Manufaktur Additif Dijelaskan: Dari Desain hingga Produk Jadi

Pendahuluan

Manufaktur additif (kadang disebut prototip cepat atau pencetakan 3D) adalah metode manufaktur di mana lapisan dari sebuah bahan ditumpuk untuk menciptakan objek padat. Meskipun ada banyak teknologi pencetakan 3D yang berbeda, artikel ini akan fokus pada proses umum dari desain hingga bagian akhir. Baik bagian akhir adalah prototipe cepat atau bagian fungsional akhir, proses umum tidak berubah.

Proses manufaktur additif

1. CAD

Membuat model digital adalah langkah pertama dalam proses manufaktur additif. Metode paling umum untuk membuat model digital adalah desain terassistasi komputer (CAD). Ada banyak program CAD gratis dan profesional yang kompatibel dengan manufaktur additif. Reverse engineering juga dapat digunakan untuk menghasilkan model digital melalui pemindaian 3D.

Ada beberapa pertimbangan desain yang harus dievaluasi saat merancang untuk manufaktur additif. Ini umumnya berfokus pada keterbatasan geometri fitur dan persyaratan lubang dukungan atau escape dan bervariasi menurut teknologi.

2. Konversi STL dan manipulasi file

Tahap krusial dalam proses manufaktur additif yang berbeda dari metodologi manufaktur tradisional adalah persyaratan untuk mengonversi model CAD menjadi file STL (stereolithography). STL menggunakan segitiga (poligon) untuk menggambarkan permukaan sebuah objek. Panduan cara mengonversi model CAD ke file STL dapat ditemukan di sini. Ada beberapa keterbatasan model yang harus dipertimbangkan sebelum mengonversi model ke file STL termasuk ukuran fisik, ketertutupan air, dan jumlah poligon.

Setelah file STL dihasilkan, file diimpor ke program slicer. Program ini mengambil file STL dan mengonversinya menjadi G-code. G-code adalah bahasa pemrograman kontrol numerik (NC). Ini digunakan dalam manufaktur terassistasi komputer (CAM) untuk mengontrol alat mesin otomatis (termasuk mesin CNC dan printer 3D). Program slicer juga memungkinkan desainer untuk menyesuaikan parameter build termasuk dukungan, tinggi lapisan, dan orientasi bagian.

3. Pencetakan

Mesin pencetakan 3D sering terdiri dari banyak bagian kecil dan rumit jadi pemeliharaan dan kalibrasi yang benar sangat penting untuk menghasilkan cetakan yang akurat. Pada tahap ini, bahan cetak juga dimuat ke dalam printer. Bahan mentah yang digunakan dalam manufaktur additif sering memiliki masa simpan terbatas dan memerlukan penanganan yang hati-hati. Sementara beberapa proses menawarkan kemampuan untuk mendaur ulang bahan bangunan berlebihan, penggunaan berulang dapat menghasilkan penurunan properti bahan jika tidak diganti secara teratur.

Sebagian besar mesin manufaktur additif tidak perlu dipantau setelah cetakan dimulai. Mesin akan mengikuti proses otomatis dan masalah biasanya hanya timbul ketika mesin kehabisan bahan atau ada kesalahan dalam perangkat lunak. Penjelasan tentang bagaimana masing-masing printer manufaktur additif berbeda menghasilkan bagian dapat ditemukan di sini.

4. Pengambilan cetakan

Untuk beberapa teknologi manufaktur additif, pengambilan cetakan semudah memisahkan bagian yang dicetak dari platform build. Untuk metode pencetakan 3D industri lainnya yang lebih canggih, pengambilan cetakan adalah proses yang sangat teknis yang melibatkan ekstraksi yang tepat dari cetakan saat masih dibungkus dalam bahan bangunan atau terlekat pada plate build. Metode ini memerlukan prosedur pengambilan yang rumit dan operator mesin yang sangat terampil bersama dengan perlengkapan keselamatan dan lingkungan yang terkontrol.

5. Pemrosesan pasca

Prosedur pemrosesan pasca juga bervariasi menurut teknologi printer. SLA memerlukan komponen untuk dikuringkan di bawah UV sebelum ditangani, bagian logam sering perlu dihilangkan stresnya di oven sementara bagian FDM dapat ditangani segera. Untuk teknologi yang menggunakan dukungan, ini juga dihapus pada tahap pemrosesan pasca. Sebagian besar bahan pencetakan 3D dapat diikis dan teknik pemrosesan pasca lainnya termasuk gulungan, pembersihan udara tekan tinggi, poles, dan pewarnaan diimplementasikan untuk menyiapkan cetakan untuk penggunaan akhir.