Menguasai Cetak 3D Polimer: Teknologi, Inovasi, dan Aplikasi Terbaru Tahun 2021

Mendalam tentang cetak 3D polimer: teknologi, perkembangan yang menjanjikan, aplikasi, dan lebih banyak lagi.

Saat perusahaan kimia besar sekarang bergabung dengan dunia cetak 3D dan pemain utama industri terus mengembangkan kemampuan teknologi, cetak 3D polimer mendapatkan dorongan yang luar biasa.

Untuk tetap mengikuti perkembangan terbaru, di bawah ini kami akan menyelami inovasi paling menarik dalam cetak 3D polimer dan peluang yang ditawarkan oleh teknologi. Namun terlebih dahulu, mari kita jelajahi teknik cetak 3D polimer umum yang digunakan di seluruh industri.

Cetak 3D Polimer: Teknologinya

Printer 3D polimer mendominasi arena perangkat keras cetak 3D. Mereka memimpin di semua garis: pendapatan pengiriman, basis terpasang, dan jumlah perkembangan yang terjadi di ruang ini.

Cetak 3D polimer diperkirakan menghasilkan pendapatan sebesar $11,7 miliar pada 2020, angka yang mencakup penjualan perangkat keras, bahan, dan bagian cetak 3D gabungan.

Di bawah ini, kami melihat teknologi kunci yang mendorong pertumbuhan ini.

Polidermerisasi Bak

Stereolitografi

Munculnya Stereolitografi (SLA) pada tahun 1980 menandai awal era cetak 3D. SLA adalah teknologi ideal untuk menghasilkan bagian yang tampak bagus dengan permukaan yang bagus. Akibatnya, bagian SLA sebagian besar digunakan untuk model konsep bentuk dan pas atau sebagai pola induk untuk aplikasi cetak.

SLA bergantung pada resin yang dapat dikurasi cahaya. Resin ini secara selektif dikurasi oleh laser UV lapis demi lapis, menyebabkan resin mengeras.

Sementara bagian SLA menawarkan permukaan yang bagus, mereka cenderung kurang awet dibandingkan bagian yang dihasilkan dengan teknologi aditif lainnya. Selain itu, karena bahan SLA sensitif terhadap cahaya UV, properti mekaniknya dapat berubah akibat paparan sinar matahari yang berlebihan, sehingga membuatnya tidak cocok untuk penggunaan di luar ruangan.

Photopolimer SLA tersedia dalam berbagai opsi warna serta beberapa bahan spesial (dapat dicetak, awet, tahan suhu tinggi, kelas medis).

Pilihan bahan untuk SLA terus berkembang. Selama 12 bulan terakhir, kami telah mendengar beberapa pengumuman tentang resin cetak 3D baru dari Formlabs, Henkel, Zortrax, DSM, dan banyak lagi.

Yang dapat disimpulkan dari berita terbaru adalah bahwa pengembangan resin cetak 3D telah mencapai level baru: perusahaan sangat berfokus pada aplikasi canggih, terutama di bidang medis, gigi, dan teknik.

Baca juga: Cetak 3D untuk Gigi Digital & Pembuatan Aligner Jernih

Ekstrusi Bahan

FDM/FFF

Fused Deposition Modeling (FDM), juga dikenal sebagai fused filament fabrication (FFF), adalah salah satu metode cetak 3D paling populer untuk penggunaan industri. Menurut perusahaan riset pasar, CONTEXT, pendapatan terbesar dari pengiriman berasal dari kategori mesin ini pada 2020, mencapai hampir $150 juta.

FDM menjadi tersedia secara komersial pada tahun 1990, berfungsi sebagai teknologi prototipe yang terjangkau dan ramah pengguna. Sejak saat itu, FDM telah berevolusi untuk menawarkan keandalan, akurasi, dan pilihan bahan yang lebih besar, membuatnya cocok untuk sejumlah aplikasi produksi seperti alat manufaktur.

