Tren Pencetakan 3D Tahun 2018: Inovasi yang Mengubah Industri

2018 menandai peralihan yang menentukan untuk manufaktur aditif. Dengan inovasi di seluruh perangkat lunak, perangkat keras, dan bahan, industri beralih dari hype awal ke solusi yang terpercaya dan siap produksi. Bernilai lebih dari $7 miliar pada 2018 (Wohlers Report), pencetakan 3D industri telah melahirkan peran yang kokoh dalam prototipe cepat dan semakin menembus produksi bagian akhir.

1. Pencetakan 3D Logam Tetap Meluas dengan Cepat

Manufaktur aditif logam mendapatkan tempat pada daftar sepuluh teknologi terobosan teratas MIT Technology Review tahun 2018, bukti dari keberlanjutan komersialnya yang berkembang. Jualan sistem AM logam naik pesat sebesar 80% tahun lalu (Wohlers Report), mencerminkan adopsi yang luas baik untuk prototipe maupun produksi.

Tantangan utama—biaya, kecepatan, dan kualitas bagian—tetap ada, namun 2018 memperkenalkan kelas baru printer logam industri end rendah. Markforged ADAM dan Digital Alloys Joule printing, misalnya, bertujuan untuk memberikan kualitas yang lebih tinggi dan waktu pembangunan yang lebih cepat dengan biaya lebih rendah, memperluas aksesibilitas teknologi.

Binder jetting logam juga meningkat, dengan HP meluncurkan HP Metal Jet. Diakui 50× lebih cepat dari sistem berbasis laser tradisional, ini menargetkan produksi sejak hari pertama. Solusi binder-jet GE Additive diposisikan untuk mengganggu cor konvensional di seluruh sektor penerbangan, otomotif, listrik, dan kesehatan.

"Perusahaan membeli jumlah sistem AM logam yang lebih banyak untuk memenuhi kebutuhan produksi mereka. Beberapa tahun terakhir, sejumlah perusahaan membeli satu atau dua sistem untuk menguji dan memenuhi syarat proses dan bahan. Sekarang, perusahaan menambahkan sistem untuk produksi, yang memerlukan kapasitas yang jauh lebih besar."

Terry Wohlers

2. Palet Bahan Berkinerja Tinggi yang Lebih Luas

Inovasi bahan telah menjadi segmen yang tumbuh paling cepat dari manufaktur aditif. Startup dan pemain kimia besar sama-sama memperluas portofolio mereka untuk memenuhi kebutuhan aplikasi nich. Perusahaan kimia Prancis Arkema, misalnya, meluncurkan platform komersial bulan ini untuk memperluas rentang bahan pencetakan 3D-nya.

Rentang serbuk SLS sekarang mencakup varian nylon baru, serbuk berbasis PEBA dan PEKK. Termoplastik berkinerja tinggi juga semakin diminati untuk penggunaan rekayasa. Meskipun plastik masih mendominasi pasar, penggunaan logam naik dari 28% pada 2017 menjadi 36% pada 2018 (laporan Sculpteo), menggarisbawahi ketergantungan yang semakin besar pada AM logam untuk bagian produksi.

Meskipun tantangan biaya bahan, kemitraan strategis mendorong harga turun dan memperluas ketersediaan, memastikan bahwa alloy logam dan polimer berkinerja tinggi tetap mengikuti kebutuhan industri.

3. Otomatisasi Mendorong Manufaktur Aditif Siap Produksi

2018 menyoroti peran krusial otomatisasi dalam memindahkan manufaktur aditif menuju produksi massal. Otomatisasi mengurangi langkah manual, menyederhanakan alur kerja, dan meningkatkan efisiensi secara keseluruhan.

Solusi perangkat lunak seperti platform otomatisasi alur kerja AMFG sekarang mengatur setiap fase produksi—dari penerimaan pesanan dan persiapan file hingga kontrol pemroses pasca—memastikan integrasi yang mulus dengan proses manufaktur yang ada.

