8 Bahan Inovatif untuk Industri 3D Printing [2018]

Material memainkan peran integral dalam proses pembuatan aditif. Di samping perangkat keras (dari mesin AM hingga sistem pasca-pemrosesan)  dan perangkat lunak (termasuk desain dan MES), material membentuk pilar ketiga untuk memastikan keberhasilan produksi untuk manufaktur aditif. Baik itu termoplastik tingkat teknik atau paduan logam, produsen terus mencari bahan yang memberikan peningkatan sifat mekanik dan kinerja suku cadang.

Saat ini, manufaktur aditif dengan cepat mendapatkan daya tarik sebagai metode produksi yang layak, memungkinkan penciptaan produk yang sangat kompleks. Inovasi bahan akan memainkan peran penting dalam membawa pencetakan 3D ke ranah produksi volume tinggi. Untungnya, berbagai bahan yang tersedia di pasar AM terus berkembang, dan sudah mencakup beragam polimer, resin, logam, dan keramik.

Sulit untuk mengikuti kemajuan terbaru dalam bahan cetak 3D, itulah sebabnya kami melihat 8 bahan inovatif untuk pencetakan 3D industri yang telah diluncurkan sepanjang tahun ini.  

Ringkasan

Materi Perusahaan Properti Kasus penggunaan EPX 82CarbonKekuatan tinggi
Tangguh
Daya tahan siklus termalKonektor, braket, dan housing Ultrasint PA6BASFTitik leleh:193°C
Kekakuan tinggi Kekuatan tinggiBiasanya aplikasi otomotif dan barang konsumsi PrimePart STEvonikElastisitas tinggi
Kekuatan tinggi
Ketahanan kimiaPrototipe fungsional, produksi seri KetaSpire PEEK dan Radel PPSU filamenSolvayKetahanan kimia
Dapat menahan suhu tinggi (Suhu defleksi panas:207°C)
Resistensi benturan Perangkat medis (memerlukan sterilisasi uap)
Interior pesawat ALM HT-23EOSKetahanan kimia tinggi
Tahan api
Kekuatan tinggi
RinganAplikasi dirgantara BLDRmetalNanosteelKekerasan Tinggi
Ketangguhan
DaktilitasAlat, cetakan, bantalan, dan roda gigi ScalmalloyAPWorksRingan
Kekuatan tinggi
DaktilitasAplikasi dirgantara, braket (olahraga motor) penukar panas (otomotif) FluorosiliconeACEO®Fleksibilitas tinggiAplikasi penyegelan

1. EPX 82 Karbon

Carbon, perusahaan yang berbasis di AS yang dikenal dengan teknologi pencetakan Digital Light Synthesis 3D, juga merupakan pemain kunci di pasar material. Tambahan terbaru pada portofolio material tingkat produksi perusahaan yang sudah ekstensif adalah resin EPX 82 . EPX 82 digambarkan sebagai material dengan resolusi tinggi dan kekuatan tinggi yang dikembangkan untuk aplikasi teknik.

Dengan kombinasi kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan siklus termal, EPX 82 memiliki suhu defleksi panas antara 104°C hingga 130°C. Ini sangat cocok untuk memproduksi komponen fungsional seperti konektor, braket, dan rumah baik untuk sektor otomotif maupun industri. Bahan ini juga memungkinkan pembuatan suku cadang dengan fitur fleksibel dan dinding tipis.

Teknologi DLS Carbon dikenal karena kemampuannya memproduksi suku cadang dengan sifat mekanik, resolusi, dan permukaan akhir yang menyaingi plastik cetakan injeksi. Penambahan material EPX 82 baru ke dalam portofolio material Carbon semakin memperkuat kapasitas teknologi untuk menciptakan komponen yang tahan terhadap lingkungan yang keras, membawa kinerja komponen resin cetak 3D ke tingkat yang baru.

