Cetak 3D Silikon: Peradaban Baru dalam Manufaktur Aditif
Ilmu bahan dalam manufaktur aditif berkembang dengan cepat untuk memenuhi tuntutan yang semakin canggih dari spesialis AM dan klien mereka. Salah satu perkembangan yang sangat menarik adalah pemenuhan mimpi yang lama: pencetakan 3D dengan silikon. Sementara potensi manfaat pendekatan ini telah jelas selama bertahun-tahun, baru-baru ini saja teknologi cukup matang untuk menjadi viable.
Mengapa silikon?
Silikon adalah bahan serbaguna yang sudah terbukti digunakan di seluruh industri di mana fleksibilitas harus dipadukan dengan kekuatan dan daya tahan. Dalam rekayasa mekanis, ia mendorong komponen yang lengkung tanpa patah; dalam mode, menciptakan hiasan rumit dan aksesori fungsional seperti insep sepatu; dalam pengelolaan kesehatan dan manufaktur grade makanan, menjamin biokompatibilitas dan keamanan.
Jadi mengapa belum menjadi alat standar untuk manufaktur aditif?
Secara historis, viskositas alami silikon telah membuat ekstrusi bersih sulit, membatasi geometri yang dapat dicetak dengan akurat. Kemajuan terbaru dalam kimia dan teknologi pencetakan sekarang mengatasi hambatan ini.
Teknologi yang berkembang
Proses Picsima, yang diluncurkan oleh Fripp Design and Research di Sheffield pada 2012 dan dipatenkan pada 2016, adalah salah satu metode pencetakan silikon yang viable pertama. Ini mengekslus katalis melalui nozel sekecil jarum ke dalam mandi minyak silikon, secara instan mengeras material dan menghilangkan kebutuhan struktur pendukung. Meskipun metode ini menunjukkan janji untuk prostesis medis berkualitas tinggi, tetap di luar produksi skala besar.
ACEO®, divisi Wacker Chemie, baru-baru ini memperkenalkan teknologi pencetakan silikon baru yang diuji di Open Print Lab di Jerman. Sistem ini menetes titik-titik silikon pada platform pembangunan dan mengeraskannya dengan cahaya UV, menghasilkan bagian dengan properti mekanis yang serupa dengan komponen cetak injeksi. Seperti Picsima, ACEO memerlukan printer khusus (model ACEO® Imagine) dan perangkat lunak khusus untuk mengelola kimia unik material. Perusahaan juga telah mengembangkan resin pendukung larut yang dapat dihilangkan secara otomatis, menyederhanakan pemrosesan pasca untuk geometri kompleks.
Singkat setelah itu, Keyence memperkenalkan “rubbery elastomers” berbasis silikon sendiri yang dirancang untuk digunakan dengan printer inkjet Agilista. Karena pembatasan paten, teknologi saat ini terbatas di Jepang dan Jerman.
Pada Juni 2017, North Carolina State University menyajikan pendekatan baru yang mencampur cairan silikon rubber dengan air, membentuk titik-titik silikon kecil yang dapat diatur menjadi struktur fleksibel. Peneliti melihat potensi segera untuk aplikasi medis, seperti selang cetak 3D yang menempel pada tubuh pasien.
Apa selanjutnya untuk silikon dalam manufaktur aditif?
Semua metode ini menunjukkan janji, tetapi ujian nyata akan menjadi integrasinya ke dalam alur kerja produksi. Proses hybrid yang memanfaatkan properti unik silikon sudah dieksplorasi—misalnya, Fripp Design menggambarkan penggunaan Picsima untuk menciptakan prototipa prostesis fleksibel yang pas pada pasien, lalu menggunakan prototipa sebagai cetakan untuk bagian akhir yang sepenuhnya mengeras.
Kami akan terus memantau teknologi muncul ini dan menunggu untuk melihat bagaimana produsen dan spesialis AM memanfaatkan kemampuan silikon untuk mendorong batas apa yang dapat dibangun.
