Prototipe Cetak atau Mesin? Bagaimana Proses Dapat Mempengaruhi Prototipe Anda
Pembuatan prototipe adalah langkah penting dalam proses pengembangan apa pun, penting untuk memvalidasi desain Anda di luar lingkungan CAD karena ada beberapa hal yang tidak dapat diperiksa di komputer, atau hanya lebih mudah untuk dievaluasi dengan bagian-bagian di tangan. Untuk sebagian besar item skala manusia, ini mengarah pada keputusan antara dua teknologi utama; mesin atau pencetakan 3d. Secara historis ini merupakan keputusan yang cukup mudah karena bahan cetak 3d terbatas pada rapuh, mahal, dan cukup kasar, namun seiring dengan peningkatan teknologi dan bahan, menjadi lebih menggoda untuk menggunakan pencetakan 3d sebagai pengganti bagian mesin.
Saat memutuskan, penting untuk mengevaluasi kekuatan dan kelemahan setiap proses karena berkaitan dengan biaya, garis waktu, geometri, dan sifat material. Mari kita lihat 5 contoh ketika pencetakan 3d adalah pilihan yang bagus dan 5 kali mungkin lebih baik untuk memilih bagian mesin.
Gunakan cetakan 3d jika Anda membutuhkan:
1.Bagian yang sangat menonjol :Manfaat besar pencetakan 3d adalah biasanya tidak ada biaya untuk menambahkan detail ekstra. Meminta toko mesin untuk memproduksi susunan tulang rusuk yang kompleks selalu akan menyebabkan biaya yang lebih tinggi, namun dalam pencetakan 3d tulang rusuk tersebut sebenarnya akan mengurangi jumlah bahan yang digunakan, sehingga mengurangi biaya. Fitur seperti benda tajam internal dan logo/teks yang diekstrusi juga dapat ditambahkan tanpa biaya tambahan yang akan dikeluarkan untuk suku cadang mesin.
Gambar 1:Menambahkan rusuk di gambar atas akan sangat mahal untuk suku cadang mesin tetapi sebenarnya lebih murah untuk dicetak.
2. Model visual: Untuk menjual ide kepada investor atau klien masa depan, ada baiknya memiliki bagian yang terlihat seperti produk akhir, meskipun tidak berfungsi. Pencetakan 3d bisa sangat bagus untuk mencapai hal ini karena bagian tersebut dapat dibuat persis seperti yang dirancang tanpa kompromi yang diperlukan untuk bagian mesin. Cetakan 3d juga dapat dengan mudah diselesaikan dalam berbagai warna dan tekstur menggunakan teknik cat untuk mencocokkan bagian perkakas akhir.
Gambar 2:Opsi penyelesaian permukaan untuk bagian cetakan 3d, ini adalah tekstur yang dicat mirip dengan satu yang akan diterapkan dalam cetakan
3. Tebak dan Periksa: Bukan hal yang umum untuk membuat bagian yang cocok dengan bagian lain yang sudah ada, seringkali tanpa referensi data CAD. Dalam hal ini, pencetakan 3d bisa menjadi alat yang bagus untuk memeriksa apakah penyesuaian antara bagian yang dirancang dan bagian yang ada akan cocok dengan yang diinginkan dan iterasi dapat terjadi dengan sangat cepat untuk memeriksa penyesuaian geometris.
4. Evaluasi ergonomis: Pencetakan 3D sangat bagus untuk evaluasi ergonomis karena cepat dan cukup murah untuk menguji beberapa konfigurasi dan iterasi kecil dari sebuah ide hingga perasaan yang benar tercapai. Untuk barang-barang seperti gagang berkontur dari peralatan dapur, pemesinan mungkin memakan waktu lama dan mahal karena permukaan melengkung membutuhkan banyak lintasan akhir, sebaliknya mencetak permukaan melengkung membutuhkan waktu yang sama dengan permukaan lurus.
Gambar 3:Beberapa variasi suku cadang dapat dicetak untuk evaluasi ergonomis tanpa menambah biaya yang signifikan.
5. Maket perakitan: Dalam sistem yang kompleks, mendesain di komputer adalah satu hal; itu sama sekali lain untuk dapat berkumpul di dunia nyata. Pencetakan 3d bisa sangat efektif dalam meniru volume komponen yang berbeda untuk memastikan pengencang dapat diakses saat menyusun rakitan yang padat.
