Membuka Inovasi: Keuntungan Utama Cetak 3D dalam Manufaktur Modern

Pendahuluan

Cetak 3D menciptakan bagian dengan membangun objek lapis demi lapis. Metode ini menawarkan banyak keuntungan dibandingkan teknik manufaktur tradisional (misalnya CNC machining), yang paling penting yang berlaku untuk industri secara keseluruhan dibahas dalam artikel ini.

Cetak 3D tidak mungkin menggantikan banyak metode manufaktur tradisional namun ada banyak aplikasi di mana printer 3D mampu memberikan desain dengan cepat, dengan akurasi tinggi dari bahan fungsional.

Memahami keuntungan cetak 3D memungkinkan desainer untuk membuat keputusan yang lebih baik saat memilih proses manufaktur dan memungkinkan mereka untuk memberikan produk yang optimal.

Pelajari dasar-dasar cetak 3D

Unduh panduan cetak 3D kami

Kecepatan

Salah satu keuntungan utama manufaktur aditif adalah kecepatan di mana bagian dapat dibandingkan dengan metode manufaktur tradisional. Desain kompleks dapat diunggah dari model CAD dan dicetak dalam beberapa jam. Keuntungannya adalah verifikasi dan pengembangan ide desain yang cepat.

Di masa lalu mungkin memakan waktu hari atau bahkan minggu untuk menerima prototipe, manufaktur adempat meletakkan model di tangan desainer dalam beberapa jam. Sementara mesin manufaktur aditif industri memerlukan waktu lebih lama untuk mencetak dan memproses pasca bagian, kemampuan untuk memproduksi bagian akhir fungsional pada volume rendah hingga menengah menawarkan keuntungan waktu yang besar dibandingkan dengan teknik manufaktur tradisional (seringnya waktu tunggal cetakan injeksi saja dapat berlangsung mingguan).

Manufaktur satu langkah

Salah satu kekhawatiran terbesar bagi desainer adalah cara memproduksi bagian seefisien mungkin. Sebagian besar bagian memerlukan sejumlah besar langkah manufaktur untuk dihasilkan oleh teknologi tradisional. Urutan langkah-langkah ini mempengaruhi kualitas dan kemanufakturan desain.

Pertimbangkan besi baja custom yang dibuat melalui metode manufaktur tradisional:

Demikian pula dengan manufaktur aditif, proses dimulai dengan model CAD. Setelah desain selesai, pembuatan dimulai dengan memotong profil baja ke ukuran. Profil kemudian dilem ke posisi dan dielas satu per satu untuk membentuk braket. Terkadang jig khusus perlu dibuat untuk memastikan semua komponen teralign dengan benar. Las kemudian dipolir untuk memberikan finishing permukaan yang baik. Selanjutnya lubang dibuat bor sehingga braket dapat dipasang di dinding. Akhirnya, braket di-sandblast, di-prim, dan dicat untuk meningkatkan penampilan.

Tingkatkan keterampilan desain cetak 3D Anda

Dapatkan poster aturan desain cetak 3D gratis

Mesin manufaktur aditif menyelesaikan pembangunan dalam satu langkah, tanpa interaksi dari operator mesin selama fase pembangunan. Segera setelah desain CAD selesai, itu dapat diunggah ke mesin dan dicetak dalam satu langkah dalam beberapa jam.

Kemampuan untuk memproduksi bagian dalam satu langkah sangat mengurangi ketergantungan pada berbagai proses manufaktur (pengasinan, las, cat) dan memberikan desainer kontrol yang lebih besar atas produk akhir.

Biaya

Biaya manufaktur dapat dibagi menjadi 3 kategori; biaya operasi mesin, biaya bahan, dan biaya tenaga kerja.

Biaya operasi mesin:


Sebagian besar printer 3D desktop menggunakan jumlah daya yang sama seperti komputer laptop. Teknologi manufaktur aditif industri mengkonsumsi jumlah energi yang tinggi untuk memproduksi satu bagian. Namun, kemampuan untuk memproduksi geometri kompleks dalam satu langkah menghasilkan efisiensi dan waktu tonggak yang lebih tinggi. Biaya operasi mesin biasanya merupakan penyumbang terkecil terhadap biaya manufaktur secara keseluruhan.

Biaya bahan:


Biaya bahan untuk manufaktur aditif bervariasi secara signifikan menurut teknologi. Printer FDM desktop menggunakan coil filamen yang berkira-kira $25 per kg, sementara pencetakan SLA membutuhkan resin yang beredar sekitar $150 per liter. Rentang bahan yang tersedia untuk manufaktur aditif membuat penyesuaian perbandingan dengan manufaktur tradisional sulit. Bubuk nylon yang digunakan dalam SLS berkira-kira $70 per kg, sedangkan pelet nylon yang dapat dibandingkan yang digunakan dalam cetak injeksi dapat dibeli dengan seperlunya $2 - $5 per kg. Biaya bahan adalah penyumbang terbesar terhadap biaya bagian yang dibuat melalui manufaktur aditif.

Biaya tenaga kerja:


Salah satu keuntungan utama cetak 3D adalah biaya tenaga kerja yang rendah. Selain pemrosesan pasca, sebagian besar printer 3D hanya memerlukan operator untuk menekan tombol. Mesin kemudian mengikuti proses yang sepenuhnya otomatis untuk memproduksi bagian. Dibandingkan dengan manufaktur tradisional, di mana biasanya diperlukan tukang mesin dan operator yang terampil tinggi, biaya tenaga kerja untuk printer 3D hampir nol.