Baca juga: Cetak 3D untuk Kabin Pesawat

FDM menggunakan filamen termoplastik yang diekstrusi melalui nozzle ke platform cetak satu lapis demi lapis. Salah satu keterbatasan utama bagian FDM adalah anisotropi, yang berarti properti mekaniknya tidak sama di semua dimensi spasial. Ini dapat menghasilkan bagian yang lebih lemah.

Selain itu, FDM memiliki kecepatan cetak yang lebih lambat dibandingkan teknologi cetak 3D lainnya seperti SLS atau SLA, membuatnya secara umum tidak praktis untuk produksi serial.

Saat ini, produsen memiliki berbagai filamen FDM yang tersedia, dari TPU elastis hingga ABS yang awet dan diperkuat serta bahan berkinerja tinggi seperti PEEK. Dengan ketersediaan termoplastik kelas produksi, FDM ideal untuk menghasilkan produk fungsional dan awet.

Fusi Tempat Bubuk

Sintering Laser Selektif

Selective Laser Sintering (SLS) adalah proses manufaktur aditif yang melibatkan pelindian bubuk bahan plastik menggunakan laser yang kuat. Dengan kombinasi akurasi tinggi, kecepatan, keandalan, dan kurangnya struktur pendukung, SLS digunakan baik untuk prototipe fungsional maupun produksi volume rendah.

SLS biasanya menggunakan bubuk poliamida (nylon), dengan PA11 dan PA12 sebagai dua poliamida yang paling banyak digunakan, selain bahan TPU fleksibel.

Namun, perusahaan terus menambahkan penawaran bahan baru. Misalnya, pada 2018, Evonik meluncurkan bubuk plastik fleksibel pertama di dunia berbasis PEBA (polyether block amide) untuk SLS.

Produsen printer 3D Jerman EOS juga telah menyediakan termoplastik PEKK diperkuat serat karbon untuk sistem SLS-nya, selain bahan PEEK yang disertifikasi. Termoplastik PEKK baru dikatakan dapat menggantikan bagian logam dalam aplikasi penerbangan dan industri.

Secara khusus, EOS saat ini adalah produsen tunggal yang menawarkan sistem SLS yang mampu memproses termoplastik berkinerja tinggi seperti PEEK dan PEKK – EOS P800.

Secara historis, teknologi SLS lebih mahal bagi perusahaan untuk diperoleh (mencapai ratusan ribu dolar). Namun, pada 2014, paten untuk teknologi ini kedaluwarsa, menghasilkan alternatif yang lebih terjangkau, seperti printer 3D benchtop Formlabs Fuse 1.

Multi Jet Fusion

Sejak diperkenalkan ke pasar pada 2016, Multi Jet Fusion (MJF) HP telah membuka dimensi baru untuk produksi bagian dan prototipe fungsional kelas industri.

Seperti SLS, teknologi ini menggunakan bubuk nylon. Namun, alih-alih menggunakan laser, MJF bekerja dengan menumpahkan agen pemindahan pada setiap lapisan bubuk, yang kemudian dileburkan oleh sumber cahaya inframerah.

Dibandingkan SLS, MJF menawarkan alur kerja yang lebih cepat karena stasiun pemroses pasca inovatif HP, yang mempercepat proses pendinginan dan membantu penghapusan bubuk. Seri Jet Fusion 300/500 juga menawarkan kemampuan cetak 3D warna penuh.

Ada beberapa keterbatasan dengan Multi Jet Fusion HP, misalnya, pilihan bahan yang saat ini terbatas (PA11, PA12, PA12 diisi dengan kaca).

Namun, HP mempromosikan model Open Platform, yang mendorong kolaborasi dengan pengembang bahan. Melalui pendekatan ini, HP telah bekerjasama dengan lebih dari 50 perusahaan, termasuk Evonik, BASF dan Lubrizol, yang bekerja pada pengembangan bahan baru yang cocok untuk teknologi ini.

