Akankah 3D-Printing Menggantikan Industri Perkakas?

Diposting pada 11 November 2019, | By WayKen Rapid Manufacturing

Manufaktur produk tidak hanya melibatkan pemrosesan bagian yang sebenarnya dan perakitan mereka. Proses produksi melibatkan banyak tugas tambahan seperti mengembangkan pengepakan, memikirkan logistik, dan yang paling penting – mengembangkan dan memproduksi perkakas. Perkakas adalah arti umum untuk komponen yang diperlukan untuk keberhasilan produksi semua komponen dalam volume yang diperlukan dan dengan semua persyaratan yang ditentukan. Industri perkakas menelan biaya miliaran dolar untuk pengusaha di seluruh dunia. Biaya untuk perkakas dapat mencapai hingga 50% dari total biaya produk. Namun, teknologi baru sedang dikembangkan untuk mengurangi waktu dan harga perkakas. Pencetakan 3D telah terbukti menjadi teknik yang andal dan menjanjikan untuk pekerjaan seperti itu.

Selama bertahun-tahun teknologi manufaktur aditif atau biasa disebut 3D-printing adalah analogi dengan proses konvensional menyalin gambar digital 2D pada selembar kertas. Sebagai teknik matang, presisi, kekuatan bagian, permukaan akhir, dan berbagai bahan untuk manufaktur aditif telah tumbuh secara drastis. 5 tahun yang lalu bagian yang dicetak hanya dapat digunakan untuk maket dan presentasi. Hari ini kita mendengar komponen logam tercetak dipasang pada mesin Airbus, pesawat ulang-alik, dan mobil. Itu berarti pencetakan 3D juga berguna untuk perkakas. Jika kita mempertimbangkan perkembangan yang begitu cepat, mungkinkah pencetakan 3D dapat menggantikan semua proses konvensional untuk pembuatan perkakas di seluruh Industri?

Pencetakan 3D Plastik untuk Mengganti Perkakas Lunak

Perkakas lunak biasanya disebut elemen seperti yang tidak memerlukan banyak cacat. Contoh paling umum dari perkakas lunak adalah cetakan silikon untuk pengecoran plastik. Mereka dibuat dari campuran silikon sembuh yang berbeda sedangkan perkakas keras untuk cetakan Injeksi terbuat dari paduan logam. Daya tahannya sangat kecil dibandingkan dengan perkakas keras (hanya 1-1000 bagian tergantung pada kerumitannya) tetapi harganya jauh lebih murah. Cetakan silikon sangat cocok untuk digunakan dalam pekerjaan pembuatan prototipe, manufaktur volume kecil, dan kustomisasi. Anda hanya memerlukan model master dan satu atau dua bentuk cetakan untuk menghasilkan sejumlah kecil komponen yang signifikan. Jadi, bagaimana manufaktur aditif dapat meningkatkan dan menggantikan proses konvensional di sini?

Hubungi WayKen untuk mengetahui detail lebih lanjut tentang pembuatan prototipe cetakan injeksi cepat.

Peningkatan Oleh Manufaktur Aditif

Pertama, pencetakan 3D sudah memainkan peran penting dalam pengecoran silikon. Ini sangat diperlukan untuk pembuatan model master. Pencetakan 3D unggul dalam menghasilkan satu bagian khusus dan keuntungannya adalah kompleksitas geometri tidak banyak berperan dalam waktu dan biaya akhir. Satu bagian kompleks khusus adalah definisi model utama untuk pengecoran plastik. Setelah master-part selesai, ia direndam dalam silikon cair dan kemudian setelah mengeras, diperoleh dua bagian die.

Bagaimana jika kita melangkah lebih jauh dan memproduksi silikon mati sendiri hanya dengan mencetak cetakan silikon. Itu akan menghilangkan kebutuhan untuk bagian master dan itu adalah pasca-pemrosesan. Printer 3D modern tidak cukup mencapai permukaan akhir yang diperlukan dengan bahan yang diperlukan tetapi mereka dapat menghasilkan bagian yang sangat halus dengan polimer yang lebih lembut. Siapa yang mengatakan bahwa printer tidak akan dapat mencapai presisi yang sama pada bahan yang lebih kompleks dalam beberapa tahun? Ketika itu terjadi, industri perkakas silikon konvensional akan berada dalam masalah.