2. Ultrasint PA6 BASF

Solusi Pencetakan 3D BASF perlahan tapi pasti telah meningkatkan penawarannya dalam bahan kelas industri untuk pencetakan 3D selama setahun terakhir. Musim semi ini, anak perusahaan raksasa kimia Jerman BASF meluncurkan bahan poliamida baru untuk Selective Laser Sintering (SLS):Ultrasint PA6 LM X085 . Di SLS, di mana PA11 dan PA12 adalah dua poliamida yang paling umum digunakan, bahan nilon baru dari BASF ini bisa menjadi tambahan yang sangat berharga untuk katalog bahan SLS.

Ultrasint PA6 adalah serbuk nilon dengan titik leleh yang relatif rendah sekitar 193°C. Titik leleh Ultrasint PA6 yang rendah mengurangi konsumsi energi untuk mesin SLS dan membantu mempercepat proses pencetakan. Suku cadang yang diproduksi dengan Ultrasint PA6 menunjukkan kekakuan dan kekuatan yang tinggi dan bahan ini biasanya digunakan untuk aplikasi otomotif dan barang konsumsi.

3. Bedak berbasis PEBA Evonik

Evonik telah lama menjadi produsen bubuk poliamida SLS, dengan portofolio sejak hampir 20 tahun yang lalu. Sementara poliamida telah menjadi standar yang dapat diandalkan untuk teknologi ini, spesialis kimia Jerman telah memutuskan untuk memperluas jangkauan portofolionya lebih jauh lagi dengan merilis bubuk plastik fleksibel (polyether block amide) berbasis PEBA (polyether block amide) pertama di dunia. PEBA adalah elastomer termoplastik berperforma tinggi yang dikenal dengan kepadatan rendah, fleksibilitas, dan ketahanan lelahnya

Bahan berperforma tinggi, yang dikenal dengan nama merek PrimePart ST , semakin memperluas opsi untuk aplikasi pencetakan 3D. PrimePart ST terkenal karena elastisitas dan kekuatannya yang tinggi, dan kompatibel dengan High Speed ​​Sintering (HSS) dan teknologi binder jetting selain SLS.

Suku cadang yang diproduksi secara aditif menggunakan bubuk baru Evonik dikatakan bagus fleksibilitas, ketahanan kimia yang sangat baik dan daya tahan. Area aplikasi untuk material baru termasuk komponen plastik fleksibel berkualitas tinggi, berfungsi penuh, untuk pembuatan prototipe atau produksi seri.

4. Filamen KetaSpire PEEK dan Radel PPSU dari Solvay

Seiring dengan meningkatnya permintaan termoplastik berkinerja tinggi, perusahaan kimia Solvay telah mengembangkan tiga filamen polimer baru khusus untuk aplikasi AM kelas atas di industri minyak &gas, aerospace, otomotif, dan perawatan kesehatan.

Filamen, berdasarkan plastik PEEK dan PPSU berperforma tinggi, memungkinkan perpaduan lapisan yang dicetak dan memiliki kerapatan bagian yang tinggi dan kekuatan bagian yang luar biasa – termasuk dalam sumbu Z, yang biasanya merupakan tantangan untuk FDM. Misalnya, Radel PPSU dapat memproduksi suku cadang dengan ketahanan panas dan kimia yang tinggi, sehingga cocok untuk aplikasi medis atau bahkan perlengkapan air panas.

Secara khusus, filamen KetaSpire PEEK dari Solvay telah disertakan dalam perangkat lunak simulasi Digimat e-Xstream. Melalui kemitraan ini, Solvay berharap dapat memungkinkan pelanggannya mencapai hasil cetak yang sukses saat menggunakan termoplastik berperforma tinggi.

5. EOS’ ALM HT-23 PEKK

Produsen printer 3D EOS kini menawarkan bahan PEKK yang diperkuat serat karbon berkinerja tinggi pertama untuk sistem SLS-nya, yang dikembangkan bekerja sama dengan Boeing.

