Pencetakan 3D Polimer:Menjelajahi 6 Contoh Inovatif dari Teknologi dalam Tindakan
Perusahaan di hampir semua industri mengadopsi pencetakan 3D polimer untuk mendorong inovasi dalam desain, pengembangan, dan produksi produk.
Hari ini kita melihat 6 contoh inovasi terbaru, yang dimungkinkan berkat pencetakan 3D polimer, untuk mengetahui bagaimana teknologi mengubah permainan bagi perusahaan di sektor otomotif, medis, dan barang konsumsi.
1. Menyesuaikan kursi otomotif
Mengembangkan aplikasi pencetakan 3D yang inovatif bukanlah hal baru bagi industri otomotif. Salah satu contoh terbaru datang dari produsen mobil mewah, Porsche.
Awal tahun ini, perusahaan memperkenalkan konsep baru untuk tempat duduk mobil sport yang memanfaatkan pencetakan 3D dan desain kisi.
Kursi baru memiliki fitur cetak 3D di bagian tengah kursi dan bantalan sandaran, diproduksi dengan poliuretan termoplastik, juga dikenal sebagai TPU, plastik lembut seperti karet. Menggunakan bahan fleksibel ini memungkinkan kursi untuk disesuaikan dengan 3 tingkat kekencangan:keras, sedang dan lembut.
Area yang dicetak 3D memiliki struktur seperti kisi dan terikat pada cangkang plastik dan dilapisi dengan bahan pelapis mesh Racetex dari Porsche. Yah, tidak sepenuhnya tertutup – Daun Porsche, apa yang disebutnya, 'panel jendela', memperlihatkan lapisan bantalan cetak 3D berwarna merah, seperti yang Anda lihat pada gambar di atas.
Untuk aplikasi ini, pembuat mobil Jerman terinspirasi oleh sektor motorsport, di mana pemasangan kursi khusus pengemudi adalah norma.
Kursi full bucket yang dicetak 3D telah tersedia sejak Mei 2020, untuk 40 pembalap trek. Sekarang, Porsche mengumpulkan umpan balik pelanggan yang akan digunakan untuk mengembangkan model kursi legal jalanan akhir untuk pertengahan 2021.
Ke depan, Porsche ingin memperluas kustomisasi kursi di luar ketegasan dan warna, dengan mempersonalisasi kursi untuk kontur tubuh spesifik pelanggan. Pencetakan 3D saat ini tetap menjadi satu-satunya teknologi yang dapat mengaktifkan tingkat penyesuaian ini.
2. Mengembangkan helm sepeda yang lebih aman
Pencetakan barang olahraga 3D telah menarik minat banyak merek konsumen. Salah satu merek tersebut adalah HEXR, sebuah perusahaan Inggris yang memproduksi helm sepeda custom-fit, dengan bantuan pencetakan 3D dan pemindaian 3D.
Meskipun bukan helm sepeda pertama yang dicetak 3D, helm debut HEXR adalah yang pertama menggunakan Poliamida 11, bahan nilon yang kuat.
Secara tradisional, lapisan dalam helm diproduksi menggunakan busa polistiren yang diperluas (EPS). Tim HEXR, bagaimanapun, percaya bahwa helm sepeda nilon khusus menawarkan perlindungan yang lebih baik kepada pengendara daripada helm berbasis busa. Untuk membuktikannya, perusahaan membandingkan helm PA 11 mereka dengan helm sepeda lainnya dalam uji kecepatan dan akselerasi. HEXR mengklaim helm mereka memiliki kinerja yang lebih baik dengan rata-rata 30 persen pada sampel lebih dari 40 helm.
Kunci keberhasilan helm nilon adalah desain sarang lebah yang sesuai pesanan, terstruktur untuk menghilang energi. Ini membantu menyebarkan energi ke area yang lebih luas dan mencegah risiko cedera serius.
Pencetakan 3D dan pemindaian 3D berjalan beriringan untuk memungkinkan desain ini. Tim di HEXR menggunakan pemindaian 3D ke alur kerja cetak 3D yang menggabungkan aplikasi pemasangan seluler, teknologi Sintering Laser Selektif (SLS) polimer EOS, dan bahan nabati dari Arkema.
Menurut HEXR, Pencetakan 3D adalah satu-satunya cara untuk membuat sarang lebah dan rongga rumit untuk bantalan yang dapat dilepas, cangkang, tali pengikat, dan elemen lainnya. Selain itu, pencetakan 3D tidak memerlukan cetakan, yang berarti setiap helm dapat bervariasi tanpa biaya tambahan.