Robotika canggih dan AI semakin mempercepat produksi. Kolaborasi Lockheed Martin dengan Angkatan Laut AS menghasilkan sistem robotik multi-axis yang didorong AI yang menyetorkan logam menggunakan laser daya tinggi sementara algoritma pembelajaran mesin terus menyesuaikan parameter untuk kualitas pembangunan optimal. Sementara itu, PostProcess Technologies memperkenalkan DECI Duo, unit gabungan penghapusan struktur pendukung dan finishing permukaan yang mempercepat waktu balasan untuk bagian plastik dan logam.

"Saat ini, ada cukup banyak proses yang secara intensif menggunakan tenaga kerja manusia dalam AM. Otomatisasi dapat membantu dalam banyak cara — bisa semisal memutuskan di mana bagian akan ditempatkan di platform pembangunan menggunakan perangkat lunak otomatisasi, atau menghitung waktu pembangunan secara otomatis. Kami bahkan dapat mengotomatisasi simulasi finishing permukaan yang akan dibuat tergantung pada orientasi yang Anda gunakan."

Professor Ian Campbell, Universitas Loughborough

4. Perangkat Lunak Simulasi dan Desain Berkembang

Perangkat lunak tetap menjadi pilar ketiga dari manufaktur aditif yang sukses, melengkapi perangkat keras dan bahan. Inovasi dalam simulasi dan desain generatif telah membuat AM logam lebih dapat diakses dan terpercaya.

Simulasi proses membantu mengurangi tingkat kegagalan dan mengoptimalkan parameter pembangunan, memberikan insinyur wawasan yang lebih dalam tentang perilaku bahan dan performa bagian. Alat desain generatif, kini sering didorong oleh AI, memungkinkan eksplorasi cepat alternatif desain berdasarkan batasan seperti bobot, kekuatan, dan pilihan bahan. Live Parts milik Desktop Metal, misalnya, merupakan contoh bagaimana desain generatif diintegrasikan dengan manufaktur aditif untuk membuka konsep produk baru.

5. Memperkuat Keamanan Manufaktur Aditif

Perlindungan hak kekayaan intelektual dan keamanan data tetap menjadi kekhawatiran mendesak bagi komunitas pencetakan 3D. 2018 melihat lonjakan solusi yang melindungi file desain dan objek cetak.

Startup Denmark Create it REAL memperkenalkan platform enkripsi pencetakan 3D untuk printer FDM. Menggunakan chip pemrosesan khusus, platform memungkinkan pengguna mencetak dari aliran data yang dilindungi, mencegah akses tidak sah ke file desain asli dan mengurangi pelanggaran hak cipta.

6. Kolaborasi dan Investasi Mempercepat Pertumbuhan

Industri semakin berkarya bersama di seluruh produsen, pengguna akhir, dan akademia. Kemitraan ini mempercepat adopsi teknologi dengan menyajikan sistem siap produksi yang terstruktur dan dengan menutup kesenjangan keterampilan AM melalui program pelatihan bersama.

Perusahaan besar seperti Siemens, BMW, Johnson & Johnson, dan Henkel telah mengumumkan investasi besar dalam fasilitas penelitian dan produksi AM. Kampus Manufaktur Aditif BMW sebesar €10 juta, yang diungkapkan pada April, akan fokus pada prototipe, produksi serial, dan komponen kustom, menandai kepercayaan yang kuat terhadap teknologi aditif sebagai metode manufaktur mainstream.

Tren yang Membentuk Masa Depan Pencetakan 3D Industri

Saat 2018 berakhir, manufaktur aditif terus memberikan perbaikan nyata dalam perangkat keras, perangkat lunak, dan bahan. Lebih banyak perusahaan mengadopsi AM untuk alat, bagian cadangan, dan produksi akhir penuh. AM logam tetap menjadi penggerak utama, sementara perangkat lunak canggih dan otomatisasi meningkatkan keandalan dan efisiensi. Kolaborasi yang berkelanjutan di seluruh sektor berjanji untuk menutup kesenjangan keterampilan dan memfasilitasi inovasi, membuka jalan menuju ekosistem manufaktur Industry 4.0 yang sepenuhnya terintegrasi.