Baca juga:

–Evolusi Teknologi Cetak 3D HP: Dari Polimer hingga AM Logam

–Kompatibilitas AMFG dan HP mengarah pada konektivitas sistem AM

Penjeteran Bahan

Penjeteran Bahan adalah proses cetak injek yang melibatkan penumpukan bahan photoreaktif cair ke platform pembangun lapis demi lapis. Mirip dengan SLA, Penjeteran Bahan menggunakan resin, yang mengeras di bawah cahaya UV.

Resin yang digunakan dalam Penjeteran Bahan mirip dengan yang digunakan dalam SLA, tetapi memiliki bentuk cairan yang kurang viskous, seperti tinta. Biaya mereka juga biasanya lebih tinggi.

Di antara keterbatasan teknologi ini adalah properti mekanik yang buruk dari bagian yang dicetak, yang membuat bagian yang dijet secara umum tidak cocok untuk aplikasi fungsional.

Peluang dan Aplikasi Cetak 3D Polimer

Cetak 3D industri dengan bahan polimer membuka berbagai kemungkinan baik untuk departemen produksi maupun pengembangan produk. Di bawah ini, kami telah meringkas yang paling terkenal dari mereka.

Prototipe Cepat

Prototipe tetap menjadi salah satu area aplikasi utama untuk cetak 3D polimer. Dengan evolusi teknologi cetak 3D, prototipe kini dapat diproduksi lebih cepat, lebih awet, dan lebih menarik secara visual.

Industri otomotif, yang dikatakan telah membeli jumlah printer terbanyak pada 2017, adalah pengguna terkenal cetak 3D polimer untuk tujuan prototipe. Di sini, semua jenis teknologi cetak 3D digunakan baik untuk bentuk dan pas, maupun fungsional, pengujian dan validasi.

Satu contoh adalah Audi, yang menggunakan printer 3D PolyJet J750 Stratasys untuk merancang dan memvalidasi bagian, seperti penutup lampu belakang, untuk mobilnya.

Sebagai proses multi-bahan dan warna penuh, cetak 3D PolyJet Stratasys memungkinkan pembuatan prototipe fisik dengan tampilan produk akhir, sehingga sangat menyederhanakan dan mempercepat proses pengembangan produk.

Di sektor balapan, cetak 3D adalah teknologi yang dipilih ketika datang ke produksi bagian fungsional untuk pengujian mobil balap. Tim F1 Alfa Romeo Sauber, misalnya, secara luas menggunakan cetak 3D SLS dan SLA untuk memproduksi bagian termasuk sayap depan, saluran rem, dan penutup suspensi, serta penutup mesin, saluran internal, dan penangkal tangan untuk model mobil wind tunnel.

Alat yang lebih efisien

Cetak 3D untuk alat telah muncul sebagai salah satu penggunaan paling menjanjikan dari teknologi. Dari jig dan fixture hingga pola cetak investasi, cetak 3D polimer membuka pintu untuk alat yang lebih cepat, lebih murah, dan disesuaikan.

Secara umum, perusahaan menggunakan teknologi FDM dan SLA untuk memproduksi alat karena keterjangkauan dan kemudahan penggunaan yang relatif.

Produsen mobil Ford dilaporkan menggunakan printer 3D FDM Ultimaker untuk membuat alat kustom.

Manfaatnya tidak hanya pada keterjangkauan. Menurut Pemimpin Teknis Ford, Harold Sears, cetak 3D “membantu orang melakukan pekerjaan mereka dengan membuat alat yang lebih ergonomis untuk operator. Ini mungkin merupakan manfaat yang halus tetapi tentunya sangat membantu jika operator lebih bahagia dan nyaman melakukan pekerjaan mereka. Mereka juga akan melakukan pekerjaan yang lebih baik yang hanya meningkatkan kualitas.”

