mengatur dan meluruskan gigi. Mereka pada dasarnya adalah produk individual, karena posisi dan bentuk gigi setiap orang berbeda. Pencetakan 3D adalah satu-satunya teknologi yang memungkinkan profesional gigi untuk menyesuaikan pelurus gigi bening dengan biaya efektif melalui produksi cetakan.

Cetakan ini kemudian digunakan dalam proses yang disebut thermoforming, dimana plastik khusus dipanaskan sampai menjadi lentur dan kemudian dibentuk menjadi bentuk cetakan.

Diperkirakan sebagian besar aligner bening saat ini diproduksi menggunakan cetakan cetak 3D. Untuk aplikasi volume tinggi seperti itu, kecepatan dan otomatisasi menjadi dua prioritas utama, yang telah menjadi pusat bisnis Voodoo Manufacturing sejak awal.

Biro jasa percetakan 3D lainnya bisa memperhatikan. Dengan begitu banyak bahan dan teknologi yang berbeda di luar sana, menjadi penting bagi biro jasa untuk berspesialisasi dalam bidang-bidang tertentu agar tetap kompetitif.

Lompatan Voodoo Manufacturing ke pasar pelurus yang jelas menunjuk ke area lain di mana biro layanan pencetakan 3D dapat membangun keahlian. Karena pasar aligner yang jelas terus tumbuh, dengan lebih banyak perusahaan bergabung, beberapa penyedia layanan lain mungkin mengikuti setelan Voodoo Manufacturing untuk mengisi ceruk pasar yang semakin menguntungkan.

Kekuatan pengaturan tren dari pencetakan 3D

Industri yang mengadopsi pencetakan 3D menjadi semakin percaya diri dengan teknologi ini. Seiring tumbuhnya kepercayaan, perusahaan bersedia bereksperimen dengan pencetakan 3D untuk menemukan aplikasi dan peluang bisnis baru. Ini pada akhirnya membantu membentuk tren baru di seluruh industri, baik itu pengembangan produk medis canggih atau produksi roket yang sepenuhnya dicetak 3D.

Jelas, pencetakan 3D, karena bergerak di luar prototyping, memiliki potensi luar biasa untuk mendorong inovasi, memberikan perusahaan tidak hanya kesempatan untuk membedakan diri dari persaingan, tetapi juga untuk mengembangkan sesuatu yang bisa menjadi hal besar berikutnya .