Tren Pencetakan 3D 2018:Apa yang Membuat Dampak Tahun Ini?
Sejauh ini, 2018 merupakan tahun yang positif bagi pencetakan 3D. Dengan kemajuan teknologi di seluruh ruang lingkup perangkat lunak, perangkat keras, dan material, industri ini dengan tegas beralih dari hype awal 2010-an untuk memberikan terobosan signifikan bagi produksi industri. Dengan industri yang saat ini bernilai lebih dari $7 miliar (menurut Laporan Wohlers 2018), pencetakan 3D industri tidak hanya memperkuat nilainya dalam pengembangan produk dan pembuatan prototipe yang cepat, tetapi juga mendapatkan pijakan yang lebih kuat dalam produksi bagian akhir.
Pada bulan Januari, kami membuat beberapa prediksi tentang bagaimana pencetakan 3D akan berkembang pada tahun 2018. Tapi di mana kita hari ini? Kami akan melihat tren yang telah berkembang selama beberapa bulan terakhir.
1. Pencetakan 3D logam terus berkembang
Tahun ini, Tinjauan Teknologi tahunan MIT memasukkan pencetakan 3D logam sebagai salah satu dari sepuluh terobosan teknologi teratas tahun 2018. Tetapi apakah teknologi itu sesuai dengan hype?
Perkembangan terbaru dalam teknologi pasti telah melihat 3D logam pencetakan datang dengan sendirinya baik sebagai prototyping dan metode produksi. Dan tampaknya tingkat adopsi terus berlanjut pada lintasan pertumbuhannya, dengan penjualan sistem AM logam mengalami pertumbuhan 80% tahun lalu, menurut Laporan Wohlers 2018.
Keterjangkauan, kecepatan dan kualitas suku cadang masih menjadi tantangan utama yang dihadapi produksi aditif logam. Namun, 2018 telah melihat pengenalan kelas baru sistem dan proses pencetakan 3D logam industri kelas bawah. Solusi baru ini, seperti teknologi Markforged's ADAM atau Digital Alloys' Joule Printing, menjanjikan untuk membuat manufaktur aditif logam lebih terjangkau, dengan peningkatan fokus pada kualitas dan kecepatan. Membuat pencetakan 3D logam lebih murah dan lebih ramah pengguna hanya akan berarti lebih banyak perusahaan dapat memperoleh manfaat dari teknologi dalam jangka panjang.
Teknologi Pengikat Logam Pengikat adalah area fokus lainnya, dengan mesin yang sedang dikembangkan untuk memenuhi janji kecepatan tinggi, biaya rendah dan skalabilitas untuk produksi. Misalnya, HP baru-baru ini mengumumkan rencana untuk beralih ke pencetakan 3D logam dengan meluncurkan HP Metal Jet-nya. Menariknya, sistem yang diklaim 50 kali lebih cepat daripada metode pencetakan 3D berbasis laser lainnya, telah diluncurkan dengan fokus pada produksi sejak awal.
GE Additive, yang mengembangkan mesin Binder Jettingnya sendiri tahun lalu, percaya bahwa solusi Binder Jetting mampu mendisrupsi teknologi yang ada seperti casting di aerospace, otomotif, power, dan perawatan kesehatan.
“Perusahaan membeli sistem AM logam dalam jumlah yang lebih tinggi untuk memenuhi kebutuhan produksi mereka. Selama beberapa tahun terakhir, sejumlah perusahaan telah membeli satu atau dua sistem untuk pengujian dan kualifikasi proses dan bahan. Sekarang, perusahaan menambahkan sistem untuk produksi, yang membutuhkan kapasitas yang jauh lebih besar.”
Terry Wohlers
2. Pilihan bahan yang lebih banyak
Dari logam hingga plastik dan keramik, inovasi material adalah salah satu area dengan pertumbuhan tercepat dalam manufaktur aditif. Perusahaan, baik perusahaan rintisan maupun perusahaan kimia global, kini memasuki ruang AM dengan penawaran material baru untuk memenuhi kebutuhan aplikasi spesifik. Bulan ini saja, perusahaan kimia Prancis, Arkema, telah meluncurkan platform komersial untuk memperluas jangkauan bahan cetak 3D.
Rangkaian bahan SLS yang tersedia, misalnya, telah berkembang secara signifikan tahun ini untuk memasukkan jenis nilon baru serta serbuk berbasis PEBA dan PEKK. Tambahan menarik lainnya untuk palet bahan cetak 3D adalah termoplastik berkinerja tinggi yang semakin banyak diminta untuk aplikasi teknik.
