Apakah Pencetakan 3D Siap untuk Produksi Bagian Akhir?
Salah satu tren terbesar dalam manufaktur aditif selama dekade terakhir adalah perpindahan dari prototipe cepat ke produksi. Sementara pencetakan 3D masih sering dianggap sebagai solusi prototyping cepat khusus, perpindahan teknologi dari prototyping ke bagian penggunaan akhir sedang berjalan dengan baik. Lalu, bagaimana produsen dapat mulai melakukan transisi dari pembuatan prototipe cepat ke produksi komponen akhir dengan pencetakan 3D? Dan tantangan apa yang perlu diatasi untuk menjadikan AM ini sebagai solusi yang sepenuhnya layak untuk produksi bagian akhir?
Manfaat pencetakan 3D untuk produksi bagian akhir
Pencetakan 3D telah menjadi alat yang sangat berharga untuk pengembangan produk dan validasi desain, menawarkan cara yang cepat dan hemat biaya untuk menghasilkan konsep dan prototipe fungsional tanpa memerlukan peralatan yang mahal. Namun, manfaat teknologi jauh melampaui cakupan yang terbatas ini.
Perkembangan dalam teknologi aditif berarti bahwa produsen sekarang harus mempertimbangkan cara-cara di mana mereka dapat menggunakan pencetakan 3D untuk membantu dalam produksi volume. Sementara metode manufaktur subtraktif konvensional seperti pencetakan injeksi dan pengecoran ideal untuk memproduksi suku cadang identik dalam jumlah besar, metode tersebut terbatas untuk aplikasi tertentu, seperti suku cadang dan produk yang disesuaikan yang perlu diproduksi dalam volume rendah.
Jelas, pencetakan 3D tidak diharapkan untuk menggantikan metode manufaktur tradisional ini dalam waktu dekat, tetapi teknologinya memang menawarkan keuntungan yang jelas untuk celah yang tidak dapat mereka isi.
Produksi volume rendah
Dalam hal produksi volume rendah, misalnya, pencetakan 3D menjadi pilihan yang layak dan ekonomis. Kemampuan untuk beralih dari desain digital ke produksi berarti bahwa produk kompleks dapat dibuat yang tidak mungkin dan sangat mahal untuk diproduksi menggunakan metode tradisional. Peningkatan kebebasan desain ini memungkinkan produsen untuk mendorong batas inovasi dan membawa produk baru yang inovatif ke pasar dengan lebih cepat.
Salah satu contoh paling terkenal dari pencetakan 3D yang digunakan dengan cara ini adalah jet LEAP nosel bahan bakar oleh GE. Alih-alih memproduksi 18 bagian terpisah yang diperlukan untuk nozzle secara terpisah, dengan pencetakan 3D, nozzle dapat diproduksi hanya dalam satu bagian – 25% lebih ringan dari pendahulunya.
Penyesuaian massal
Kustomisasi lebih dari sekadar kata kunci; itu adalah realitas lanskap konsumen saat ini. Dengan konsumen yang mengharapkan layanan dan produk yang lebih personal, produsen menghadapi tantangan untuk memenuhi tuntutan ini secara efektif. Di sini, pencetakan 3D memberikan solusi ideal:cara hemat biaya untuk memproduksi produk secara massal yang disesuaikan dengan kebutuhan masing-masing pelanggan. BMW hanyalah salah satu perusahaan yang menggunakan teknologi dengan cara ini, dengan layanan kustomisasi untuk jajaran mobil MINI-nya. Pelanggan dapat memilih fitur yang disesuaikan, seperti gagang pintu atau bagian pelat samping, yang kemudian disesuaikan secara aditif.
Rantai pasokan yang lebih ramping
Pencetakan 3D menawarkan dua manfaat yang mengubah permainan untuk rantai pasokan yang lebih ramping dan disederhanakan. Pertama, produsen dapat menggunakan pencetakan 3D untuk beralih dari model manufaktur "dibuat sesuai stok" ke "dibuat sesuai pesanan". Ini menghilangkan kebutuhan untuk mempertahankan stok ekstra, sehingga secara signifikan mengurangi biaya inventaris. Kedua, dengan kemampuan untuk memproduksi produk sesuai permintaan, produksi dapat bergerak lebih dekat ke konsumen, mempercepat pengiriman dan merampingkan rantai pasokan. Inventaris digital, dalam bentuk file CAD, digabungkan dengan produksi lokal, oleh karena itu, dapat mengubah manajemen rantai pasokan untuk produsen.
