Rapid Prototyping: Dari Inovasi Niche menjadi Solusi Standar Industri
Rapid Prototyping: Dari Teknik Ngawur menjadi Layanan Utama
Tidak terlalu lama yang lalu, baik rapid prototyping dan rapid manufacturing sepertinya istilah science fiction. Sekarang, keduanya sangat digunakan dan menjadi cara standar untuk memproduksi bagian dengan cara yang cepat dan hemat biaya.
Dari printer 3D hingga mesin mikrofabrikasi laser, rapid prototyping telah mengambil banyak bentuk utama. Konsep matematika yang mengarah ke teknologi ini dipikirkan oleh Profesor Herb Voelker, yang melakukan penelitian ilmu komputer dan pemodelan padat pada tahun 1970-an dan mempelajari mesin perkakas dan pemrograman komputer numerik pada tahun 1980-an. Prinsip-prinsip ini diterapkan pada teknis fabrikasi, selective laser sintering, pada tahun 1990-an oleh Carl Deckard. Demikianlah jalur evolusi teknologis yang mengarah ke 3D printing, mikrofabrikasi laser, dan rapid product prototyping dimulai.
Sampai akhir-akhir ini, konsep-konsep ini tidak dikenal oleh mata umum. Hari ini, printer 3D sederhana tersedia di toko konsumen. Presiden Barack Obama menyambut kemampuan, potensi revolusioner, dan ketersediaan mesin rapid prototyping dalam pidato State of the Union tahun 2013-nya. Teknologi ini tidak lagi ngawur. Beberapa teknik sekarang ada dan termasuk stereolithography, CNC machining, injection molding, sheet metal forming, dan aluminum dan plastic extrusion, dan banyak lagi.
Banyak proses saat ini melibatkan model desain terkomputerisasi (CAD) 3D. Ini sering dikonversi menjadi model stereolithography dan secara digital diiris menjadi potongan melintang. Geometri detail digunakan untuk menganalisis lapisan-lapisan ini dan menerjemahkan data menjadi tindakan mekanis yang membentuk objek fisik.
Rapid prototyping memungkinkan perusahaan untuk mengembangkan dan menguji iterasi awal produk dengan cepat. Konsepnya, namun, tidak terbatas pada prototipe. Banyak produk akhir juga dibuat dengan cara ini berkat teknik seperti selective laser sintering, yang sangat akurat. Alat mikroolah dan mikrofabrikasi ditingkatkan oleh laser femtosecond kecepatan tinggi. Ini dapat memanaskan area yang sangat kecil (sekecil 1 mikrometer), dan tidak mengubah area di sekitarnya. Presisi ultra-tinggi ditingkatkan lebih jauh oleh sistem kontrol optik dan gerakan yang kompleks dan terkompas serta perangkat lunak khusus.
Teknik seperti ablative laser micromachining telah matang begitu banyak sehingga cocok untuk produksi industri utama. Rapid manufacturing digunakan untuk membuat nozzel injeksi bahan bakar dan bagian otomotif lainnya, dan OLED untuk elektronik konsumen. Mikromanufaktur juga terjadi dalam tiga dimensi. Additive micromanufacturing memungkinkan desainer untuk membangun mikrostruktur, lapis demi lapis, tanpa menghilangkan materi dari objek padat. Penggunaan bahan yang lebih efisien, oleh karena itu, mungkin, dan pembuat elektronik, biomedis, dan struktur dekoratif mendapat manfaat. Sistem mikroelektromekanikal juga diproduksi lebih cepat.
Rapid prototyping dan manufacturing adalah, oleh karena itu, utama dalam dunia teknologis dan cepat saat ini. Alat untuk produktif, efisien, dan bersaing tersedia dengan mudah bagi produsen. Hanya beberapa dekade yang lalu, pekerjaan para ahli dimulai yang mengarah ke proses prototipe produk yang terpadu yang digunakan di banyak industri saat ini.