Manufaktur aditif pada volume rendah sangat kompetitif secara biaya dibandingkan dengan manufaktur tradisional. Untuk produksi prototipe yang memverifikasi bentuk dan pas, itu jauh lebih murah daripada metode manufaktur alternatif lainnya (mis. cetak injeksi) dan sering kompetitif untuk manufaktur bagian fungsional one-off. Teknik manufaktur tradisional menjadi lebih hemat biaya seiring meningkatnya volume dan biaya setup tinggi dipertimbangkan oleh volume produksi yang besar.

Penghasilan tentang biaya cetak 3D? Dapatkan penawaran instan

Cetak 3D dalam plastik Cetak 3D dalam logam

Penurunan Risiko

Memesan prototipe rusak membiayai desainer waktu dan uang. Bahkan perubahan kecil dalam cetakan atau metode pembuatan dapat memiliki dampak keuangan yang besar.

Dapat memverifikasi desain dengan mencetak prototipe siap produksi sebelum berinvestasi dalam peralatan manufaktur yang mahal (mis. cetakan dan perkakas serta jig) menghilangkan risiko selama proses prototyping. Ini membantu membangun kepercayaan pada desain Anda sebelum membuat investasi besar yang diperlukan untuk tingkat produksi massal.

Kompleksitas dan Kebebasan Desain

Pembatasan yang dikenakan oleh manufaktur tradisional pada apa yang dapat dibuat secara umum tidak relevan untuk manufaktur aditif. Karena komponen dibangun lapis demi lapis, persyaratan desain seperti sudut ceruk, undercut, dan akses perkakas tidak berlaku, saat merancang bagian yang akan dicetak 3D.

Sementara ada beberapa pembatasan pada ukuran fitur minimum yang dapat dicetak dengan akurat, sebagian besar keterbatasan manufaktur aditif berpusat pada cara mengorientasi cetak secara optimal untuk mengurangi ketergantungan dukungan dan kemungkinan kegagalan cetak. Ini memberikan desainer sejumlah besar kebebasan desain dan memungkinkan penciptaan yang mudah dari geometri yang sangat kompleks.

Kustomisasi

Tidak hanya cetak 3D memungkinkan lebih banyak kebebasan desain, ini juga memungkinkan kustomisasi lengkap dari desain. Karena teknologi manufaktur aditif saat ini unggul dalam membangun bagian tunggal satu per satu, mereka sangat cocok untuk produksi one-off.

Konsep ini telah diadopsi oleh industri medis dan gigi untuk pembuatan prosesa, implan, dan alat gigi custom. Dari perlengkapan olahraga tingkat tinggi yang disesuaikan agar pas sempurna bagi atlet hingga kacamata custom dan aksesoris fashion, manufaktur aditif memungkinkan produksi tunggal yang hemat biaya dari bagian custom.

Dapatkan pemahaman mendalam tentang kondisi saat ini pasar cetak 3D

Unduh laporan tren cetak 3D 2020

Kemudahan Akses

Sementara manufaktur aditif telah ada selama lebih dari 30 tahun, sebagian besar pertumbuhan telah terjadi sejak 2010. Ini telah menghasilkan sejumlah besar printer 3D yang memasuki industri, sehingga jauh lebih mudah bagi desainer untuk mengakses teknologi manufaktur aditif.

Pada tahun 2015 saja, lebih dari 278.000 printer manufaktur aditif bernilai di bawah $5000 dijual secara global. Jumlah printer yang dijual terus melipat ganda secara konsisten. Apa yang awalnya adalah teknologi nich yang hanya dapat diakses oleh segmen kecil dari industri manufaktur kini adalah metode produksi bagian yang tersedia dengan mudah dan kompetitif secara biaya yang digunakan oleh berbagai macam industri.

Keberlanjutan

Metode manufaktur pengurangan, seperti CNC milling atau turning, menghapus sejumlah besar bahan dari blok awal, menghasilkan volume limbah yang tinggi.

Metode manufaktur aditif umumnya hanya menggunakan bahan yang dibutuhkan untuk membangun bagian. Sebagian besar proses menggunakan bahan baku yang dapat didaur ulang dan digunakan kembali dalam lebih dari satu pembangunan. Akibatnya, proses manufaktur aditif menghasilkan limbah yang sangat sedikit.

Peningkatan jumlah mesin manufaktur aditif di dunia juga telah mempengaruhi jarak prototipe dikirim:

Karena printer 3D meja memiliki kurva belajar yang relatif kecil untuk dioperasikan dengan sukses, desain tidak perlu dikirim ke pakar untuk diproduksi. Selain itu, jejak karbon dari sistem manufaktur aditif industri jauh lebih kecil daripada jejak karbon dari situs manufaktur tradisional.

Dari alasan ini, layanan cetak 3D profesional dibuat di seluruh dunia, bahkan di lokasi di mana biaya tanah tinggi (misalnya di London atau New York). Pengurangan persyaratan pengiriman memiliki dampak lingkungan yang positif. Ini, bersama dengan kemampuan untuk mencetak dan memproduksi bagian cadangan di tempat, menghasilkan jejak karbon yang jauh lebih kecil untuk sebagian besar bagian yang diproduksi melalui manufaktur aditif.

Ingin mempelajari lebih lanjut tentang cetak 3D?

Dapatkan sampel buku panduan cetak 3D