Selain itu, terkadang bahan termoplastik yang dapat dicetak 3D yang saat ini tersedia bahkan cukup kuat untuk menggantikan alat logam, yang membuat proses pemasangan lebih mudah dan menurunkan biaya alat kustom.

Aplikasi medis

Industri medis adalah salah satu adopter awal cetak 3D polimer. Saat ini, teknologi telah menemukan sejumlah penggunaan di sektor, dari panduan bedah dan alat cetak 3D hingga replika organ manusia untuk perencanaan bedah pra-operasi.

Secara berkala, cetak 3D digunakan untuk langsung memproduksi perangkat medis kustom, termasuk prosesa dan alat gigi seperti aligner dan jembatan.

Salah satu sektor industri yang telah sepenuhnya diubah oleh cetak 3D adalah alat dengar. Saat ini, lebih dari 90% alat dengar diproduksi di seluruh dunia menggunakan teknologi cetak 3D SLA.

Sejak wabah pandemi, cetak 3D polimer juga telah menegaskan dirinya sebagai teknologi yang berkelanjutan untuk produksi katup ventilator, kacamata pengaman, pelindung wajah, dan swab pengujian.

Baca juga: Cetak 3D dalam Perawatan Kesehatan: Di Mana Kita pada Tahun 2021?

Produk konsumen yang disesuaikan

Perusahaan barang konsumen semakin memandang cetak 3D plastik sebagai opsi untuk kustomisasi massal. Karena cetak 3D tidak membutuhkan alat yang intensif tenaga kerja dan mahal dan dapat menciptakan objek kompleks secara hemat biaya, ini memungkinkan produksi produk dipersonalisasi yang disesuaikan dengan konsumen.

Satu merek yang menjelajahi cetak 3D adalah Dr. Scholl‘s, penyedia produk perawatan kaki. Mereka telah bekerjasama dengan perusahaan teknologi Wiivv untuk membuat selang cetak 3D kustom.

Menggunakan Wiivv Fit Technology, Dr Scholl’s menawarkan aplikasi kustomisasi yang memetakan 400 titik pada setiap kaki pengguna dengan beberapa foto ponsel. Melalui proses ini, yang memakan waktu kurang dari lima menit, selang dapat dirancang dan kemudian dicetak sesuai spesifikasi tepat kaki pelanggan.

Baca juga:
• Cetak 3D untuk Sepatu

• 5 Cara Cetak 3D Dapat Menguntungkan Industri Barang Konsumen

Perkembangan Teknologi Menarik dalam Cetak 3D Polimer

Industri cetak 3D sedang melonjak dalam mengembangkan teknologi cetak 3D polimer baru dan memperbaiki yang sudah ada. Di bawah ini, kami telah meringkas perkembangan teknologi terbaru yang paling signifikan dalam bidang cetak 3D polimer.

Teknologi LaserProFusion baru EOS

Dinyatakan di Formnext 2018, teknologi LaserProFusion dari EOS adalah teknologi cetak 3D polimer inovatif yang dikembangkan untuk memungkinkan produksi aditif serial. Proses ini mengandalkan hingga satu juta laser dioda yang dapat mencapai daya keluaran hingga 5kW untuk mencetak bahan plastik.

Dengan teknologi ini, proses manufaktur dikatakan sepuluh kali lebih cepat, sehingga mencapai tingkat produktivitas yang sama dengan injeksi cetak.

Meskipun belum jelas kapan sistem ini akan tersedia secara komersial, pengumuman ini adalah indikator lain dari industriisasi teknologi cetak 3D.

Polidermerisasi berkecepatan tinggi

Polidermerisasi, yang mencakup proses SLA dan DLP, telah berevolusi secara signifikan selama beberapa tahun terakhir.

Teknologi ini telah berkembang sebagai proses produksi massal dan perkenalan polidermerisasi berkecepatan tinggi baru-baru ini hanya mempercepat tren ini.