Pencetakan 3D dan Industri Cetakan Injeksi

Kami telah melihat perkakas lunak. Sekarang mari kita lihat apa yang dapat dibawa oleh pencetakan 3D ke dalam industri perkakas keras. Mayoritas industri ini melibatkan cetakan baja tahan lama untuk bagian cetakan injeksi plastik. Namun, perkakas keras termasuk cetakan penempaan logam, perlengkapan permesinan, dan alat penjepit pengukur (atau seluruh unit peralatan pengukur khusus untuk bagian tertentu).

Perkakas Keras Untuk Berbagai Industri

Perkakas keras paling sering diproduksi oleh mesin CNC. Dies dan perlengkapannya terbuat dari baja tahan karat atau paduan logam keras, yang dapat diberi perlakuan panas untuk lebih meningkatkan umurnya. Bahan seperti itu sangat sulit untuk diproses. Itulah sebabnya pemrosesan manufaktur perkakas keras menghabiskan banyak uang dan menghabiskan sebagian besar waktu tunggu produk.

Perkakas keras biasanya diproduksi sebagai satu unit atau sebagai batch yang sangat kecil. Ini umumnya memiliki geometri yang sangat kompleks dengan fitur internal. Situasi ini persis di mana pencetakan 3D unggul. Namun, manufaktur aditif belum banyak digunakan untuk memproduksi cetakan.

Alasan Kami Belum Melihat Manufaktur Aditif

Ada beberapa alasan untuk itu. Salah satu alasannya adalah bahwa Manufaktur Aditif logam belum memberikan presisi dan permukaan akhir yang dapat dicapai oleh bagian-bagian mesin CNC. Jadi, Anda tidak bisa sepenuhnya menghindari pemrosesan dengan alat pemotong. Semua itu berarti Anda tidak dapat menghindari pasca-pemrosesan dan biaya suku cadang pasca-proses lebih tinggi. Namun, alasan yang paling penting adalah bahwa sifat kelelahan dari bagian yang disinter belum diteliti dengan baik. Ini berarti bahwa daya tahan bagian yang dicetak tidak dapat diramalkan dengan andal. Setelah lebih banyak uji penelitian dijalankan, kami dapat menetapkan kurva kelelahan keseluruhan dari bahan yang disinter. Setelah itu selesai, dimungkinkan untuk menggunakan manufaktur aditif untuk komponen yang tahan lama. Selain itu, tidak banyak bahan yang cocok untuk sintering bagian logam sehingga variasi dies terbatas.

Masa Depan Perkakas

Sekarang setelah kita mengetahui keterbatasan pencetakan 3D dalam logam saat ini, mari kita lihat apa yang mungkin terjadi di masa depan ketika keterbatasan itu akhirnya diatasi. Jika kami mengembangkan printer yang dapat membuat suku cadang yang presisi dari komponen yang kompleks, kecepatan produksi akan benar-benar meroket. Dies akan diproduksi hanya dalam beberapa hari dan jauh lebih murah dibandingkan dengan manufaktur saat ini. Biaya pemesinan satu bagian sangat tinggi sementara pencetakan 3d hewan peliharaan khusus sebenarnya lebih menguntungkan daripada membuat batch. Kekerasan material tidak akan menjadi masalah karena dilebur secara lokal dan tidak dipotong.

Dan yang tak kalah pentingnya, manufaktur aditif dapat menambahkan banyak hal dalam hal saluran pendingin bagian dalam. Bor dan bor tidak dapat mencapai rongga dan ruang yang lebih dalam, yang menghasilkan tingkat pendinginan yang berbeda. Namun, teknologi aditif dapat menawarkan berbagai bentuk saluran yang efisien, tersebar merata di seluruh rongga, dan tidak menambah biaya cetakan.

Kesimpulan

Manufaktur aditif memiliki jalan panjang untuk menggantikan metode pembuatan perkakas konvensional yang sangat mudah. Namun, setelah teknologi matang dan sifat bagian-bagiannya dipahami dengan lebih baik, metode konvensional tidak akan memiliki peluang.