Ikhtisar pengaliran binder

Apa itu binder jetting? Pada tahun 1993, Massachusetts Institute of Technology mengembangkan bentuk pencetakan 3D Inkjet-in-powder-bed ini untuk mencetak bagian-bagian kompleks dari berbagai bahan. Saat ini, ada aplikasi pengaliran pengikat di beberapa industri, dan Anda dapat membuat semuanya mulai dari bagian logam hingga inti pengecoran pasir besar hingga prototipe penuh warna. Pengaliran pengikat cepat dan hemat biaya, tetapi banyak tim produk tidak terbiasa dengan proses pembuatan ini. Inilah yang perlu Anda ketahui.

Apa yang dimaksud dengan pengaliran pengikat?

Sementara banyak metode pencetakan 3D lainnya menggunakan nosel tunggal atau laser untuk membuat bagian lapis demi lapis, pengaliran pengikat menyemprotkan pengikat cair ke lapisan bubuk. Faktanya, proses pencetakan 3D binder jetting mirip dengan bagaimana printer 2D menambahkan tinta ke kertas. Ini terutama digunakan untuk mencetak logam, pasir, dan keramik dan dikenal karena kecepatan, keterjangkauan, dan kemampuannya untuk mencetak sebagian besar.

Untuk memulai proses pengaliran binder, Anda harus membuat model digital bagian Anda, mengirisnya, dan mengirimkannya ke mitra manufaktur Anda. Mereka kemudian akan memasukkannya ke dalam printer pengaliran binder. Kemudian, pisau atau roller pelapis ulang akan menyebarkan lapisan tipis bubuk di atas platform pembuatan, dan kereta dengan nozel Inkjet akan melewati lapisan bubuk, menyimpan tetesan zat pengikat. Jika Anda membuat bagian penuh warna, mesin juga akan menyimpan tinta berwarna selama langkah ini.

Platform build kemudian akan diturunkan sesuai dengan ketebalan lapisan model Anda. Sebagian besar model penuh warna memiliki tinggi lapisan 100 mikron, sebagian besar bagian logam memiliki tinggi lapisan 50 mikron, dan sebagian besar bahan cetakan pengecoran pasir memiliki tinggi lapisan antara 200 dan 400 mikron. Selanjutnya, bilah atau roller akan melapisi permukaan, dan prosesnya akan berulang hingga bagian Anda selesai. Insinyur Anda kemudian dapat menyembuhkan bagian Anda untuk meningkatkan kekuatannya, dengan lembut membebaskannya dari bedak tabur di tempat tidur bedak Anda, dan membersihkannya menggunakan sikat atau udara bertekanan.

Bagian yang baru saja dibuat menggunakan pengaliran pengikat berada dalam keadaan hijau dan biasanya memiliki porositas tinggi dan sifat mekanik yang buruk. Dengan demikian, teknisi Anda mungkin menambahkan beberapa langkah pasca-pemrosesan setelah pencetakan, yang akan bervariasi tergantung pada bahan bagian Anda. Misalnya, bagian logam mungkin perlu disinter dengan logam bersuhu rendah seperti perunggu. Jika Anda memiliki bagian penuh warna, teknisi Anda mungkin menyusupnya dengan akrilik untuk meningkatkan semangatnya. Jika Anda memiliki inti atau cetakan pengecoran pasir, tidak diperlukan pemrosesan tambahan.

Material pengikat pengikat bahan umum

Bahan pengikat pengikat terbagi dalam tiga kategori — bubuk, pasir, dan logam.

Batu pasir dan bubuk PMMA

Karena mesin cetak 3D pengaliran pengikat sering kali memiliki kepala cetak sekunder yang menambahkan warna saat kepala cetak utama menambahkan bahan pengikat, mudah untuk membuat model penuh warna menggunakan bubuk batu pasir atau polimetil metakrilat (PMMA). Namun, bagian yang dihasilkan akan sangat rapuh — bahkan setelah diproses — dan paling baik digunakan sebagai model non-fungsional seperti peta topografi atau patung.

Pasir

Pasir dan pasir silika relatif terjangkau, sehingga sangat bagus untuk membuat cetakan dan inti sekali pakai. Binder jetting sand tidak hanya memungkinkan Anda membuat geometri kompleks yang akan sulit atau tidak mungkin dibuat dengan metode tradisional, tetapi Anda juga akan dapat mencapai akurasi dimensi ± 0,3 mm. Perhatikan juga bahwa:

• Anda tidak memerlukan pasca-pemrosesan tambahan.
• Ketebalan lapisan untuk inti dan cetakan pengecoran pasir biasanya berkisar antara 200 dan 400 m.
• Ukuran bangunan bisa sebesar 2200 x 1200 x 600 mm.

Logam

Pengaliran pengikat juga merupakan pilihan populer untuk logam pencetakan 3D. Ini hingga 10 kali lebih ekonomis daripada sintering laser selektif (SLS) atau peleburan laser selektif (SLM) dan menawarkan ukuran build yang relatif besar hingga 800 x 500 x 400 mm. Pengaliran pengikat juga memungkinkan geometri yang kompleks, tidak memerlukan struktur pendukung, dan memiliki akurasi dimensi ± 0,2 mm.

