Apa itu Rapid Prototyping, dan Bagaimana Anda Memilih Metode Prototyping yang Ideal?
Jika Anda baru saja membuat desain produk, maka Anda mungkin telah menjawab beberapa pertanyaan umum yang mungkin diajukan pabrikan untuk Anda. Misalnya, apa pilihan material Anda, dimensi, kekuatan, dan persyaratan toleransi, dan berapa banyak unit yang ingin Anda produksi?
Namun, bahkan setelah Anda menjawab semua pertanyaan ini, Anda tidak dapat mengesampingkan kemungkinan kegagalan ketika Anda mulai memproduksi secara massal produk akhir Anda. Salah satu cara desainer produk papan atas mengurangi risiko ini adalah dengan pembuatan prototipe cepat. Artikel ini menjelaskan pembuatan prototipe cepat dan memberikan tips bermanfaat untuk membantu Anda memilih metode yang ideal.
Apa itu Rapid Prototyping?
Prototipe cepat melibatkan pembuatan bagian sampel produk Anda untuk menguji kesesuaian komponen, fungsi, kemampuan manufaktur, penampilan, dan kekuatan. Ini memungkinkan Anda untuk melihat kekurangan desain lebih awal selama pengembangan produk sehingga Anda dapat mengambil tindakan untuk memperbaikinya. Namun, karena beberapa teknologi pembuatan prototipe cepat yang tersedia saat ini, Anda mungkin bingung memilih teknologi dan metode pembuatan prototipe cepat yang ideal untuk proyek Anda.
Memilih Metode Pembuatan Prototipe Cepat yang Ideal
Tiga metode yang umum digunakan untuk pembuatan prototipe cepat meliputi:
- Pencetakan 3D
- Cetakan injeksi
- Permesinan CNC
#1 Pencetakan 3D
Pencetakan 3D adalah proses manufaktur aditif yang berarti melibatkan penambahan bagian bahan berlapis-lapis untuk membentuk prototipe yang diinginkan. Ini adalah metode yang paling umum untuk pembuatan prototipe cepat karena akurasinya yang tinggi, kompatibilitas material, dan biaya rendah (terutama untuk volume suku cadang yang rendah).
Gambar 1:Proses pencetakan 3D
Namun, teknologi pencetakan 3D datang dalam beberapa jenis, masing-masing memiliki kemampuan dan kesesuaian untuk kebutuhan prototipe yang berbeda. Misalnya, tiga teknologi pencetakan 3D yang umum digunakan meliputi:
- Fused Deposition Modeling (FDM)
- Stereolitografi
- Sintering Laser Selektif (SLS)
Pemodelan Deposisi Fused
Fused Deposition Modeling (FDM) adalah metode pencetakan 3D paling populer untuk pembuatan prototipe cepat. Printer 3D FDM bekerja dengan mengekstrusi filamen termoplastik (seperti PLA dan ABS) lapis demi lapis melalui nosel yang dipanaskan. Biasanya memiliki ukuran build maksimum 320 x 132 x 154 mm dan cocok untuk membuat prototipe yang akan Anda uji kecocokan formulir.
Misalnya, Gambar 2 menunjukkan prototipe casing Raspberry Pi yang dibuat menggunakan printer 3D FDM untuk diuji kecocokan bentuk.
Gambar 2:Casing Raspberry Pi yang dicetak FDM
Namun, ukuran nosel ekstrusi menentukan resolusi bagian yang dicetak FDM. Oleh karena itu, FDM mungkin bukan metode yang ideal untuk membuat bagian prototipe yang membutuhkan detail yang rumit.
Stereolitografi (SLA)
Printer 3D stereolitografi membuat prototipe menggunakan laser yang sangat presisi. Laser ini menyembuhkan resin cair, menghilangkan tantangan resolusi rendah yang umum dalam pencetakan 3D FDM. Hasilnya, printer 3D SLA dapat mencapai akurasi yang lebih tinggi dan detail yang lebih halus daripada printer 3D FDM.
Anda harus memilih pencetakan SLA 3D jika Anda ingin membuat prototipe visual mendetail yang membutuhkan toleransi ketat, presisi tertinggi, akurasi, dan permukaan akhir yang halus. Namun, perlu diingat bahwa pencetakan 3D SLA biasanya memiliki ukuran build maksimum 145 x 145 x 175 mm.
