Proses pembuatan aditif

Pengantar

Manufaktur aditif (kadang-kadang disebut sebagai prototipe cepat atau pencetakan 3D) adalah metode pembuatan di mana lapisan bahan dibangun untuk membuat objek padat. Meskipun ada banyak teknologi pencetakan 3D yang berbeda, artikel ini akan fokus pada proses umum dari desain hingga bagian akhir. Apakah bagian akhir adalah prototipe cepat atau bagian fungsional akhir, proses umum tidak berubah.

Proses pembuatan aditif

1. CAD

Memproduksi model digital adalah langkah pertama dalam proses manufaktur aditif. Metode yang paling umum untuk menghasilkan model digital adalah desain berbantuan komputer (CAD). Ada berbagai macam program CAD gratis dan profesional yang kompatibel dengan pembuatan aditif. Rekayasa terbalik juga dapat digunakan untuk menghasilkan model digital melalui pemindaian 3D.

Ada beberapa pertimbangan desain yang harus dievaluasi ketika merancang untuk manufaktur aditif. Ini umumnya berfokus pada batasan geometri fitur dan persyaratan dukungan atau lubang keluar dan bervariasi menurut teknologi.

2. Konversi STL dan manipulasi file

Tahap kritis dalam proses manufaktur aditif yang bervariasi dari metodologi manufaktur tradisional adalah persyaratan untuk mengubah model CAD menjadi file STL (stereolithography). STL menggunakan segitiga (poligon) untuk menggambarkan permukaan suatu objek. Panduan tentang cara mengonversi model CAD ke file STL dapat ditemukan di sini. Ada beberapa batasan model yang harus dipertimbangkan sebelum mengonversi model ke file STL termasuk ukuran fisik, kedap air, dan jumlah poligon.

Setelah file STL dibuat, file tersebut diimpor ke program pengiris. Program ini mengambil file STL dan mengubahnya menjadi G-code. G-code adalah bahasa pemrograman kontrol numerik (NC). Ini digunakan dalam manufaktur berbantuan komputer (computer-aided manufacturing (CAM)) untuk mengontrol peralatan mesin otomatis (termasuk mesin CNC dan printer 3D). Program pengiris juga memungkinkan desainer untuk menyesuaikan parameter build termasuk dukungan, tinggi lapisan, dan orientasi bagian.

3. Mencetak

Mesin cetak 3D sering kali terdiri dari banyak bagian kecil dan rumit sehingga perawatan dan kalibrasi yang benar sangat penting untuk menghasilkan cetakan yang akurat. Pada tahap ini, bahan cetak juga dimuat ke dalam printer. Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan aditif seringkali memiliki umur simpan yang terbatas dan memerlukan penanganan yang hati-hati. Sementara beberapa proses menawarkan kemampuan untuk mendaur ulang kelebihan material bangunan, penggunaan ulang berulang dapat mengakibatkan pengurangan sifat material jika tidak diganti secara teratur.

Sebagian besar mesin manufaktur aditif tidak perlu dipantau setelah pencetakan dimulai. Mesin akan mengikuti proses otomatis dan masalah umumnya hanya muncul ketika mesin kehabisan bahan atau ada kesalahan pada perangkat lunak. Penjelasan tentang bagaimana masing-masing printer manufaktur aditif yang berbeda menghasilkan suku cadang dapat ditemukan di sini.

4. Penghapusan sidik jari

Untuk beberapa teknologi manufaktur aditif, penghapusan cetakan semudah memisahkan bagian yang dicetak dari platform build. Untuk metode pencetakan 3D lainnya yang lebih industri, penghapusan cetakan adalah proses yang sangat teknis yang melibatkan ekstraksi cetakan yang tepat saat masih terbungkus dalam bahan pembuatan atau terpasang pada pelat pembuatan. Metode ini memerlukan prosedur pelepasan yang rumit dan operator alat berat yang sangat terampil bersama dengan peralatan keselamatan dan lingkungan yang terkendali.

5. Pemrosesan pos

Prosedur pasca pemrosesan sekali lagi bervariasi menurut teknologi printer. SLA memerlukan komponen untuk disembuhkan di bawah UV sebelum ditangani, bagian logam sering kali perlu dihilangkan tegangannya dalam oven sementara bagian FDM dapat segera ditangani. Untuk teknologi yang memanfaatkan dukungan, ini juga dihapus pada tahap pasca-pemrosesan. Sebagian besar bahan cetak 3D dapat diampelas dan teknik pasca-pemrosesan lainnya termasuk penggulingan, pembersihan udara bertekanan tinggi, pemolesan, dan pewarnaan diterapkan untuk menyiapkan cetakan untuk penggunaan akhir.