Teknologi Pencetakan 3D (Bagian 2)

Bagian Kedua:Teknologi Pencetakan 3D

Pencetakan 3D—juga dikenal sebagai manufaktur aditif (AM)—menawarkan berbagai macam teknologi pencetakan yang berbeda untuk dipilih. Meskipun perbedaan signifikan mungkin ada di antara masing-masing metode, semua teknik pencetakan 3D beroperasi dengan prinsip dasar yang sama:Teknologi manufaktur aditif membuat benda kerja lapis demi lapis atau dengan pengendapan di sepanjang jalur terprogram.

Berdasarkan metode pembuatan lapisan, teknologi pencetakan 3D dibagi menjadi tujuh kategori:

1. Ekstrusi Logam

Nosel atau lubang lainnya secara selektif membagi-bagikan bahan. Setelah lapisan selesai, platform pembangunan bergerak ke bawah atau kepala ekstrusi bergerak ke atas, dan lapisan berikutnya diekstrusi dan dilekatkan ke lapisan sebelumnya. Teknologi ini terutama berhubungan dengan material seperti:

• Termoplastik
• Logam eutektik
• Keramik
• Komposit
• Memodelkan tanah liat
• tanah liat berisi logam
• Beton
• Makanan
• Sel hidup

Teknologi ini mencakup dua subkategori:fused deposition modeling (FDM) atau fused filament fabrication (FFF). Penyedia utama teknologi ini termasuk Stratasys, Arbur, Aleph Objects, Beijing Tiertime, MarkerBot Industries, dan Ultimaker. Teknologi ekstrusi logam mewakili basis terpasang terbesar dari mesin AM. Proses ini dipelopori oleh Stratasys.

2. Pengaliran Bahan

Satu atau lebih kepala cetak inkjet menyimpan tetesan kecil bahan bangunan saat bergerak melintasi bedak. Karena beberapa kepala cetak dapat digunakan, masing-masing dapat mencetak bahan yang berbeda. Teknologi ini juga dapat mengadopsi teknologi “tulis langsung”, yang mengatomisasi bahan cetak berukuran nanopartikel dan menggabungkannya dengan gas pembawa inert menjadi aerosol, lalu mendorong aerosol ke permukaan.

Teknologi ini berkaitan dengan materi seperti:

• Fotopolimer
• Bahan seperti lilin
• Logam/non-logam
• Konduktor
• Dielektrik

Penyedia utama termasuk Sistem 3D, Stratasys, Solidscape, dan Keyence. Teknologi ini dapat menghasilkan pola casting investasi.

3. Pengaliran Pengikat

Pengaliran pengikat dengan cermat menyimpan zat pengikat cair menggunakan nozel kepala cetak inkjet untuk menggabungkan bahan bubuk. Tidak seperti pengaliran bahan, bahan yang disalurkan melalui nosel bukanlah bahan bangunan mentah melainkan bahan pengikat cair yang diendapkan ke lapisan bubuk untuk menahan bubuk dalam bentuk yang diinginkan.

Teknologi ini bekerja dengan:

• Polimer akrilik
• Logam
• Pasir
• Keramik

Penyedia utama teknologi ini termasuk 3D Systems, ExOne Company, Voxeljet Technology GmbH, Microjet Technology, Digital Metal, dan HP. Metode ini dapat digunakan untuk membangun pola pasir untuk proses pengecoran pasir.

4. Laminasi Lembar

Laminasi lembaran mengikat lapisan bahan lembaran untuk mewujudkan sebuah desain. Bahan lembaran dapat berupa kertas yang diolah dengan perekat yang membentuk padat mirip dengan kayu lapis ketika dilaminasi menjadi objek yang terbentuk sepenuhnya, atau foil logam dan pita yang malah membuat bagian logam. Laminasi lembaran juga disebut Laminated Object Manufacturing (LOM).

Penyedia utama teknologi ini termasuk Helisys, Micro Technologies, dan Fabrisonic.

5. Fotopolimerisasi PPN

Fotopolimer cair yang terkandung dalam tong secara selektif disembuhkan menggunakan polimerisasi yang diaktifkan cahaya. Teknologi ini hanya bekerja dengan photopolymers. Ada dua jenis teknologi fotopolimerisasi tong yang saat ini ada di pasaran.

