Pasca Pemrosesan untuk Pencetakan 3D Industri:Tren Utama yang Harus Anda Ketahui
Pasca-pemrosesan dapat menjadi salah satu hambatan utama dalam menggunakan manufaktur aditif (AM) sebagai proses industri. Setiap teknologi AM memerlukan serangkaian solusi pasca-pemrosesan sendiri, yang perlu diotomatisasi sebanyak mungkin, untuk memungkinkan penggunaan teknologi yang layak dalam produksi.
Untungnya, industri telah mulai mengatasi tantangan pasca-pemrosesan, dengan lebih banyak perusahaan memperkenalkan solusi untuk membantu mengotomatisasi dan mengoptimalkan alur kerja pasca-pencetakan.
Dalam artikel hari ini, kita akan melihat beberapa solusi yang tersedia untuk pencetakan 3D polimer dan logam, serta mengeksplorasi mengapa pasca-pemrosesan adalah kunci untuk produktivitas yang lebih besar dengan AM.
Lihat artikel lain yang dibahas dalam seri ini:
Bagaimana Pasar Perangkat Keras Pencetakan 3D Berkembang di 2019
Evolusi Pasar Bahan Cetak 3D:Tren dan Peluang di 2019
Perangkat Lunak Pencetakan 3D:Mencapai Produksi Digital Sejati
Otomatis pasca-pemrosesan untuk komponen polimer cetak 3D
Dalam domain pencetakan 3D polimer, ada fokus yang kuat untuk mengotomatisasi tahap pasca-pemrosesan.
Proses penghilangan, seperti penghilangan penyangga, penghilangan resin atau bubuk, adalah operasi pasca-pemrosesan yang paling umum digunakan. Mereka biasanya dilakukan secara manual, yang memakan banyak waktu dan sumber daya tenaga kerja.
Lebih rumit lagi tahap ini adalah kenyataan bahwa banyak perusahaan menggunakan beberapa teknologi pencetakan 3D, masing-masing dengan persyaratan pasca-pemrosesan sendiri.
Jadi bagaimana perusahaan dapat meningkatkan operasi pasca-pemrosesan mereka, sebelum mereka menghadapi kemacetan saat menambahkan lebih banyak printer atau memperkenalkan teknologi pencetakan 3D lainnya?
Perusahaan, seperti Rösler, PostProcess Technologies, AMT dan DyeMansion, telah mengembangkan solusi untuk membantu pengguna AM merampingkan pasca-pemrosesan.
Mengembangkan solusi pasca-pemrosesan ujung ke ujung
Satu perusahaan yang bertujuan untuk menyederhanakan alur kerja pasca-pemrosesan adalah Additive Manufacturing Technologies (AMT) yang berbasis di Inggris.
Diluncurkan tahun lalu, sistem penyelesaian bagian pertama AMT, PostPro3D, menggunakan proses penghalusan uap kimia, yang menerapkan bahan kimia eksklusif untuk menghaluskan permukaan bagian polimer cetak 3D.
Larutan kimia menyegel permukaan dan menghilangkan porositas bagian. Ini juga mencegah masuknya air atau gas dan benar-benar meningkatkan sifat mekanik.
Solusi AMT ditujukan untuk komponen polimer yang diproduksi dengan teknologi berbasis serbuk dan ekstrusi.
PostPro3D dapat menyelesaikan bagian yang dicetak, menggunakan polimer yang sangat direkayasa seperti ULTEM, nilon, TPU, &TPE, dll. Lebih dari 95 polimer divalidasi untuk sistemnya, menurut perusahaan.
Baru-baru ini, perusahaan juga mengkomersialkan unit PostPro3D Mini yang lebih kecil dan lebih murah, menargetkan lembaga penelitian dan biro layanan yang lebih kecil.
Ke depan, AMT berencana untuk meluncurkan Sistem Manufaktur Digital, yang akan menggabungkan depowdering, smoothing, pewarnaan dan inspeksi, untuk mengotomatisasi setiap langkah pasca-pemrosesan manual.
Teknologi VaporFuse Surface dari DyeMansion
Perusahaan lain yang menyediakan sistem finishing AM adalah perusahaan Jerman, DyeMansion. Bulan lalu, perusahaan meluncurkan sistem Powerfuse S barunya, berdasarkan teknologi VaporFuse Surfacing (VFS), proses otomatis loop tertutup yang mampu mencapai permukaan akhir yang halus dan mengkilap untuk komponen yang dicetak 3D.
Bagian yang dirawat dengan proses VFS juga anti air dan mudah dibersihkan. Menurut DyeMansion, kualitas permukaan bagian VFS sebanding dengan bagian cetakan injeksi.
Dalam hal bahan, teknologi VFS baru DyeMansion kompatibel, tidak hanya dengan polimer keras seperti PA11 atau PA12 , tetapi juga dengan bahan fleksibel seperti TPU, yang mungkin sulit diselesaikan secara manual.