Sementara plastik masih merupakan bagian terbesar dari pasar material, penggunaan material logam telah meningkat, sejalan dengan peningkatan adopsi teknologi AM logam. Laporan industri terbaru oleh Sculpteo telah menemukan bahwa penggunaan logam telah melonjak dari 28% pada 2017 menjadi 36% tahun ini, sekali lagi menunjukkan adopsi pencetakan 3D logam yang lebih besar untuk produksi.
Seiring meningkatnya permintaan akan pencetakan 3D, demikian pula kebutuhan akan bahan yang sesuai dan berkinerja tinggi. Namun, biaya bahan terus menjadi tantangan bagi sektor bahan – yang hanya dapat diatasi dengan kemitraan yang lebih strategis untuk mendorong pertumbuhan dan mengurangi biaya.
3. Fokus baru pada otomatisasi
Bisa dibilang, 2018 dapat dilihat sebagai tahun di mana nilai otomatisasi untuk produksi AM akhirnya diakui. Otomatisasi akan memainkan peran kunci dalam mendorong manufaktur aditif menuju produksi bagian akhir, membantu merampingkan proses produksi, mengurangi operasi manual, dan mencapai tingkat efisiensi yang tinggi.
Pada tahun 2018, perangkat lunak telah muncul sebagai komponen intrinsik dalam proses ini. Agar manufaktur aditif dapat diintegrasikan ke dalam alur kerja manufaktur memerlukan konektivitas tingkat tinggi antara mesin dan kemampuan untuk mengoordinasikan proses ini. Perangkat lunak otomatisasi alur kerja, seperti AMFG, memungkinkan perusahaan mencapainya dengan mengotomatiskan dan mengoordinasikan setiap tahap proses produksi aditif, mulai dari pesanan pencetakan hingga persiapan file dan kontrol pasca-pemrosesan.
Selain itu, solusi baru sedang dikembangkan untuk lebih merampingkan proses produksi, dari sistem robot pintar hingga berbagai alternatif pasca-pemrosesan otomatis. Misalnya, Lockheed Martin baru-baru ini mengembangkan robotika pencetakan 3D yang digerakkan oleh AI bekerja sama dengan Angkatan Laut AS untuk mengoptimalkan produksi suku cadang kompleks di lokasi terpencil. Robot multi-sumbu akan menggunakan sinar laser bertenaga tinggi untuk menyimpan logam sementara algoritme pembelajaran mesin akan memungkinkan mereka untuk memantau, mengontrol, dan secara otomatis menyesuaikan parameter proses pencetakan – sehingga mencapai produksi yang lebih efisien untuk bagian logam yang kompleks.
Solusi pasca-pemrosesan otomatis juga muncul untuk merampingkan beberapa aspek pencetakan 3D yang lebih memakan waktu, seperti pelepasan dukungan dan penyelesaian permukaan. PostProcess Technologies menawarkan solusi tersebut untuk komponen plastik dan logam, dengan sistem DECI Duo baru yang melakukan pelepasan dukungan dan penyelesaian permukaan di unit yang sama.
“Saat ini cukup banyak proses yang secara intensif menggunakan tenaga manusia di dalam AM. Otomatisasi dapat membantu dalam banyak cara — bisa sesederhana memutuskan ke mana bagian-bagian akan digunakan pada platform build menggunakan perangkat lunak otomatisasi, atau menghitung waktu build secara otomatis. Kami bahkan dapat mengotomatiskan simulasi permukaan akhir yang akan dibuat tergantung pada orientasi yang Anda gunakan.”
Profesor Ian Campbell (Universitas Loughborough)
4. Kemajuan dalam perangkat lunak simulasi dan desain
Di samping perangkat keras dan bahan, perangkat lunak adalah elemen penting ketiga dalam proses manufaktur aditif yang sukses. Dari desain hingga pemantauan proses dan pasca-pemrosesan, perangkat lunak pencetakan 3D memungkinkan efisiensi, keandalan, dan kualitas yang lebih baik. Berkat inovasi yang berkelanjutan di bidang ini, rangkaian perangkat lunak telah berkembang secara signifikan tahun ini.