Pengaliran pengikat kompatibel dengan baja, titanium, kromit, tembaga, dan banyak lagi, tetapi Anda harus memproses ulang bagian Anda untuk meningkatkan kekuatannya, apa pun logam yang Anda gunakan. Opsi pasca-pemrosesan meliputi:

• Infiltrasi: Infiltrasi melibatkan menempatkan bagian yang diawetkan dalam tungku panas. Setelah bahan pengikat terbakar, kepadatan bagian akan berkurang menjadi sekitar 60%. Insinyur Anda kemudian dapat mengisi kekosongan yang tertinggal dengan perunggu atau logam suhu leleh rendah lainnya hingga mencapai setidaknya 90% kepadatan. Bagian yang terinfiltrasi relatif kuat dan memiliki sifat mekanik yang baik, tetapi akan menjadi sekitar 2% lebih kecil setelah infiltrasi.

• Sintering: Jika Anda menginginkan sifat mekanik yang lebih baik, Anda dapat membuat bagian logam Anda disinter. Sintering melibatkan pemanasan bagian dalam tungku untuk memanggang pengikatnya dan menggabungkan partikel logamnya. Bagian yang disinter memiliki ketahanan korosi yang tinggi dan porositas 3%, tetapi kelemahannya adalah sering menyusut sekitar 20% dari ukuran awalnya. Penyusutan ini mungkin tidak seragam, yang dapat menyebabkan ketidakakuratan pasca-pencetakan, meskipun desain Anda telah menyumbang penyusutan 20%.

Kelebihan dan kekurangan pengaliran pengikat

Saat Anda memilih pengaliran binder, Anda dapat:

• Mencapai akurasi dimensi yang relatif tinggi: Karena pengaliran pengikat terjadi pada suhu kamar, Anda tidak perlu khawatir tentang lengkungan dan bagian Anda akan tetap sangat akurat secara dimensi. Jika Anda mengikat pengikat dengan logam, Anda juga tidak perlu khawatir untuk menghilangkan tegangan sisa selama pasca-pemrosesan sekunder. Namun, Anda mungkin akan melihat penyusutan setelah sintering.

• Hemat uang: Binder jetting bagian logam lebih dari sepuluh kali lebih ekonomis daripada menggunakan SLM atau SLS. Tidak hanya lebih terjangkau, tetapi juga menggunakan lebih sedikit energi karena menggunakan zat pengikat cair, bukan laser. Plus, binder jetting keramik dan bubuk logam biasanya lebih terjangkau daripada bubuk untuk SLS dan SLM. Demikian pula, Anda dapat memproduksi prototipe penuh warna melalui pengaliran binder dengan biaya yang lebih murah untuk memproduksinya melalui SLS, SLM, atau pengaliran material.

• Lupakan struktur pendukung: Dalam pengaliran pengikat, bubuk yang tidak terikat memberikan semua dukungan yang dibutuhkan bagian Anda, menghilangkan kebutuhan akan struktur pendukung dan memberi Anda lebih banyak kebebasan desain. Ini juga berarti waktu pasca-pemrosesan yang lebih pendek dan konsumsi bahan yang lebih sedikit dibandingkan dengan teknologi pencetakan 3D lainnya.

• Mengurangi limbah: 100% bubuk yang tidak terpakai dapat digunakan kembali untuk cetakan berikutnya, membantu Anda menghemat bahan dan uang. Sebagai perbandingan, hanya 50% bubuk yang digunakan oleh printer 3D SLS yang dapat digunakan kembali.

• Memproduksi sebagian besar atau beberapa bagian yang lebih kecil dengan cepat secara bersamaan: Mesin jetting pengikat memiliki volume build hingga 2200 x 1200 x 600 mm, yang berarti Anda dapat memproduksi suku cadang besar atau sekaligus membuat beberapa suku cadang yang lebih kecil.

Namun, ada beberapa kelemahan yang perlu dipertimbangkan saat menggunakan binder jetting. Perlu diingat bahwa:

• Bagian pengaliran pengikat logam akan memiliki sifat mekanik yang lebih rendah daripada rekan-rekan SLS-nya karena porositasnya yang lebih tinggi.
• Pengaliran binder menawarkan pilihan material yang terbatas dibandingkan dengan proses pencetakan 3D lainnya.
• Suku cadang rapuh dalam keadaan hijau, yang berarti Anda hanya dapat mencetak detail kasar.
• Sebagian besar bagian pengikat pengikat memerlukan pasca-pemrosesan, yang dapat secara signifikan memperpanjang waktu produksi dan menimbulkan ketidakakuratan.

Pencetakan 3D dengan Radius Cepat

Binder jetting adalah teknologi cepat dan terjangkau yang bagus untuk cetakan besar dan prototipe penuh warna. Apakah binder jetting merupakan proses terbaik untuk proyek Anda berikutnya? Bekerja dengan mitra manufaktur yang berpengalaman dapat membantu Anda membuat keputusan yang tepat.

Di Fast Radius, tim profesional kami memiliki pengalaman bertahun-tahun dengan teknologi pencetakan 3D terbaru. Kami dapat membantu mengoptimalkan desain Anda untuk pencetakan 3D, memilih bahan dan metode pencetakan 3D yang sesuai dengan kebutuhan Anda, dan banyak lagi. Hubungi kami hari ini untuk memulai.