Hampir semua pemain besar di bidang ini telah memperkenalkan sistem yang mampu mencetak bagian resin fungsional dengan volume dekat injeksi cetak.

Pada 2014, Carbon memperkenalkan teknologi Digital Light Synthesis berkecepatan tinggi, yang berevolusi menjadi printer 3D M2 yang mampu mencetak dengan kecepatan 20 cm/jam.

Baca juga: Co-Founder Carbon Philip DeSimone tentang Bergerak Menuju Produksi Volume Tinggi dengan Cetak 3D

Pada 2016, 3D Systems memperkenalkan pendekatannya terhadap SLA otomatis berkecepatan tinggi – sistem Figure 4. Data terbaru menyoroti kecepatan cetak bagian Figure 4 Production hingga 65 mm/jam, dan kecepatan prototipe hingga 100 mm/jam.

Perusahaan lain mengikuti, dengan EnvisionTEC (diakuis oleh Desktop Metal), Nexa3D, Origin (diakuis oleh Stratasys) dan NewPro.

Kecepatan proses dalam cetak 3D lama menjadi salah satu sisi terlemahnya. Ini, khususnya, adalah hambatan bagi adopsi di industri yang didorong oleh produksi serial massal, seperti otomotif dan barang konsumen. Di industri ini, produk perlu diproduksi dan dikirim dalam waktu yang sesingkat mungkin untuk mempertahankan efisiensi produksi.

Sekarang, dengan kemajuan dalam polidermerisasi berkecepatan tinggi, ada opsi yang berkelanjutan bagi produsen yang ingin mencetak 3D bagian dengan volume yang lebih tinggi.

Teknologi Augmented Polymer Deposition (APD) Rize

Menghilangkan pemroses pasca telah menjadi impian yang lama di industri cetak 3D – dan teknologi Rize berjanji untuk menghilangkan titik nyeri pemroses pasca. Produsen printer 3D berbasis AS ini telah mengembangkan teknologi Augmented Polymer Deposition (APD) hibridnya, yang menggabungkan ekstrusi bahan dengan penjetakan.

Kombinasi ini memungkinkan pencetakan struktur pendukung yang dapat dengan mudah dilepas dengan tangan setelah proses cetak selesai, dan tanpa kebutuhan operasi pemroses pasca lebih lanjut.

Teknologi APD telah digunakan untuk membuat bagian isotropis, warna penuh, kekuatan industri untuk aplikasi prototipe, alat, dan produksi.

Tahun lalu, perusahaan juga memperkenalkan fitur baru, di mana pengguna dapat mencetak 3D informasi aman, seperti kode QR atau barcode, pada bagian dengan bantuan teknologi. Ini akan memungkinkan, misalnya, seorang insinyur untuk menyimpan semua informasi untuk bagian tertentu secara digital, mempertahankan inventaris digital.

Cetak 3D FDM skala besar BigRep

Salah satu hambatan utama bagi adopsi yang lebih luas FDM untuk aplikasi industri adalah ukuran envelop pembangun. Ini adalah hambatan yang perusahaan Jerman BigRep berusaha atasi berulang kali dengan garis printer 3D yang sangat besar dan sangat canggih.

Di formnext 2018, BigRep meluncurkan dua printer 3D generasi berikutnya – BigRep PRO (1005 x 1005 x 1005 mm) dan BigRep EDGE ( 1500 x 800 x 600 mm) — yang ditujukan untuk penggunaan industri.

Kedua sistem dilengkapi dengan Teknologi Ekstrus Metering (MXT) miliknya, yang membedakannya dari opsi skala besar lainnya. Teknologi ekstruder baru ini memberikan pemisahan yang jelas antara pemberian filamen, peluluhan, dan ekstrusi, sehingga memungkinkan kecepatan cetak yang lebih cepat dengan presisi dan kualitas yang lebih besar. Misalnya, BigRep PRO dikatakan menawarkan laju aliran filamen lima kali lipat dan laju ekstrusi rata-rata tiga kali lipat, dibandingkan mesin FDM lain yang tersedia di pasar.