Gambar 3:Prototipe dibuat menggunakan printer 3D SLA
Sintering Laser Selektif (SLS)
Dalam Selective Laser Sintering (SLS), laser digunakan untuk sinter bahan bubuk (biasanya poliamida atau nilon) berlapis-lapis untuk membuat prototipe yang diinginkan. Pencetakan SLS 3D sangat bagus untuk membuat prototipe yang berfungsi penuh yang membutuhkan sifat mekanik yang baik. Ini menawarkan ukuran build yang lebih besar (300 x 300 x 300 mm) daripada pencetakan 3D SLA tetapi menghasilkan komponen dengan permukaan akhir yang lebih kasar.
Gambar 4:Prototipe dibuat menggunakan printer 3D SLS
#2 Cetakan Injeksi
Injection moulding adalah metode manufaktur yang melibatkan penggunaan cetakan untuk membuat prototipe. Untuk membuat prototipe menggunakan mesin cetak injeksi, pabrikan Anda terlebih dahulu akan membuat cetakan dalam bentuk produk yang Anda inginkan. Selanjutnya, pabrikan memanaskan polimer termoplastik, mengubahnya menjadi cairan cair. Cairan ini kemudian disuntikkan ke dalam rongga cetakan melalui sistem runner untuk membentuk bentuk yang diinginkan.
Gambar 5:Proses pencetakan injeksi
Cetakan injeksi kompatibel dengan banyak bahan (termoplastik, logam, dan karet silikon cair) dan dapat membuat desain produk yang kompleks. Namun, biasanya ideal untuk memproduksi beberapa replika prototipe, terutama saat Anda perlu melakukan serangkaian pengujian pada prototipe ini.
Misalnya, perhatikan Gambar 6, yang menunjukkan prototipe mouse komputer (terbuat dari karet silikon) tanpa sistem kelistrikan.
Gambar 6:Prototipe mouse komputer
Dalam skenario ini, Anda dapat membuat beberapa unit prototipe ini untuk menguji ergonomi yang berarti Anda ingin menguji bagaimana mouse komputer ini memengaruhi kemampuan pengguna untuk bekerja dengan nyaman dan efektif. Misalnya, Anda dapat menentukan bagaimana desain mouse ini cocok dengan tangan pengguna Anda atau bagaimana ia membatasi gerakan lengan atau sirkulasi darah.
Hasil yang Anda peroleh dari pengujian ini dapat membantu Anda mengambil langkah-langkah desain produk untuk mengurangi risiko sindrom lengan tikus dan terowongan karpal.
Pemesinan CNC #3
Pemesinan CNC adalah metode manufaktur subtraktif yang berarti membuat prototipe yang diinginkan dengan menghilangkan bagian material dari benda kerja menggunakan alat pemotong. Teknologi kontrol numerik komputer (CNC) mengotomatiskan urutan gerakan pahat dan benda kerja untuk membuat prototipe Anda.
Gambar 7:Proses Pemesinan CNC
Pemesinan CNC umumnya merupakan metode pembuatan prototipe cepat terbaik untuk bagian logam, terutama ketika Anda perlu membuat produk prototipe fungsional yang sangat akurat (seperti jig dan perlengkapan serta komponen untuk aplikasi penggunaan akhir). Misalnya, mesin CNC dapat mencapai toleransi sekecil 0,004 mm dan kekuatan mekanik hingga 136 MPa. Namun, sifat subtraktif dari mesin CNC berarti beberapa fitur mungkin sulit untuk dibuat (misalnya, undercut).
Pelajari lebih lanjut:Memahami Cara Mendesain untuk Pemesinan CNC.
Layanan Pembuatan Prototipe Cepat:Gensun Dapat Membantu
Pencetakan 3D, pencetakan injeksi, dan pemesinan CNC mampu membuat berbagai macam prototipe desain produk dengan cepat. Namun, keberhasilan proyek pembuatan prototipe cepat Anda terutama bergantung pada toko mesin tempat Anda bekerja.
Gensun Precision Machining adalah penyedia terkemuka layanan pembuatan prototipe cepat di seluruh Asia. Kami tidak hanya memiliki kemampuan pencetakan 3D, pencetakan injeksi, dan permesinan CNC, tetapi kami juga memiliki insinyur yang sangat terlatih dan pakar kontrol kualitas yang bekerja sama untuk menyelesaikan produk Anda dengan benar.
Pelajari lebih lanjut tentang layanan pembuatan prototipe cepat kami.