• Stereolitografi (SLA) menggunakan laser ultraviolet dan cermin pemindai X-Y yang dipasang pada galvanometer yang dipandu komputer untuk menyembuhkan lapisan atas fotopolimer cair di dalam tong. Setiap titik yang disentuh oleh laser kemudian disembuhkan. SL adalah proses terdepan yang tak terbantahkan di tahun-tahun awal AM.

• Polimerisasi vat telah diperluas untuk juga mencakup pemrosesan cahaya digital (DLP). Alih-alih menggunakan laser sebagai sumber cahaya untuk proses curing, printer DLP AM menampilkan layar proyektor cahaya digital untuk memproyeksikan dan menyembuhkan seluruh gambar lapisan sekaligus.

Penyedia utama teknologi ini antara lain Sistem 3D, Envisiontec, DWS, Asiga, dan Rapid Shape.

6. Penggabungan Power Bed

Energi panas secara selektif memadukan daerah-daerah lapisan serbuk. Energi panas melelehkan bahan bubuk, yang kemudian berubah menjadi fase padat saat mendingin. Sumber energi yang digunakan dalam teknologi ini dapat berupa laser atau berkas elektron.

Proses ini juga dikenal sebagai:

• Sintering Laser
• Sintering Laser Logam Langsung
• Sintering Laser Selektif
• Pencairan Sinar Elektron
• Pencairan Laser Selektif

Teknologi berbasis laser menghasilkan permukaan akhir yang lebih baik dan detail yang lebih halus daripada penyiapan berkas elektron. Berkas elektron lebih mahal di muka, tetapi juga lebih cepat dan menghasilkan bagian dengan tingkat tegangan sisa yang lebih rendah.

Mayoritas sistem AM logam menggunakan proses fusi unggun bubuk. EOS adalah proses AM logam yang mapan dengan basis terpasang terbesar. Proses fusi bubuk energi tinggi (PBF) mengancam untuk mengambil pangsa pasar dari industri pengecoran investasi tradisional meskipun biayanya tinggi. Proses PBF dapat menghasilkan bentuk 3D kompleks dari paduan yang hampir cocok dengan kualitas metalurgi dari coran investasi. SLM adalah metode AM yang paling matang dan menguasai lebih dari 70% pasar pencetakan logam.

Teknologi ini bekerja dengan polimer, logam, dan pasir. Penyedia utama meliputi sistem 3D, EOS, Arcam, SLM Solutions, Realizer, Concept Laser, Aconity3D, Proto Labs, dan banyak lagi.

7. Deposisi Energi Terarah

Energi panas digunakan untuk melebur material saat material diendapkan. Dalam kebanyakan kasus, laser adalah sumber energi, dan materialnya adalah sejenis serbuk logam. Sistem gerak 4 atau 5 sumbu digunakan untuk memposisikan kepala deposisi. Teknologi ini hanya bekerja dengan bahan logam, tetapi lebih dari satu jenis bahan logam dapat digunakan dalam satu waktu.

Penyedia utama teknologi Directed Energy Deposition (DED) termasuk Optomec, POM Group, BeAM, Trumpf, RPM, dan Innovations. DED juga dikenal sebagai Blown Powder AM dan Laser Cladding. Ini adalah metode yang cocok untuk menambahkan material benda kerja yang ada, sehingga optimal untuk perbaikan atau modifikasi suku cadang.

Tetap Terkini dengan Impro

Di Impro, kami berusaha untuk tetap mengikuti perkembangan teknologi manufaktur terbaru dan bagaimana teknologi tersebut dapat bermanfaat bagi pelanggan kami. Jika Anda ingin mengetahui lebih banyak tentang pencetakan 3D dan bagaimana perbandingannya dengan metode pembuatan yang lebih tradisional, silakan unduh eBuku gratis kami.

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang masa depan Pencetakan 3D, ikuti terus Bagian 3 dari seri tiga bagian kami tentang topik ini, yang akan berfokus pada inspeksi dan pengujian. Anda juga dapat mengunduh eBuku gratis kami— “Pencetakan 3D vs. Manufaktur Konvensional”— hari ini!