MXT dioptimalkan untuk bekerja dengan bahan kelas profesional seperti ASA/ABS dan nylon yang BigRep produksi dalam kolaborasi dengan perusahaan kimia Jerman BASF.

Secara khusus, BigRep PRO mencakup sistem kontrol CNC dan drive terdepan dari Bosch Rexroth, yang memungkinkan kemampuan IoT dan pemrosesan data. Ini pada akhirnya akan membantu mempercepat integrasi printer ke dalam visi Industri 4.0.

Lebih lanjut tentang ini: 4 Aplikasi Menakjubkan Cetak 3D Skala Besar

Teknologi STEP Evolve

Semakin banyak produsen printer 3D memandang produksi massal, dan spin-off Stratasys Evolve Additive Solutions tidak berbeda.

Setelah hampir sepuluh tahun pengembangan, perusahaan meluncurkan teknologi “STEP” (singkatan dari Selective Toner Electrophotographic Process) produksi-kecepatan baru untuk polimer tahun lalu.

Proses STEP Evolve menawarkan pendekatan baru untuk produksi volume dengan manufaktur aditif, tidak terkecil karena dikatakan 50 kali lebih cepat dari teknologi cetak 3D tercepat yang tersedia.

Lebih dari itu, perusahaan mengklaim bahwa teknologi ini mampu menghasilkan bagian dengan kualitas yang dapat dibandingkan dengan yang dibuat dengan metode konvensional, dan tidak hanya dari segi finishing estetika, tetapi juga kekuatan. Selain itu, teknologi STEP menyediakan kemampuan cetak multi-bahan dan warna penuh.

Meskipun Evolve masih dua tahun jauh dari komersialisasi, teknologi mereka akan satu yang harus diperhatikan.

SAF Stratasys

Pemain utama industri cetak 3D, Stratasys, juga terus meningkatkan kehadirannya di area yang berkembang dengan cepat dari sistem cetak 3D kelas produksi. Perusahaan baru saja menyajikan garis printer 3D powder bed fusion (PBF) yang akan datang.

Platform Produksi H Series baru akan didukung oleh teknologi Selective Absorption Fusion (SAF) yang dirancang khusus untuk memenuhi kebutuhan manufaktur volume.

SAF adalah proses cetak 3D berbasis bubuk. Namun, sementara SLS menggunakan laser untuk secara selektif melindungkan partikel polimer, SAF melakukan sesuatu yang sepenuhnya berbeda.

SAF menggunakan roller berputar berlawanan untuk melapisi lapisan bubuk pada platform cetak dan kemudian printhead secara selektif meneteskan pelerap absorber untuk membentuk lapis bagian. Lapis yang diimaging dilebur dengan melewatkan lampu IR di seluruh lebar platform cetak, menyebabkan wilayah yang dipilih meleleh.

Yang baik tentang proses baru ini adalah bahwa akan menawarkan kecepatan cetak tinggi dan skalabilitas. Ketersediaan komersial printer 3D berdasarkan teknologi SAF saat ini diperkirakan pada kuartal ketiga 2021.

Jika SAF Stratasys memenuhi visinya, itu dapat menjadi alternatif yang berkelanjutan untuk proses SLS dan Multi Jet Fusion yang established.

Tren cetak 3D polimer

Konsolidasi pasar cetak 3D polimer

Industri manufaktur aditif telah melihat sejumlah akuisisi dan gabungan selama enam bulan terakhir, banyak di antaranya di sektor AM polimer.

Sementara aktivitas M&A bukan hal baru di ruang AM, pengumuman terbaru memiliki sesuatu yang signifikan bersama: fokus produksi.