Diluncurkan pada RAPID + TCT 2018, ALM HT-23 telah dikembangkan terutama untuk aplikasi luar angkasa, memungkinkan bobot yang lebih ringan dan mengurangi biaya per bagian secara keseluruhan. Menurut EOS, ALM HT-23 dapat mengurangi biaya perkakas secara signifikan dengan mengganti suku cadang aluminium dengan termoplastik ini.

Selain aerospace, ALM HT-23 juga sangat cocok untuk aplikasi industri yang membutuhkan ketahanan aus yang tinggi dan ketahanan di bawah tekanan kimia dan di mana ketahanan panas diperlukan.

6. Bubuk BLDRmetal Nanosteel

Tahun ini, Nanosteel, sebuah perusahaan yang bergerak di bidang material baja berstruktur nano, telah meluncurkan paduan baja baru dengan sifat material yang tidak dapat ditawarkan oleh paduan cetak 3D saat ini. Perusahaan ini memformulasikan struktur mikro matriks logam yang unik untuk mencapai sifat yang ditingkatkan pada materialnya.

Lini produk Nanosteel meliputi serbuk logam untuk fusi bedak dan sistem pengaliran pengikat logam. Misalnya, besi BLDRmetal™ L-40 bubuk paduan, dirancang untuk digunakan dalam pembuatan aditif berbasis laser, dapat dicetak pada suhu kamar dan dapat menghasilkan suku cadang dengan kekerasan dan keuletan tinggi.

Menurut NanoSteel, BLDRmetal menawarkan alternatif untuk baja perkakas yang sulit dicetak seperti H13 dan memberikan kinerja yang unggul dibandingkan baja maraging M300. Dengan sifat fisik yang sangat baik, L-40 adalah bahan yang diinginkan untuk sejumlah aplikasi, termasuk perkakas, cetakan, bantalan, dan roda gigi.

7. Scalmalloy APWorks

Suku cadang dan komponen logam ringan sangat diminati, dan Scalmalloy mungkin hanya memberikan satu solusi untuk kebutuhan yang meningkat akan logam ringan namun kuat dan ulet. Dikembangkan oleh perusahaan APWorks yang berbasis di Jerman khususnya untuk pencetakan 3D metal bedak, Scalmalloy menawarkan rasio beli-untuk-terbang terendah dan rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi.

Sampai saat ini, aplikasi untuk Scalmalloy termasuk braket inovatif, sepeda motor, dan partisi bionik. Namun, dengan sifat materialnya yang menggabungkan ringannya aluminium dengan kekuatan dan keuletan titanium yang hampir sama, Scalmalloy jelas menunjukkan potensinya untuk industri otomotif dan transportasi lainnya.

8. Fluorosilikon ACEO®

ACEO®, sebuah divisi dari raksasa kimia Wacker Chemie, telah membuat langkah besar dalam mengembangkan teknologi pencetakan silikon3D yang inovatif. Dengan diperkenalkannya fluorosilikon , perusahaan telah mencapai tonggak sejarah lainnya.

Fluorosilicone adalah elastomer 100% yang menggabungkan ketahanan fluorokarbon dengan sifat suhu silikon. Fluorosilicone adalah bahan pilihan untuk aplikasi penyegelan di industri yang membutuhkan ketahanan terhadap bahan bakar, oli, dan pelumas.

Peluncuran fluorosilicone oleh ACEO hanya menandai awal dari lini silikon fungsional yang akan datang di masa depan beberapa bulan, menurut perusahaan.

Inovasi material yang lebih baik di depan

Permintaan akan inovasi yang lebih besar dan bahan yang unggul hanya akan tumbuh seiring dengan semakin matangnya pasar pencetakan 3D. Dengan pemasok material yang ingin memanfaatkan permintaan ini, investasi yang lebih besar sedang dilakukan untuk mendanai inisiatif R&D yang ekstensif. Ini hanya berarti peluang yang lebih besar bagi industri secara keseluruhan, karena material baru, yang menawarkan berbagai sifat mekanik, dapat membantu mempercepat proses pembuatan aditif sebagai teknologi produksi yang sepenuhnya layak.