Perangkat lunak simulasi, misalnya, memainkan peran yang semakin penting dalam pencetakan 3D, khususnya pencetakan 3D logam. Mengadopsi teknologi pencetakan 3D logam dapat menjadi kurva pembelajaran yang curam bagi banyak perusahaan, dan mensimulasikan proses dapat membantu meminimalkan tingkat kegagalan dan mengoptimalkan produksi, sambil memberikan pemahaman dan kontrol proses yang lebih baik kepada para insinyur.
Desain generatif adalah bidang lain yang telah mengalami perkembangan yang mengesankan pada tahun lalu, dengan alat desain generatif membantu memecahkan masalah rekayasa desain yang kompleks. Secara khusus, perangkat lunak desain generatif baru semakin menyertakan algoritme berbasis AI untuk menghasilkan berbagai alternatif desain dengan menentukan parameter utama seperti berat dan kekuatan suku cadang, opsi material, dll. Alat desain generatif Live Parts Desktop Metal adalah salah satu contohnya. , dan produsen lintas sektor bereksperimen dengan kombinasi desain generatif dan manufaktur aditif untuk menciptakan solusi manufaktur baru yang inovatif.
5. Fokus baru pada keamanan AM
Kekayaan intelektual dan perlindungan data terus menjadi topik pembicaraan besar dalam komunitas pencetakan 3D. Lonjakan solusi baru-baru ini untuk memastikan keamanan desain 3D dan produk cetak 3D, oleh karena itu, tidak mengejutkan.
Dari teknologi Blockchain hingga platform perlindungan IP dan metode enkripsi QR, tahun 2018 telah terlihat peningkatan dalam solusi keamanan untuk manufaktur aditif. Perusahaan Denmark Create it REAL, misalnya, telah mengembangkan platform enkripsi pencetakan 3D untuk printer 3D FDM, dalam upaya untuk mengatasi masalah seputar hak cipta. Melalui chip pemrosesan, platform memungkinkan pengguna untuk mencetak file 3D tanpa memiliki akses ke file 3D asli yang mencegah pengguna yang tidak sah memodifikasi file asli.
6. Peningkatan kolaborasi dan investasi
Akhirnya, tren positif lain yang kami lihat mendapatkan daya tarik adalah kolaborasi berkelanjutan antara produsen, pengguna akhir dan lembaga penelitian untuk memajukan bidang perangkat keras, perangkat lunak, dan bahan. Dengan menggabungkan upaya mereka, perusahaan dapat mempercepat adopsi pencetakan 3D dengan mengembangkan sistem yang dioptimalkan dan lebih mudah untuk diintegrasikan.
Memperluas keahlian AM dengan cara ini juga dapat membantu menjembatani kesenjangan keterampilan AM yang ada. Melalui kolaborasi dalam industri dan akademisi, kursus pelatihan baru dan program universitas dapat dikembangkan untuk menjembatani kesenjangan ini.
Di sisi lain, beberapa perusahaan terbesar di industri ini, seperti Siemens, BMW, Johnson &Johnson's dan Henkel untuk beberapa nama, telah mengumumkan investasi besar dalam penelitian AM dan fasilitas manufaktur tahun ini. Pada bulan April, BMW mengungkapkan investasi i€10 juta ke dalam Kampus Manufaktur Aditif baru yang akan difokuskan pada pembuatan prototipe, produksi serial dan komponen yang disesuaikan. Pengumuman tersebut jelas menandakan minat yang tinggi dalam memanfaatkan teknologi aditif sebagai metode manufaktur yang layak.
Tren yang membentuk masa depan industri pencetakan 3D
Dengan hanya beberapa bulan lagi, 2018 tampaknya menjadi tahun yang baik bagi komunitas manufaktur aditif. Perbaikan nyata dalam perangkat keras, perangkat lunak, dan bahan telah dan terus dilakukan, dengan semakin banyak perusahaan yang mengadopsi teknologi AM untuk produksi perkakas, suku cadang, dan suku cadang.
Metal AM, tidak mengherankan, merupakan bagian utama dari tren ini; dan kemajuan dalam perangkat lunak membantu mencapai proses yang lebih andal dan konsisten. Selain itu, upaya kolaboratif lintas industri terus mendukung sebagian besar kemajuan dalam pencetakan 3D untuk membantu menjembatani kesenjangan keterampilan AM dan mendorong inovasi.
Ke depan, kami dapat mengharapkan lebih banyak peluang dan terobosan di tahun mendatang , khususnya di bidang produksi dan otomatisasi – yang akan memungkinkan komunitas manufaktur global merasakan manfaat sebenarnya dari Industri 4.0.
