Bahan Cetak 3D yang Muncul: Tinjauan Komprehensif Perkembangan Terkini
Cetak 3D maju dengan kecepatan luar biasa, didorong oleh perbaikan berkelanjutan dalam sains bahan dan standar sertifikasi. Basis Data Senvol melaporkan bahwa katalog bahan manufaktur aditif (AM) meluaskan dari sekitar 1.700 pada 2019 menjadi 2.245 pada 2020—lonjakan 30 % dalam opsi yang tersedia.
Aplikasi Medis dan Gigi
Dalam perawatan kesehatan, cetak 3D sudah esensial untuk memproduksi implant ortopedik, instrumen bedah, dan peralatan gigi. Pandemi COVID-19 mempercepat adopsi, dengan pembuatan cepat swab tes, pelindung wajah, dan peralatan kritis.
Inovasi bahan adalah respons langsung terhadap permintaan ini. Evonik baru-baru ini memperkenalkan filamen PEEK pertama yang memenuhi ASTM F2026, memungkinkan implant ortopedik dan maxilofasial cetak 3h. Sementara itu, pusat penelitian Andaltec Spanyol mengembangkan filamen antibakteri dan analgesik—PoliM3D—untuk printer FDM, menargetkan implant dan prostesis kustom.
Produsen Polska Spectrum Filaments meluncurkan ABS Medical, filamen yang berasal dari granulat ABS bersertifikat USP yang memenuhi ISO 10993-1 dan Peraturan Kontak Makanan Uni Eropa No. 10/2011. Ini disetujui untuk kontak dengan makanan dan cocok untuk alat rehabilitasi dan gigi tiruan ringan.
Dalam gigi, tren menuju cetak denture lengkap, aligner, dan jembatan bergantung pada bahan yang kompatibel biologis dan tahan lama. NextDent® Denture 3D+ dari 3D Systems menerima persetujuan 510(k) dari U.S. Food and Drug Administration pada 2019, cocok dengan properti mekanik basis denture konvensional. Kolaborasi Rapid Shape dengan VOCO menghasilkan keluarga resin kelas gigi V-Print, sementara Saremco Dental AG merilis resin fotopolimer baru yang mampu mencetak crown, inlay, onlay, dan veneer dengan performa mekanik yang setara dengan restorasi keramik.
Adopsi klinis yang luas bergantung pada ketersediaan yang berkelanjutan dari bahan yang kompatibel biologis, tahan lama, dan bersertifikat yang memungkinkan produk medis dan gigi yang dipersonalisasi dan berkinerja tinggi.
Bahan Tahan Suhu Tinggi
Aplikasi yang beroperasi pada suhu tinggi mendorong permintaan akan bahan AM tahan panas. Roboze dan SABIC bekerjasama untuk menghasilkan EXTEM AMHH811F, filamen termoplastik polyimide amorf dengan suhu defleksi 230 °C dan suhu transisi kaca 247 °C—yang tertinggi untuk bahan cetak 3D yang bisa dicetak. Filamen ini juga menawarkan properti tahan api yang baik, resistensi kimia, dan mempertahankan kekuatan mekanik di bawah panas.
Platform High-Speed Extrusion (HSE) Essentium kini mencakup nylon suhu tinggi, cocok untuk komponen penerbangan, semiconductor, dan minyak dan gas seperti jig, fitting, dan bagian mesin.
Legas Aluminium untuk AM Logam
Aluminium diproyeksi untuk tetap menjadi segmen logam AM yang tumbuh tercepat dalam dekade mendatang, sebagian besar karena sifat ringan dan performa kuat. Kemitraan senilai €1,7 juta antara Oerlikon, Linde, dan Technical University of Munich (TUM) mengembangkan legas aluminium berkekuatan tinggi yang secara khusus dirancang untuk manufaktur aditif. Tim sedang mengatasi tantangan seperti penguapan elemen legas dan terbentuknya mikroretakan pada suhu tinggi, dengan tujuan memberikan bagian ringan dan kuat untuk penerbangan dan otomotif.
Perusahaan rekayasa EDAG’s CustoMat_3D project memperkenalkan legas aluminium tahan tabrakan yang dirancang untuk produksi seri otomotif. Legas ini memberikan kekuatan tarik dan eregangan pada patah yang lebih tinggi, memungkinkan pengurangan bobot yang signifikan—hingga 30 %—di komponen kritis seperti pembawa roda dan elemen box roda kaku.
VELO3D meluncurkan Aluminum F357, legas yang dapat dianodis yang disesuaikan untuk sistem Powder Bed Fusion (PBF), mendapatkan traksi di sektor penerbangan dan otomotif. Teknologi LENS Optomec kini menawarkan legas aluminium untuk Direct Energy Deposition (DED) yang mencapai laju penyetoran tinggi, finishing permukaan yang bagus, dan densitas sekitar 99,9 %.
Upaya Sertifikasi dan Karakterisasi
Sertifikasi bahan tetap kritis untuk adopsi industri, memastikan konsistensi dan keandalan bagian AM. Studi terbaru UL pada polimer kritis keamanan menginformasikan pengembangan kerangka kerja untuk mengevaluasi filamen ABS dan PEI tahan api. Temuan ini memberikan pedoman dasar untuk sertifikasi polimer yang dimaksudkan untuk cetak 3D.
Kualitas bahan yang konsisten dimulai dengan karakterisasi yang ketat dari feedstock. Element, pemimpin global dalam sertifikasi, meluncurkan fasilitas karakterisasi bubuk AM khusus yang melakukan analisis komposisi kimia, analisis ayakan, distribusi ukuran partikel, pengujian laju aliran, dan lebih banyak—memastikan bubuk asli, murni, dan seragam.
Lanskap Bahan Cetak 3D yang Berkelanjutan
Pengumuman harian tentang bahan baru, kemitraan, dan aktivitas penegakan standar menyoroti dinamisnya sektor AM. Seiring inovasi mempercepat, rentang bahan yang tersedia akan meluas, membuka aplikasi dan pasar baru di seluruh industri.
Untuk mengetahui lebih lanjut tentang keadaan pasar bahan cetak 3D, lihat laporan Additive Manufacturing Landscape 2020 terbaru kami di sini.