Untuk meningkatkan standar dalam otomatisasi dan digitalisasi pasca-pemrosesan, DyeMansion juga memperkenalkan opsi pemuatan otomatis, konektivitas, dan fitur pelacakan batch ke sistem baru.
Dalam hal rencana jangka panjang, platform penyelesaian Powerfuse S – dan teknologi VFS – akan diintegrasikan ke dalam Alur Kerja Cetak-ke-Produk DyeMansion. Dalam alur kerja ini, proses VFS dapat diimplementasikan sebagai opsi permukaan kedua (atau tambahan) bersama PolyShot Surface (PSS) dan dapat diikuti dengan proses pewarnaan.
Solusi AM Rösler
Selain perusahaan pasca-pemrosesan khusus AM, perusahaan besar yang biasanya melayani industri tradisional, mulai mengembangkan solusi untuk AM.
Salah satu perusahaan tersebut adalah Rösler Group, spesialis Jerman dalam solusi penyelesaian permukaan.
Rösler telah menyediakan layanan di bidang penyelesaian permukaan selama lebih dari 80 tahun. Konglomerat ini menawarkan portofolio ekstensif sistem penyelesaian massal, peledakan tembakan, bahan habis pakai, dan solusi pasca-pemrosesan di 15 anak perusahaan yang berbeda.
Perusahaan ini bergabung dengan industri percetakan 3D tahun lalu, dengan meluncurkan platform multi-fungsi untuk komponen cetak 3D finishing permukaan, yang disebut RapidFinish.
Tahun ini, perusahaan memutuskan untuk menggabungkan aktivitas AM-nya, yang juga mencakup layanan, di bawah merek AM Solutions.
Divisi pasca-pemrosesan 3D AM Solutions menawarkan kemampuan seperti membongkar, menghilangkan struktur pendukung, menghilangkan sisa bubuk, membersihkan permukaan, menghaluskan, memoles, dan mewarnai bagian cetakan 3D.
Layanan ini tersedia untuk suku cadang cetak 3D logam, polimer, dan paduan, menggunakan peralatan pasca-pemrosesan pilihan AM Solutions. Beberapa mesin dikembangkan oleh Rösler, sementara yang lain berasal dari vendor lain, seperti PostProcess Technologies dan IPK INNOVA.
Berbagai tahap pasca-pemrosesan masing-masing dilakukan oleh sistem otomatis, yang kabarnya memungkinkan pengguna untuk mencapai tingkat pengulangan yang tinggi dan produktivitas yang lebih tinggi.
Rösler tidak hanya menjual mesin finishing permukaan, tetapi juga menyesuaikan solusinya dengan printer 3D tertentu. Misalnya, bulan lalu, AM Solutions mengumumkan perjanjian kerjasama dengan HP. Menurut perjanjian tersebut, perusahaan akan memanfaatkan keahliannya dalam solusi penyelesaian permukaan untuk menyesuaikannya secara khusus dengan teknologi Multi Jet Fusion HP.
Pasca-pemrosesan untuk komponen logam yang dicetak 3D
Dalam hal pasca-pemrosesan cetakan 3D logam, alur kerjanya lebih rumit daripada polimer dan membutuhkan banyak peralatan khusus. Bagian logam yang dicetak 3D harus dipotong dari pelat pembuatannya dan kemudian dipanaskan untuk menghilangkan tekanan internal yang dihasilkan selama proses pencetakan.
Selain itu, proses pencetakan 3D logam yang berbeda mungkin memerlukan pasca-pemrosesan yang berbeda solusi. Misalnya, untuk bagian pascaproses yang diproduksi dengan printer 3D pengikat logam, sebuah perusahaan akan membutuhkan peralatan tambahan untuk debinding dan sintering.
Pada saat yang sama, ada lebih sedikit solusi yang dikembangkan secara khusus untuk pasca-pemrosesan AM logam. Dalam sebagian besar kasus, pengguna AM menerapkan seperangkat peralatan pasca-pemrosesan yang sama yang mereka gunakan untuk bagian logam, diproduksi dengan teknologi tradisional.
Konon, ada satu solusi pasca-pemrosesan yang menjanjikan untuk AM yang dapat digunakan untuk menghilangkan penyangga dari bagian logam dan dapat mencapai tekstur permukaan yang halus dalam pengaturan otomatis.
Disebut Hirtisasi, proses baru telah dipelopori oleh perusahaan Austria, Hirtenberger Engineered Surfaces.
Prosesnya terdiri dari tiga langkah. Pada bagian pertama, struktur pendukung dan kue bubuk dihilangkan dari bagian dan kekasaran permukaan berkurang secara substansial. Pada langkah kedua, kekasaran permukaan bagian semakin berkurang, menghasilkan kualitas permukaan yang sesuai untuk sebagian besar aplikasi industri. Langkah ketiga, opsional, adalah proses pemolesan tinggi yang menciptakan hasil akhir dekoratif yang sangat halus.