Mengikuti mantra 'Tidak ada dua kepala yang sama, jadi mengapa harus helm?', HEXR percaya pada nilai helm custom-fit – dan kemajuan pesat teknologi pencetakan 3D membantu mewujudkan visi ini.
3. Pengalaman berkendara yang lebih baik dengan sadel cetak 3D
Dunia bersepeda tampaknya sangat menyambut teknologi pencetakan 3D. Sementara beberapa perusahaan sedang menata ulang desain helm, yang lain menggunakan pencetakan 3D untuk mengembangkan sadel sepeda yang unggul.
Dalam bersepeda, kenyamanan adalah yang utama, tetapi kebanyakan sadel belum menemukan keseimbangan antara kenyamanan, performa, dan stabilitas.
Salah satu cara pencetakan 3D dapat membantu adalah dengan mengaktifkan desain cerdas untuk meningkatkan kinerja dan kenyamanan sadel.
Pengembang teknologi 3D printing Carbon bekerja sama dengan perusahaan sepeda Fizik melakukan inovasi desain sadel sepeda melalui pemanfaatan digital manufacturing.
Dengan menggabungkan teknologi pencetakan 3D resin Carbon, yang disebut Digital Light Synthesis (DLS), dan keahlian Fizik, perusahaan dapat merancang dan memproduksi beberapa zona fungsional di dalam sadel, menyempurnakan masing-masing secara terpisah untuk sifat mekanik tertentu.
Ini berarti bahwa setiap zona memiliki bantalan dan respons mekanis yang berbeda. Misalnya, bagian tengah memberikan dukungan saat mengayuh kap mesin, dan bagian belakang memiliki bantalan lembut untuk posisi lebih mundur.
Kombinasi pencetakan 3D, desain cerdas, dan pemetaan tekanan telah membantu menyempurnakan sadel untuk menawarkan manfaat kinerja, seperti bobot yang lebih ringan, kemudahan bernapas, dan peningkatan kenyamanan.
Pengendara sepeda terus mencari cara untuk meningkatkan pengalaman berkendara dan kinerja mereka, dan pencetakan 3D tampaknya akan menjadi solusi yang layak di kotak peralatan mereka.
4. Desain penjilidan snowboard yang lebih cerdas
Untuk melanjutkan tema olahraga kami, pencetakan 3D polimer dan Kecerdasan Buatan (AI) baru-baru ini digabungkan untuk menciptakan, mungkin pengikatan papan luncur salju yang paling cerdas.
Dalam snowboarding, binding menyediakan koneksi langsung ke snowboard dan untuk memastikan pengalaman berkendara terbaik, binding harus disesuaikan dengan papan dan gaya pengendara.
Merek Snowboard, Now, dan perusahaan percetakan 3D Spanyol, Addition, menggabungkan pengetahuan dan keterampilan mereka untuk membuat penjilidan dengan desain AI dan cetak 3D pertama di dunia menjadi kenyataan.
Menggunakan simulasi komputer dan alat desain generatif, tim mampu membangun kasus beban yang meniru tekanan yang dialami binding selama pengukiran dan pembubutan yang agresif.
Setelah berjam-jam melakukan simulasi dan analisis data, akhirnya perusahaan mendapatkan desain akhir yang akan dicetak dalam nilon 12, menggunakan teknologi polymer powder bed fusion (PBF).
Tapi apa yang ditawarkan dari 3D-printed dan AI-designed binding? Pertama-tama, ini 25 persen lebih ringan daripada binding tradisional. Penurunan berat badan memiliki efek positif pada respons pengikatan. Ini berarti bahwa pengikatan memungkinkan kontrol tepi langsung dan, oleh karena itu, putaran yang lebih kuat.
Tentu saja, bukan hanya keinginan untuk menggunakan pencetakan 3D untuk menghasilkan penjilidan. Ternyata itu hanya metode manufaktur yang benar-benar cocok untuk desain yang dibuat dengan bantuan alat desain generatif.
Pencetakan 3D, dikombinasikan dengan perangkat lunak desain canggih, telah membuka jalan bagi pengembangan produk yang lebih inovatif, dioptimalkan, dan lebih disesuaikan dalam industri snowboarding.
