Pencetakan 3D Logam Mulia – Perbatasan Baru dalam Manufaktur Aditif

Menurut analisis SmarTech terbaru, pasar manufaktur aditif untuk bahan logam mulia diproyeksikan mencapai $250 juta pada 2028. Meskipun masih berkembang, pencetakan 3D emas, perak, dan platinum sudah mengubah sektor volume rendah dan akhir tinggi yang menuntut kustomisasi dan kebebasan desain yang tak tertandingi—terutama di perhiasan, pembuatan jam, gigi, dan elektronik.

Dalam artikel ini kami menjelajahi bagaimana pencetakan 3D dengan logam mulia bekerja, keterbatasan saat ini, dan potensi evolusi aplikasinya.

Manufaktur Langsung versus Tidak Langsung

Produsen biasanya memilih antara dua pendekatan: tidak langsung dan langsung pencetakan 3D.

Manufaktur tidak langsung menggunakan pola lilin hasil pencetakan 3D (biasanya diproduksi oleh stereolithography, SLA) sebagai cetakan dalam proses cor lilin hilang. Pola dilapisi bahan refractory, dibakar untuk menghilangkan lilin, dan kemudian diisi dengan logam mulia cair. Metode ini menghemat waktu perencana sambil masih memungkinkan desain kustom yang rumit.

Manufaktur langsung membangun bagian akhir langsung dari file CAD, biasanya menggunakan Direct Metal Laser Sintering (DMLS) atau Material Jetting. Bagian selesai keluar dari printer tanpa kebutuhan cetakan cor pasca-pengolahan.

Manufaktur Langsung dalam Detail

Pencetakan 3D langsung dari logam mulia masih dalam tahap awal dibandingkan metode tidak langsung. Hambatan utamanya adalah biaya penelitian yang tinggi, sifat reflektif dan konduktif termal dari emas dan perak, dan kesulitan mencapai fusi yang sempurna dengan laser AM konvensional. Meskipun demikian, sejumlah sistem canggih kini mengatasi tantangan ini.

Mesin Siap Pasar

EOS, dalam kemitraan dengan Cooksongold berbasis Inggris, meluncurkan EOS PRECIOUS M 080 pada 2014. Sistem ini menerima spektrum luas serbuk logam mulia—emas, perak, platinum, paladium—dan alloy lainnya. Merek perhiasan Boltenstern memanfaatkan mesin ini untuk menghasilkan koleksi "Embrace" dalam emas dan platinum, mencapai tingkat kustomisasi yang tak tertandingi.

Produsen Italia Sisma memperkenalkan mysint100 pada 2014, mampu memproses bronze, emas, dan alloy logam mulia lainnya. Mysint300 yang lebih besar mengikuti pada 2016, menyediakan untuk seri kecil dan komponen berukuran menengah.

Mencetak Platinum

Titik leleh platinum yang tinggi dan reaktivitas membuatnya sulit dicor. DMLS menawarkan alternatif yang lebih bersih, mencapai kepadatan di atas 99.9%—perbaikan signifikan dibandingkan 99.2% yang umum pada bagian cor, menurut Cooksongold.

Aplikasi di Gigi

Restorasi gigi—crown, inlay, dan onlay—mendapatkan manfaat dari kemampuan untuk menghasilkan komponen padat penuh dan kustom on-demand. Argen, pemimpin teknologi digital gigi, menggunakan mesin Concept Laser untuk mencetak alloy mulia dan non-mulia, memberikan dentuman kustom dengan presisi tinggi.

Elektronika dan Konduktor Cetak

Material Jetting berbeda dari DMLS dengan menyetorkan tetesan halus tinta konduktif—biasanya perak atau emas—lapisan demi lapis, kemudian mengkuringsinya dengan cahaya UV. Proses ini memungkinkan pencipta antena, PCB, sensor, dan komponen elektronik lainnya.

Perusahaan Israel Nano Dimensions mempionirkan ini dengan DragonFly 2020 Pro-nya, mampu menyetorkan tinta konduktif dan dielektrik secara bersamaan. Perusahaan AS Optomec dengan Aerosol Jet HD memperluas palet, menggunakan tinta perak, emas, tembaga, dan platinum dalam aerosol untuk mencetak resistor, antena, dan gauge tekanan. Peneliti di Universitas Carnegie Mellon telah menunjukkan gauge tekanan tahan suhu tinggi yang dibuat dengan nanopartikel perak yang melampaui konterparte komersial, membuka pintu untuk aplikasi penerbangan dan nuklir.

Pandangan Masa Depan

Meskipun pencetakan tidak langsung tetap menjadi metode dominan untuk logam mulia, industri secara bertahap beralih menuju AM langsung seiring dengan perkembangan perangkat yang lebih terjangkau dan kimia serbuk/tinta yang matang. Kami mengantisipasi lonjakan perhiasan dan produk gigi yang dicetak langsung, didorong oleh permintaan konsumen terhadap kustomisasi dan waktu balasan yang cepat. Di elektronik, pengembangan berkelanjutan tinta logam dapat melahirkan era baru sensor dan antena cetak, mempercepat Internet of Things.