Manufaktur aditif dan cetakan injeksi — visi baru untuk siklus hidup produksi
Saat ini ada banyak minat dalam proses hibrida di antara produsen:praktik menggabungkan beberapa teknik manufaktur untuk mencapai hasil yang akan sulit (atau bahkan tidak mungkin) jika tidak. Ini adalah bagian penting dari langkah manufaktur aditif dari murni alat prototyping ke teknik produksi yang layak. Sementara banyak yang telah ditulis tentang bagaimana AM pada akhirnya akan menggantikan metode tradisional dan subtraktif dalam alur kerja produksi, bukti saat ini tidak mendukung visi ini. Inovasi dan kisah sukses AM terbaru menunjukkan bahwa sebenarnya pengembangan proses hibrid yang efektif — dan sistem yang kuat untuk memanfaatkannya — yang akan menjadikan AM sebagai bagian standar dari siklus hidup produksi.
Pertimbangkan proyek di mana cetakan injeksi biasanya digunakan (suku cadang mobil, misalnya). Selama bertahun-tahun, praktik terbaik adalah memanfaatkan teknik manufaktur aditif selama tahap pembuatan prototipe, kemudian menggunakan cetakan injeksi untuk bagian produksi akhir. Ini adalah sistem yang logis — AM berarti prototipe satu kali dapat dikirim dengan cepat, dan dengan biaya minimal, sementara cetakan injeksi memberikan konsistensi, kualitas, dan efektivitas biaya saat produksi skala besar dimulai. Namun, pendekatan ini bukannya tanpa kekurangan.
Cetakan logam mahal dan memakan waktu untuk diproduksi, dengan produksi biasanya memakan waktu sekitar enam minggu dan biaya perkakas sering menjadi pengeluaran utama yang berkelanjutan. Ini sebelumnya membuat mereka tidak praktis untuk digunakan dalam tahap pembuatan prototipe, di mana bagian-bagian akan sering melalui sejumlah iterasi, yang masing-masing akan membutuhkan cetakannya sendiri. Untuk mengatasi keterbatasan ini, penggunaan cetakan injeksi cetak 3D untuk suku cadang produksi perlahan-lahan meningkat popularitasnya. Dengan cara ini, cetakan dapat diproduksi dengan cepat dan hemat biaya kapan pun dibutuhkan, menghasilkan prototipe dengan kualitas material yang sama dengan bagian produksi yang direncanakan.
Tantangan utama di sini adalah dalam memilih bahan yang dapat dicetak yang akan memberikan kualitas mekanis yang diperlukan untuk pencetakan injeksi. Cetakan plastik bereaksi sangat berbeda terhadap panas, misalnya, jadi penting untuk mempertimbangkan hal ini selama tahap perencanaan proyek untuk menghindari lengkungan. Selain itu, peralatan plastik perlu didinginkan lebih lama setelah digunakan (idealnya menggunakan udara), yang harus diperhitungkan dalam keseluruhan jadwal proyek. Mereka juga biasanya akan menghasilkan lebih sedikit bagian daripada cetakan baja perkakas, menghasilkan sekitar 50 bagian sebelum menjadi tidak dapat digunakan.
Oleh karena itu, cetakan logam merupakan pilihan paling praktis setelah produksi skala besar dimulai, meskipun AM menawarkan peluang untuk peningkatan proses baru dan penghematan biaya di sini juga. Munculnya teknik pencetakan logam 3D (seperti DMLS) berarti bahwa cetakan logam juga dapat dicetak, dengan standar yang sama persis seperti versi perkakas, tanpa waktu tunggu yang biasa — opsi menarik untuk produksi rendah, suku cadang sekali pakai, atau proyek di mana perlu untuk menguji cetakan sebelum diproduksi dalam jumlah besar.
Oleh karena itu, ini bukan hanya masalah memasukkan printer 3D ke dalam siklus prototyping/produksi yang sudah mapan — alur kerja yang sama sekali baru perlu dibuat untuk mencapai hasil yang optimal. Namun, potensi imbalannya sangat besar, memungkinkan produsen untuk mengambil pendekatan yang lebih cepat dan gesit baik untuk pembuatan prototipe maupun produksi. Prototipe dapat diproduksi dengan menggunakan bahan yang sama persis yang akan digunakan untuk versi produksi, memungkinkan kesalahan untuk diidentifikasi dan fine-tuning terjadi pada tingkat yang jauh lebih cepat. Ini akan dengan cepat mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk berpindah dari prototipe ke produksi. Setelah produksi dimulai, cetakan baru dapat diproduksi sesuai kebutuhan, membantu mengurangi biaya penyimpanan dan mendorong efisiensi operasional.
Penggunaan cetakan cetak 3D sudah dieksplorasi di berbagai sektor, termasuk medis (untuk pembuatan suku cadang bedah, yang tunduk pada peraturan yang sangat ketat) dan otomotif (untuk pembuatan ban dan suku cadang mobil lainnya), meskipun ada sektor di mana fleksibilitas dalam pembuatan bagian diperlukan dapat dengan mudah memanfaatkan pendekatan ini.
Ini hanyalah salah satu contoh bagaimana manufaktur aditif dapat digunakan untuk melengkapi metode tradisional daripada menggantikannya. Ketika mereka disatukan sebagai bagian dari alur kerja yang dikelola dengan baik, kerugiannya masing-masing dikurangi, dan kekuatannya ditingkatkan.
