Pencetakan 3D untuk Produksi:Kami Kehilangan Satu Hal
Sudah beberapa minggu sejak saya menghadiri konferensi Kelompok Pengguna Manufaktur Aditif (AKA “AMUG”), dan saya telah sedikit memikirkan pencetakan 3D untuk produksi. Banyak presentasi dan perbincangan di acara tersebut yang membahas tentang produksi massal dengan 3D printing. Namun, kesimpulan saya adalah bahwa kita masih bertahun-tahun lagi dari pencetakan 3d untuk produksi menjadi kenyataan.
Di beberapa industri seperti dirgantara, pencetakan 3D digunakan untuk suku cadang penggunaan akhir hari ini! Mereka mencetak suku cadang bernilai tinggi dan jumlah rendah yang memungkinkan mereka menghemat banyak uang setiap tahun dengan menggunakan lebih sedikit bahan bakar. Perusahaan kedirgantaraan telah menetapkan standar untuk aplikasi mereka menggunakan bahan dan mesin yang sangat spesifik (Ultem9085 Kelas Bersertifikat kami adalah salah satunya).
Adopsi pencetakan 3D untuk produksi menghadapi banyak tantangan. Perusahaan percetakan 3D cenderung berfokus pada aspek teknis pencetakan 3D – terutama kecepatan cetak – untuk mencoba membantu adopsi. Namun, tantangan yang lebih besar terletak pada standar teknik.
Meskipun jauh lebih menarik untuk membahas teknologi terbaru yang mencoba membuat produksi massal dengan pencetakan 3D membuahkan hasil, standar teknik merupakan tantangan serius yang perlu ditangani. Tapi mengapa standar rekayasa penting? Dan mengapa begitu sulit untuk membuatnya untuk bagian cetakan 3D?
Standar teknik menciptakan bahasa yang sama dan jaminan kualitas bagi perusahaan yang bekerja sama. Mereka mengizinkan satu bisnis untuk membeli suku cadang dari yang lain, dengan ekspektasi yang jelas tentang segala macam karakteristik:toleransi suku cadang, penyelesaian permukaan, dan kualitas metalurgi, hanya untuk beberapa nama. Dengan membuat suku cadang dengan standar kualitas yang ditetapkan, dunia mendapatkan suku cadang dan produk yang lebih aman. Saat diterapkan pada pencetakan 3D, penetapan standar ini menjadi rumit.
3 Tantangan yang dihadapi Produksi Massal dengan Pencetakan 3D
1. Anisotropi
Ini adalah istilah rekayasa untuk "tidak seragam kuat". Sebuah isotropik bagian adalah salah satu yang memiliki karakteristik kekuatan dan kekakuan yang sama tidak peduli dari sudut mana Anda menerapkan gaya. Masih bersamaku? Bagian cetakan 3D adalah anisotropik secara alami, karena proses lapis demi lapis yang menciptakannya.
Dalam manufaktur tradisional, blok logam atau plastik konsisten di seluruh bahan stok. Ini menciptakan sifat kekuatan yang seragam yang mudah disimulasikan dan diprediksi bagaimana bagian-bagian tersebut akan berperilaku di bawah tekanan.
2. Variasi Teknologi
“Kami membutuhkan standar untuk bagian cetakan 3D”, adalah pernyataan yang mudah untuk dibuang. Menggali lebih dalam, ini merupakan tantangan besar karena banyaknya jenis pencetakan 3D yang berbeda, bahan yang berbeda, dan kualitas suku cadang yang berbeda bahkan dalam jenis teknologi yang sama. Tantangan ini lebih sederhana dalam manufaktur subtraktif konvensional, karena stok material telah memiliki standar selama bertahun-tahun.
Fused Deposition Modeling (FDM/FFF), Stereolithography (SLA), Selective Laser Sintering (SLS), dan material jetting (PolyJet) semuanya memiliki sifat bagian yang berbeda dan menggunakan material yang berbeda. Membuat standar untuk suku cadang dengan berbagai macam teknologi dan bahan adalah pekerjaan besar yang akan membutuhkan waktu untuk ditetapkan – dan jumlah kupon uji bahan yang gila.
3. Variasi Proses
Saat memotong bahan standar yang sudah siap pakai, mudah untuk mengetahui apakah ada yang tidak beres. Bahannya memiliki konsistensi yang seragam di seluruh bagian, jadi jika ada masalah dengan bagian tersebut, mereka akan terlihat di permukaan. Pencetakan 3D hampir selalu memiliki konsistensi interior (isian) yang berbeda dari cangkang luarnya.
Katakanlah bagian Anda memiliki tiga kulit terluar. Jika 3Dprinter gagal diekstrusi dengan benar pada cangkang bagian dalam, bagaimana Anda tahu? Jika Anda menggunakan pencetakan 3D untuk produksi, dan bagian pada mobil gagal karena cacat yang tidak terlihat, itu bisa berakibat serius. Menetapkan standar teknik untuk komponen cetak 3D dapat membantu mencegah masalah seperti itu sebelum dimulai.
Apakah Manufaktur Aditif Siap untuk Produksi Massal?
Saya percaya produksi massal dengan pencetakan 3D pada akhirnya akan lebih populer daripada proses manufaktur konvensional (subtraktif). Untuk memperjelas, dengan "akhirnya", maksud saya teknologi ini masih memiliki sejumlah tantangan sebelum pencetakan 3D untuk produksi diadopsi secara luas. Tantangan terbesar adalah menetapkan standar kualitas untuk komponen cetak 3D. Butuh waktu – bertahun-tahun – bagi berbagai organisasi teknik seperti ISO dan ASTM untuk membuat standar ini, tetapi begitu mereka melakukannya, saya senang melihat pencetakan 3D digunakan oleh perusahaan di mana pun untuk suku cadang penggunaan akhir.