Beralih dari pembuatan prototipe ke bagian akhir?
Kemajuan besar dalam teknologi aditif selama dekade terakhir telah membuat pencetakan 3D untuk produksi bagian akhir lebih dari kemungkinan yang berbeda. Namun, agar pergeseran menuju produksi volume rendah benar-benar dilakukan, kemajuan dalam perangkat lunak, proses, material, dan perangkat keras masih perlu dilakukan. Meskipun banyak dari hal ini sudah terjadi, masih perlu waktu bagi AM untuk diadopsi secara massal sebagai teknologi manufaktur. Berikut adalah beberapa tantangan yang perlu diatasi:
Proses alur kerja
Banyak OEM yang mulai mengeksplorasi kasus penggunaan AM untuk suku cadang pengguna akhir tidak memiliki infrastruktur perangkat lunak untuk menciptakan proses manufaktur aditif yang terukur. Karena AM unik dalam persyaratannya, solusi PLM dan MES standar tidak cukup untuk memastikan proses produksi yang diminyaki dengan baik. Hal-hal yang tidak memiliki pengoptimalan file – termasuk perbaikan dan konversi file – penjadwalan mesin dan pengoptimalan build memerlukan perangkat lunak manajemen alur kerja khusus yang dapat merampingkan tahapan produksi utama dan memastikan proses produksi yang berulang.
Kecepatan
Tantangan lain untuk pencetakan 3D skala industri adalah kecepatan sistem perangkat keras, meskipun perkembangan terakhir mungkin mengubah hal ini. Misalnya, seri printer 3D Desktop Metal dikatakan memiliki kecepatan 100x lebih cepat daripada sistem berbasis laser. Mesin AM logam ini dirancang untuk throughput tinggi dari bagian logam kompleks. HP adalah perusahaan lain yang ingin meningkatkan pencetakan 3D untuk batch bagian akhir yang lebih besar; printer Multi Jet Fusion 3D-nya terkenal karena kecepatan dan akurasinya yang tinggi, memungkinkan produksi yang hemat biaya hingga 110.000 komponen.
Keandalan proses &kontrol kualitas
Perbedaan utama antara kebutuhan pembuatan prototipe cepat vs. produksi bagian akhir adalah bahwa kualitas bagian dan pengulangan proses merupakan faktor yang jauh lebih penting untuk yang terakhir. Untuk aplikasi yang menuntut seperti dirgantara dan medis di mana kualitas suku cadang sangat penting, misalnya, sangat penting bahwa proses dapat diulang dan keamanan terjamin. Selama bertahun-tahun, memastikan proses produksi manufaktur aditif berulang telah menjadi tantangan, dan salah satu yang masih dihadapi banyak produsen.
Namun, kemajuan sedang dibuat di bidang ini. Misalnya, perusahaan seperti Expanse Microtechnologies berkontribusi pada standarisasi proses melalui teknologi pemindaian CT yang canggih. Dan baru-baru ini, Additive Manufacturing Standardization Collaborative (AMSC) didirikan untuk mempercepat pengembangan standar dan spesifikasi manufaktur aditif di seluruh industri.
Melihat ke depan
Produsen semakin menyadari manfaat pencetakan 3D untuk suku cadang penggunaan akhir, dengan raksasa industri seperti Siemens dan BMW banyak berinvestasi di fasilitas AM untuk mendorong produksi dalam skala besar. Mengingat hal ini, perusahaan semakin mencari cara untuk mengintegrasikan teknologi ke dalam operasi manufaktur mereka yang lebih luas. Meskipun pencetakan 3D tidak akan bersaing dengan metode manufaktur tradisional, pencetakan 3D memiliki potensi untuk mengubah cara bagian dan produk tertentu diproduksi di era digitalisasi baru ini. Oleh karena itu, produsen memerlukan rencana strategis dan peta jalan untuk menerapkan manufaktur aditif, yang mencakup semua bagian proses mulai dari desain hingga produksi dan pasca pemrosesan.