Berikut beberapa sorotan gerakan M&A terbaru dalam cetak 3D polimer:

• Pada September 2020, Covestro menyatakan niatnya untuk mengakuisisi bisnis line DSM Resins & Functional Materials, termasuk DSM Additive Manufacturing.
• Pada Desember 2020, Stratasys mengumumkan akuisisi Origin.
• Pada Januari 2021, Desktop Metal menyatakan niatnya untuk mengakuisisi EnvisionTEC.

Menyenangkan untuk melihat perusahaan bersatu untuk memperkuat penawaran mereka dan menyajikan solusi yang menarik untuk produksi AM industri.

Keinginan ini untuk memperluas portofolio proses dan bahan untuk mencakup lebih banyak opsi dari satu sumber induk yang beroperasi melalui satu jaringan distribusi akan memungkinkan banyak lebih banyak permintaan pelanggan untuk dipenuhi.

Melakukannya pada skala besar, dengan fokus pada repeatabilitas dan keandalan, adalah langkah besar ke depan untuk cetak 3D polimer.

Menggunakan plastik alih-alih logam

Pengurangan berat adalah tujuan khusus untuk beberapa industri seperti penerbangan dan balapan. Membuat pesawat atau kendaraan lebih ringan membantu mengurangi konsumsi bahan bakar dan mengoptimalkan kinerja kendaraan.

Sementara industri ini umumnya mengandalkan solusi penguatan logam untuk mengurangi berat, kemajuan terbaru dalam bahan cetak 3D polimer menawarkan beberapa peluang yang menarik. Kemampuan untuk mencetak 3D termoplastik berkinerja tinggi seperti serat karbon, ULTEM dan PEEK dapat berarti logam dapat digantikan dengan plastik dalam beberapa aplikasi.

Menurut satu analisis, mengganti besi pesawat dengan alternatif PEEK dapat menghasilkan pengurangan berat 5% hingga 9%, yang dapat memberikan dampak besar pada konsumsi bahan bakar pesawat.

Mengganti bagian logam dengan plastik cetak 3D juga dapat bermanfaat untuk mempercepat proses pemeliharaan. Satu biro layanan telah menggunakan termoplastik terisi karbon Stratasys FDM Nylon 12CF untuk membuat pengganti untuk bagian mesin logam. Cetak 3D bagian cadangan menghasilkan komponen yang lebih baik, diproduksi jauh lebih cepat daripada konterparte yang diproduksi secara konvensional.

Baca juga: Cetak 3D Komposit: Teknologi yang Muncul dengan Masa Depan Cerah

Hal yang harus dipertimbangkan saat mengadopsi cetak 3D polimer dalam rumah

Keberlanjutan

Daur ulang dan penggunaan ulang bahan cetak 3D polimer adalah faktor penting yang harus dipertimbangkan saat mengadopsi AM polimer dalam rumah.

Dalam cetak 3D berbasis filamen, daur ulang sudah umum, dengan banyak perusahaan yang memproduksi filamen plastik dari plastik daur ulang.

Namun, sementara termoplastik, seperti filamen, dapat dengan mudah didaur ulang dengan hanya mencairkan kembali, plastik termoest tidak dapat dicairkan kembali, yang berarti mereka tidak dapat didaur ulang.

Dalam cetak 3D berbasis bubuk polimer, penggunaan ulang bubuk juga tidak sepenuhnya sederhana. Dalam sebagian besar kasus, Anda perlu mencampur bubuk ‘yang telah digunakan namun tidak terlebur’ dengan sekitar 50% bubuk baru, agar dapat digunakan kembali. Untuk beberapa bubuk berkinerja tinggi seperti PEEK, laju segarnya drastis berkurang dan, dalam beberapa kasus, tidak ada bubuk berlebih yang dapat digunakan kembali.

Jadi bagaimana Anda dapat mencetak secara berkelanjutan dengan bahan cetak 3D polimer? Salah satu caranya adalah dengan meminimalkan limbah melalui desain yang lebih baik. Selain itu, pastikan untuk menghubungi pusat limbah atau daur ulang lokal Anda untuk melihat apakah mereka memiliki kapasitas untuk membuang polimer cetak 3D dengan aman.

