Manufaktur Aditif dalam Pendidikan:UMass Amherst ADDFab
Dave Follette adalah kepala fasilitas ADDFab (Advanced Digital Design and Fabrication Core Facility) di UMass Amherst.
Industri manufaktur aditif telah berubah secara dramatis dalam dekade terakhir, dan demikian juga aditif dalam pendidikan. Sekarang, siswa, termasuk anak-anak saya sendiri, sudah mengenal pencetakan 3D sejak sekolah dasar. Namun, sebagian besar peluang pendidikan awal menghubungkan siswa dengan printer kelas konsumen. Tujuan saya adalah untuk berbagi kemampuan manufaktur tingkat industri pencetakan 3D dengan siswa sehingga mereka dapat belajar bagaimana menerapkannya di dunia nyata dan memahami aplikasi komersial aditif.
Semakin banyak perusahaan yang menggunakan aditif untuk produksi, dan saat seluruh dunia mulai memahami bahwa printer 3D tidak hanya untuk mainan, kami telah berupaya membangun fasilitas yang memberikan pengalaman langsung kepada siswa dengan printer yang menghasilkan suku cadang kelas industri berkualitas.
Saya menjalankan Advanced Digital Design and Fabrication Core Facility (ADDFab) di Life Science Labs di UMass Amherst. ADDFab adalah desain digital lengkap dan lab fabrikasi aditif dengan beberapa printer dan teknologi printer.
Sebagian besar printer di ADDFab dioperasikan oleh staf mahasiswa sarjana, atau mahasiswa pascasarjana yang melakukan penelitian. Semua printer dibeli dengan hibah dari persemakmuran Massachusetts' Life Sciences Council (MLSC). Kami tidak terikat dengan produsen printer tertentu dan kami bekerja dengan berbagai macam perusahaan dan organisasi tanpa konflik kepentingan, untuk pendidikan dan teknologi tambahan.
Mengingat potensi luas yang hadir dengan laboratorium printer 3D kelas atas, kami mencoba memfokuskan upaya kami di tiga bidang utama:
Desain dan Cetak Bagian Hebat
Layanan kami yang paling umum adalah merancang dan mencetak suku cadang kelas industri. Kami menggunakan berbagai bahan pencetakan 3D, termasuk nilon-12, baja tahan karat, polimer yang diperkuat serat, dan bahan campuran yang diawetkan dengan UV. Dengan begitu banyak pilihan, kami dapat memenuhi hampir setiap kebutuhan manufaktur aditif di kampus dan di area lokal.
Jajaran printer kami mencakup Markforged Onyx One dan Mark Two. Itu membuka mata saya ketika saya bergabung dengan lab untuk menggunakan lima antarmuka perangkat lunak yang berbeda untuk bekerja dengan masing-masing printer. Eiger berbasis web Markforged sejauh ini adalah favorit saya. Hal lain yang sangat saya sukai dari printer Markforged kami adalah mereka "memanaskan" dan mulai mencetak dengan sangat cepat. Printer lain memiliki prosedur pengaturan yang rumit, atau berjam-jam untuk memanaskan kepala, atau membuat volume, atau baki. Ini menjadikannya printer yang sangat baik untuk pembuatan prototipe cepat. Karena juga mudah dioperasikan, saya merasa nyaman dengan banyak siswa yang menggunakan printer Markforged sendiri— jadi jika mereka ingin mengerjakan proyek pada pukul dua pagi, mereka dapat membuat prototipe bagian dalam hitungan jam dan tidak perlu untuk menungguku.
Riset di Manufaktur Aditif
Area fokus kedua di ADDFab adalah penelitian dasar dalam manufaktur aditif, yang umumnya terbagi dalam dua kategori. Yang pertama berfokus pada bahan, umumnya logam, untuk menentukan paduan baru apa yang paling cocok untuk pencetakan 3D. Paduan logam tradisional dioptimalkan untuk proses manufaktur lainnya, jadi bagaimana jika Anda ingin mengoptimalkan paduan untuk proses manufaktur aditif?
Area penelitian kedua melibatkan pencetakan geometri baru. Kisi-kisi adalah fokus utama dalam penelitian ini dan ada begitu banyak konsep berbeda yang dipertimbangkan. Kontribusi kami adalah membantu perusahaan memahami bagaimana menggunakan teknologi printer yang tersedia untuk mendapatkan geometri yang mereka inginkan. Karya ini adalah sains dan seni dan biasanya melibatkan pengembangan beberapa trik untuk mendapatkan cetakan yang sempurna.
Mengajar
Fokus utama ketiga dari ADDFab adalah pengajaran. Kami mendukung kelas sarjana dan pascasarjana tentang manufaktur aditif dan menunjukkan kepada siswa cara menggunakan mesin ini. Sebagai seorang insinyur sendiri, saya pikir penting untuk memahami proses manufaktur ketika Anda merancang suku cadang, dan saya ingin membantu siswa memahami kemampuan (dan keterbatasan) alat manufaktur aditif komersial.
Kami juga memimpin lokakarya langsung untuk audiens industri, memberikan pengalaman langsung dalam menggunakan printer kelas atas ini. Kami sering meminta siswa membantu secara ekstensif dengan bagian dari kelas, memberikan kesempatan untuk membuat koneksi dengan anggota industri. Sebagian besar alumni ADDFab telah memanfaatkan pengalaman mereka dan terus bekerja di industri aditif.
Proyek ADDFab Terbaru
Dukungan ADDFab terhadap perusahaan lokal berlanjut selama pandemi COVID-19. Baru-baru ini, kami bekerja sama dengan proyek Open Source Respirator untuk mengembangkan respirator yang dapat diproduksi massal dan digunakan kembali untuk membantu pandemi COVID-19. Kami membantu membuat prototipe rongga cetakan, model wajah, dan berbagai komponen untuk respirator ini. Dalam proyek ini, staf mahasiswa menjalankan semua printer dan mengirimkan komponen cetak 3D.
Di sisi akademis, kami baru-baru ini ditugaskan untuk membuat sensor non-elektronik untuk proyek penelitian ilmu komputer. Saat perintah tinggal di rumah mulai berlaku, saya dapat membawa pulang Markforged Onyx One dan Makerbot untuk mengurangi waktu saya di kampus. Kombinasi keduanya bekerja dengan sangat baik. Bahan Markforged Onyx sangat bagus, tetapi tidak cukup kenyal untuk pegas rambut yang kami butuhkan, di mana PLA adalah kekakuan yang tepat. Saya lebih suka Markforged untuk kualitas umum dan penyelesaian suku cadang, tetapi tidak dapat menyelesaikan proyek tanpa kedua printer.
Masa Depan ADDFab
Saya selalu terkejut, mengingat betapa sedikitnya perekrutan siswa yang harus saya lakukan, betapa banyak siswa yang menemukan saya sendiri dan ingin bergabung dengan lab. Mereka semua sangat tertarik dengan aditif, ingin terlibat, dan mereka tahu bahwa aditif adalah masa depan manufaktur. Tujuan kami adalah untuk menunjukkan kepada mahasiswa, kampus, dan komunitas hal-hal menakjubkan yang dapat Anda lakukan dengan pencetakan 3D. Tentu saja, kami juga sangat menikmati memberikan bagian yang bagus untuk orang-orang, memajukan penelitian, dan membantu siswa menemukan peluang besar di industri aditif.
Untuk info lebih lanjut, Anda dapat menghubungi Dave di [email protected] atau kunjungi umass.edu.ials/addfab