Mesin jika Anda membutuhkan:
1.Toleransi Ketat :Alasan paling penting untuk memilih pemesinan daripada pencetakan 3d adalah untuk mendapatkan suku cadang yang akurat dengan desain. Bahkan pada printer kelas atas, Anda tidak dapat mengharapkan akurasi yang jauh lebih besar dari 0,05 mm (0,002”), dan itu sering kali tidak cukup untuk memeriksa kecocokan untuk rakitan yang presisi. Sebagian besar bengkel mesin yang kompeten harus dapat dengan mudah memproduksi prototipe dalam toleransi +-.025mm (.001”) dan bahkan lebih ketat jika diperlukan.
2. Properti Material:
Kekuatan: Bahan cetak 3d telah jauh berkembang dari printer Binder Jet gipsum yang rapuh, tetapi masih sulit untuk menemukan bahan yang cocok dengan bahan yang diproses serta suku cadang pemesinan dari blok bahan asli.
Gambar 4:Kegagalan rapuh pada cetakan 3d (garyhodgson.com)
Modulus Elastis: Salah satu kasus terbaik untuk pembuatan prototipe adalah mengevaluasi "rasa" suatu produk, hal-hal seperti tombol dan tangkapan bisa sangat pribadi. Seseorang dapat menghitung gaya bukaan untuk gerendel dengan cukup mudah, tetapi tanpa bagian di tangan, sulit untuk secara langsung menghubungkan gaya itu dengan "rasa". Namun Anda tidak bisa begitu saja mencetak bagian tersebut, karena kancing &kancing bergantung pada modulus lentur material untuk memberikan gaya pegas, sehingga mereka harus dibuat prototipe dari material dengan modulus yang sama dengan material produksi.
Properti Isotropik: Sebagian besar bagian cetakan 3d memiliki garis lateral yang cukup berbeda yang dihasilkan dari proses lapisan demi lapisan. Meskipun ini seringkali sebagian besar kosmetik, ada perbedaan dalam sifat material tergantung pada orientasi garis-garis ini, jadi jika Anda membutuhkan kekuatan yang sama di semua arah, yang terbaik adalah menggunakan bagian mesin karena bahan dasarnya akan homogen. Gambar 5 lurik lateral ke arah cetak adalah titik awal alami untuk kegagalan cetak
Gambar 5:Lurik lateral pada arah pencetakan adalah titik awal alami untuk kegagalan pencetakan.
Evaluasi proses: Jika prototipe Anda bergantung pada sifat bahan termoplastik, seperti yang biasanya digunakan dalam cetakan injeksi, maka beberapa teknologi pencetakan 3d akan mengecewakan Anda. SLA dan teknologi cetak berbasis resin lainnya menghasilkan bahan termoset (artinya tidak meleleh), jadi jika Anda mencoba memastikan kekuatan tarikan yang akurat untuk sisipan ulir termal, maka akan lebih baik untuk membuat prototipe dari bahan yang dimaksud. .
Gambar 6:Pemasangan sisipan termal pada bahan termoplastik.
3. Volume besar: Tidak hanya bahan cetak 3d yang mahal, tetapi mesin yang dapat mencetak sebagian besar bahkan lebih mahal, yang biasanya berarti biaya per volume yang lebih tinggi karena vendor perlu mengamortisasi investasi mereka. Jadi, jika Anda memiliki suku cadang besar dan sederhana untuk dibuat, seringkali lebih murah untuk dikerjakan dengan mesin, terutama jika Anda dapat menggunakan bahan pembuatan prototipe berbiaya rendah seperti busa yang dapat dikerjakan dengan mesin seberat 40 pon.
Jelas ada pengecualian untuk semua kasus ini, tetapi dalam lanskap teknologi pencetakan 3d saat ini yang berlaku untuk pembuatan prototipe, mengingat kekuatan dan keterbatasan ini harus mengarah pada prototipe yang menyediakan semua validasi yang diperlukan untuk bergerak maju dengan investasi produksi. Perlu dicatat bahwa tidak ada satu proses adalah jawaban yang sempurna, pencampuran kedua proses dapat bekerja untuk mengoptimalkan biaya misalnya; menggunakan model cetak 3d untuk ergonomi dan pertunjukan, tetapi dengan potongan mesin untuk mengevaluasi nuansa jepret. Pastikan untuk memberi tahu vendor pembuatan prototipe Anda tentang kasus penggunaan untuk bagian akhir; sebagian besar perusahaan akan memiliki salah satu proses yang tersedia dan akan dapat mengarahkan Anda ke arah yang benar berdasarkan kebutuhan Anda.