Lebih lanjut tentang ini: Seberapa Berkelanjutan Adalah Cetak 3D Industri?

Pemroses pasca

Proses pengadaan, seperti penghapusan pendukung, penghapusan resin atau bubuk, adalah operasi pemroses pasca yang paling umum dalam cetak 3D polimer. Biasanya dilakukan secara manual, yang mengambil banyak waktu dan sumber daya tenaga kerja.

Semakin mempersulit tahap ini adalah fakta bahwa Anda mungkin ingin menggunakan beberapa teknologi cetak 3D, masing-masing dengan persyaratan pemroses pasca sendiri.

Untuk meningkatkan operasi pemroses pasca, perusahaan, seperti Rösler, PostProcess Technologies, AMT dan DyeMansion, telah mengembangkan solusi untuk membantu pengguna AM menyederhanakan pemroses pasca.

Saat ini, tren terbesar adalah pada pembuatan solusi pemroses pasca dari ujung ke ujung, mencakup sorting, penghapusan bahan dan depowdering, smoothing dan dyeing, dan inspeksi.

Saat mengadopsi cetak 3D polimer, memahami persyaratan pemroses pasca sangat penting. Pemroses pasca yang tidak dioptimalkan dapat menambahkan banyak biaya pada operasi cetak 3D, yang dapat dan harus dihindari melalui otomatisasi.

Manajemen alur kerja

Mengadopsi cetak 3D polimer dalam rumah juga akan mengharuskan Anda untuk mempertimbangkan pendekatan untuk mengelola operasi, seperti manajemen pesanan, perhitungan biaya, penjadwalan produksi, manajemen inventaris, dll.

Banyak perusahaan saat ini baik bergantung pada solusi yang awalnya dikembangkan untuk manufaktur tradisional atau mengembangkan perangkat lunak secara internal. Setiap pendekatan seringkali mengarah pada alur kerja terpencil, yang kurang visibilitas dan tidak dapat dengan mudah diskalakan.

Agar tidak jatuh ke dalam jebakan alur kerja yang tidak efisien dan tidak dapat diskalakan, praktik yang baik adalah mengimplementasikan solusi manajemen alur kerja dan eksekusi manufaktur yang telah dikembangkan dengan persyaratan cetak 3D dalam pikiran.

Beberapa opsi tersedia di pasar saat ini tetapi hanya beberapa yang menawarkan solusi dari ujung ke ujung yang mencakup seluruh alur kerja cetak 3D.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang solusi seperti ini, temukan whitepaper kami “Additive Manufacturing MES Software: The Essential Guide”

Masa depan cetak 3D polimer

Dari model konsep yang realistis hingga prototipe kokoh, alat ergonomis, dan bagian akhir penggunaan fungsional, peluang yang diciptakan oleh cetak 3D polimer sangat besar.

Meskipun beberapa tantangan masih harus diatasi, seperti memperluas pilihan bahan dan memastikan pengurangan biaya bahan, perkembangan berkelanjutan dalam cetak 3D polimer akan membantu perusahaan menikmati manfaat teknologi lebih lanjut.

Seperti industri AM secara keseluruhan, dan cetak 3D polimer khususnya, bergerak menuju produksi bagian akhir, kita melihat komposit yang dapat dicetak 3D dan termoplastik berkinerja tinggi mendapatkan tarikan yang lebih besar.

Sementara cetak 3D polimer tidak akan menggantikan proses konvensional, teknologi ini tentu akan meningkatkan kemampuan manufaktur saat ini, lebih jauh membuka aplikasi industri canggih.

Mencari wawasan lebih lanjut tentang cetak 3D polimer? Lihat artikel di bawah ini:

Stereolithography & Digital Light Processing: Where Are We Today?

FDM 3D Printing: Where Are We Today?

The Evolution of SLS: New Technologies, Materials and Applications