5. Penyeka yang dicetak 3D mengisi celah dalam alat tes COVID-19
Dalam hal menghentikan krisis COVID-19, pengujian virus adalah kunci untuk mendiagnosis dan melacak epidemi. Tetapi banyak negara masih merasa sulit untuk meningkatkan kapasitas pengujian, paling tidak karena kurangnya alat uji – usap hidung yang panjang dan bahan kimia yang diperlukan untuk memprosesnya.
Pencetakan 3D – khususnya dengan resin – terbukti menjadi salah satu solusi produksi usap hidung, karena dapat diproduksi dengan cepat, murah, dan dalam skala besar.
Pencetakan 3D telah menunjukkan bahwa itu dapat digunakan sebagai metode produksi yang layak ketika ada gangguan rantai pasokan atau manufaktur tradisional terbatas.
Dalam kasus usap hidung, pencetak 3D berbasis resin dan bahan yang dikembangkan untuk industri gigi telah diadaptasi untuk produksi penyeka hidung. Pencetakan 3D resin adalah proses resolusi tinggi, cocok untuk fitur usap hidung yang halus. Selain itu, banyak printer 3D resin gigi memiliki bahan biokompatibel bersertifikat yang dapat langsung digunakan.
Banyak perusahaan printer resin 3D, dari Formlabs dan Carbon hingga EnvisionTEC dan Origin, telah mencetak 3D nasal swab untuk pengujian COVID-19, dengan jutaan swab telah dikirim ke rumah sakit di seluruh dunia.
Apus hidung dengan cetakan 3D menambah daftar persediaan penting lainnya yang terus mengalami kelangkaan, termasuk pelindung wajah, respirator dan ventilator dengan cetakan 3D. Pencetakan 3D dapat memberikan peluang unik untuk memenuhi kebutuhan mendesak ini dan mendorong adopsi manufaktur digital di industri medis secara keseluruhan.
6. Masa depan kain cetak 3D
Sementara pencetakan 3D polimer digunakan di banyak industri, potensinya di sektor tekstil belum sepenuhnya terwujud. Namun, satu perkembangan yang datang dari spesialis Polimer, Polymaker dan Covestro, dapat secara signifikan mempercepat adopsi pencetakan 3D untuk pakaian.
Hingga saat ini, bahan sintetis cetak 3D, seperti asam polilaktat (PLA), belum fleksibel dan cukup nyaman untuk digunakan sebagai tekstil. Dalam kebanyakan kasus, teknologi ini digunakan dalam industri fesyen untuk membuat elemen kaku yang ditambahkan di atas kain konvensional.
Namun, pendekatan baru yang dilakukan Polymaker dan Covestro dapat mengubah cara pencetakan 3D digunakan dalam industri tekstil dan mode.
Berkolaborasi dengan produsen printer 3D, kedua perusahaan mengembangkan teknologi baru untuk kain cetak 3D. Teknologi ini mencakup perangkat keras (printer 3D khusus bahan fleksibel), bahan fleksibel seperti TPU dan perangkat lunak desain baru khusus untuk pengembangan kain.
Kombinasi ini memungkinkan produksi kain 2D, biasanya hanya setebal 2 hingga 5 lapisan , yang kemudian diintegrasikan ke dalam alur kerja yang ada untuk membuat barang-barang pakaian seperti topi, sepatu, dan sarung tangan. Salah satu manfaat utama dari proses ini adalah bahwa potongan kain yang dicetak 3D tidak menghasilkan kain berlebih yang perlu dipotong dan dibuang, sehingga menghasilkan lebih sedikit pemborosan.
Sampai sekarang, kain cetak 3D pada dasarnya merupakan eksperimen sains dan mode, dengan sedikit nilai praktis. Perkembangan Polymaker dan Covestro baru-baru ini membuka kemungkinan penggunaan pencetakan 3D dalam produksi tekstil, yang pada akhirnya dapat mengeluarkan kain cetak 3D dari laboratorium dan peragaan busana dan membawanya ke aplikasi konsumen di kehidupan nyata.
Pencetakan 3D Polimer:Memungkinkan perusahaan berinovasi
Meskipun kami telah membahas 6 contoh aplikasi pencetakan 3D yang inovatif, ini hanyalah puncak gunung es:berbagai kasus penggunaan untuk pencetakan 3D polimer berkembang pesat.
Dengan teknologi pencetakan 3D polimer yang semakin matang dan pilihan bahan yang terus berkembang, ada peluang besar untuk mengembangkan barang-barang luar biasa dengan pencetakan 3D dan memimpin perubahan dalam industri Anda.
