Pencetakan 3D Logam 101

Bagi banyak orang, hubungan pencetakan 3D logam dengan manufaktur terbatas. Namun, karena teknologi menjadi lebih mudah diakses, itu telah digunakan di fasilitas manufaktur dan produksi. Dalam posting blog ini, kami melihat mengapa perusahaan memilih pencetakan 3D logam di tempat pertama, serta bagaimana teknologi manufaktur aditif logam yang berbeda bekerja.

Baca Panduan Desain Logam kami

Mengapa memilih manufaktur aditif logam?

Pencetakan 3D logam membawa sejumlah keunggulan dibandingkan metode pengerjaan logam tradisional. Satu, yang dimiliki oleh semua bentuk manufaktur aditif, adalah bahwa biaya per bagian adalah sama untuk produksi volume rendah dan tinggi. Hal ini memungkinkan produksi kecil suku cadang khusus dengan biaya terjangkau. Manfaat lain adalah bahwa kompleksitas itu gratis. Komponen rumit yang harganya ribuan untuk CNC dan memerlukan beberapa pengaturan mesin dapat dicetak 3D dengan sedikit usaha untuk sebagian kecil dari harga. Hal ini terutama menguntungkan untuk logam yang sulit untuk dikerjakan. Karena proses pencetakan 3D bersifat aditif, bahan yang biasanya sulit dipotong seperti titanium dan inconel dapat dicetak dengan jauh lebih mudah. Akhirnya, manufaktur aditif logam dapat membuat bagian-bagian yang tidak mungkin dibuat dengan cara lain. Hal ini memberdayakan para insinyur untuk merancang komponen secara lebih spesifik sesuai fungsinya, tanpa hambatan khas manufaktur tradisional.‍

Bagaimana cara kerja manufaktur aditif logam?

Ada banyak jenis pencetakan 3D logam, dan, seperti halnya pencetakan plastik, masing-masing cocok untuk tujuan pembuatan yang berbeda. Gagasan utama yang mereka semua bagikan adalah tindakan membangun bagian logam lapis demi lapis. Di bawah ini adalah empat jenis manufaktur aditif logam yang paling umum dan cara kerjanya.

Perpaduan Tempat Tidur Bubuk

Pencetak dari kelompok ini mendistribusikan lapisan bubuk halus secara merata di atas pelat pembuatan dan kemudian secara selektif melelehkan penampang bagian di setiap lapisan. Beberapa teknologi yang mungkin pernah Anda dengar dalam kategori ini termasuk Selective Laser Melting (SLM), Direct Metal Laser Sintering (DMLS), dan Electron Beam Melting (EBM).

Salah satu keuntungan dari metode fusi bedak bubuk adalah bahwa mereka dapat mencapai resolusi yang sangat tinggi, yang bermanfaat untuk bagian kecil atau lebih presisi. Kelemahannya adalah bahwa mesin-mesin ini (setelah upgrade fasilitas dan peralatan pasca-pemrosesan diperhitungkan) berharga lebih dari $1 juta USD. Selain itu, pengguna harus mengambil tindakan pencegahan ekstra karena mereka secara langsung menangani bubuk logam berbahaya.

Deposisi Energi Langsung (DED)

Proses DED melibatkan penyimpanan dan penggabungan bahan baku logam dari printhead untuk membangun lapisan bagian. Mesin DED mencakup Electron Beam Additive Manufacturing (EBAM) dan Laser Material Deposition (LMD).

Mesin DED sangat bagus untuk suku cadang yang sangat besar dan, karena tidak menggunakan bubuk logam, tidak memerlukan tindakan pencegahan yang sama seperti teknologi berbasis bubuk. Pada sisi negatifnya, printer ini cenderung memiliki resolusi yang lebih rendah dan sama mahalnya dengan printer bedak lainnya.

Pengaliran Binder

Mirip dengan fusi tempat tidur bubuk, printer ini mendistribusikan lapisan bubuk logam, tetapi bukannya sintering dengan laser, mereka mengeluarkan pengikat pada setiap lapisan. Ini menciptakan bagian logam yang terikat longgar yang kemudian disinter dalam tungku untuk menghasilkan bagian logam akhir. Sintering melelehkan pengikat dan memanaskan bubuk secara merata hingga tepat di bawah titik lelehnya, memungkinkan bagian tersebut menyatu menjadi bagian logam akhir.

Teknologi jet pengikat menguntungkan karena dapat membuat bagian yang presisi jauh lebih cepat daripada metode lain. Puluhan bagian dapat dicetak sekaligus dan kemudian disinter dalam tungku besar, memungkinkan pencetakan 3D tingkat produksi. Mirip dengan metode peleburan lapisan serbuk, pengaliran pengikat sangat mahal dan memiliki hambatan masuk yang tinggi:biaya sistem lebih dari $1 juta dan memerlukan langkah khusus untuk menangani serbuk logam.

Ekstrusi Bubuk Terikat

Bentuk baru dari logam AM ini, dan metode yang digunakan oleh Markforged Metal X, menggunakan serbuk logam yang diikat dalam polimer lilin untuk membuat bagian-bagiannya. Campuran logam-plastik ini dilebur dan dicetak melalui nozzle, mirip dengan pencetakan 3D FFF. Setelah itu, untuk menghilangkan partikel non-logam dan menghasilkan komponen logam akhir, bagian "hijau" ini dicuci dalam pelarut dan disinter dalam tungku khusus, mirip dengan pengaliran pengikat.

Ekstrusi bubuk terikat secara signifikan lebih murah daripada opsi lain, dengan biaya kurang dari $ 200.000. Ini juga jauh lebih aman dan lebih ramah pengguna; bubuk tidak lagi berbahaya ketika terikat di dalam filamen. Satu kelemahannya adalah pembuatan suku cadang bisa lebih lama karena proses multilangkah.

Manufaktur aditif logam telah berkembang menjadi serangkaian proses yang beragam, membawa manfaat yang tidak dapat diberikan oleh metode fabrikasi lainnya. Karena harga sistem terus turun, hanya masalah waktu sebelum printer 3D logam menjadi alat manufaktur yang umum. Untuk mempelajari tentang bisnis yang telah menuai manfaat dari manufaktur aditif logam, lihat studi kasus kami.