Menurut perusahaan, Hirtisasi cocok untuk semua logam dan paduan yang biasa digunakan dalam pencetakan 3D.
Oerlikon AM, unit yang menyediakan layanan AM, baru-baru ini menjalin kemitraan dengan Hirtenberger untuk mengevaluasi Proses Hirtisasi.
Pada tahap pertama kerja sama mereka, Oerlikon dan Hirtenberger menemukan bahwa proses Hirtisasi mampu menyelesaikan bagian dengan geometri yang sebelumnya sulit, atau tidak mungkin, untuk diselesaikan dengan metode perawatan permukaan lainnya.
Kemampuan untuk memproses komponen logam yang sangat kompleks secara lebih efisien adalah keuntungan besar dalam industri yang mengandalkan kebebasan desain yang disediakan AM. Sistem seperti Hirtisasi membantu membuka keunggulan ini dan memfasilitasi industrialisasi teknologi lebih lanjut.
Memecahkan masalah depowdering
Dalam proses pencetakan 3D logam berbasis bubuk, pengguna biasanya perlu menghilangkan bubuk yang tertinggal setelah proses pencetakan.
Namun, itu bukanlah pekerjaan yang mudah, karena jika suatu part memiliki desain yang rumit, ada risiko bedak akan terperangkap di dalam part tersebut. Melepaskan bubuk sebagian besar dilakukan secara manual, yang tidak efisien saat pasca-pemrosesan suku cadang dalam jumlah besar.
Untuk mengotomatisasi proses, perusahaan Jerman, Solukon, dalam kemitraan dengan Siemens, telah mengembangkan sistem SFM-AT800S untuk penguraian bubuk otomatis dari komponen cetak 3D yang dibuat dengan teknologi fusi bedak.
Sistem depowdering adalah ruang stainless steel, yang menerima bagian aluminium, titanium dan paduan berbasis nikel dengan dimensi hingga 800 x 400 x 550 mm.
Setelah bagian dimuat di mesin, proses depowdering dimulai. Menggunakan getaran terkontrol, dengan rentang frekuensi yang luas dan rotasi sumbu bermotor, sistem membersihkan bagian logam yang disinter secara menyeluruh dari bubuk logam sisa.
Setelah proses otomatis, mesin juga mendukung pembersihan manual dengan 6 batang tekanan udara terkompresi atau gas inert.
Proses seperti itu juga membantu untuk mendapatkan kembali bubuk residu dengan aman, mencegah kontaminasi, dan mempersiapkannya untuk pemrosesan lebih lanjut.
Beberapa produsen printer 3D juga mengembangkan solusi depowdering khusus untuk mesin mereka. Awal tahun ini, Digital Metal, seorang ahli pengaliran pengikat logam, mengumumkan solusi otomatisasi, yang menggunakan mesin CNC untuk menghilangkan bubuk dalam operasi pasca-pemrosesan.
Perusahaan pengaliran pengikat logam lainnya, ExOne, juga menawarkan stasiun depowdering otomatis yang dikembangkan untuk printernya.
Karena pencetakan 3D logam semakin banyak digunakan dalam produksi suku cadang yang sangat kompleks dan rumit, seperti nozel bahan bakar dan penukar panas, kebutuhan akan solusi depowdering otomatis akan semakin meningkat.
Pada akhirnya, beralih dari depowdering manual ke otomatis akan membantu mengoptimalkan alur kerja pencetakan 3D logam secara signifikan, tidak hanya dengan mengurangi waktu kerja manual, tetapi juga dengan meminimalkan limbah bubuk dan suku cadang karena residu bubuk masalah.
Pasca-pemrosesan untuk pencetakan 3D:Kunci produktivitas yang lebih besar
Menskalakan dan mengotomatisasi operasi pasca-pemrosesan tetap menjadi tantangan. Namun, kami optimis tantangan ini akan segera berlalu, karena beberapa pelaku industri mengembangkan solusi untuk mengatasinya.
Dari penghapusan dukungan, hingga depowdering, hingga finishing dan pewarnaan permukaan, hari ini pengguna AM memiliki lebih banyak opsi daripada sebelumnya untuk mengoptimalkan dan mengotomatiskan langkah pasca-pemrosesan mereka.
Pada akhirnya, memiliki infrastruktur pasca-pemrosesan yang tepat membuka pintu ke tingkat pengulangan dan produktivitas yang tinggi dengan AM. Oleh karena itu, penerapan pasca-pemrosesan harus menjadi prioritas bagi mereka yang mengadopsi pencetakan 3D untuk produksi atau yang ingin meningkatkan penggunaan teknologi di masa depan.
