Keuntungan dari pencetakan 3D

Pengantar

Pencetakan 3D membuat bagian-bagian dengan membangun objek satu lapis pada satu waktu. Metode ini menawarkan banyak keunggulan dibandingkan teknik manufaktur tradisional (misalnya permesinan CNC), yang paling penting yang berlaku untuk industri secara keseluruhan tercakup dalam artikel ini.

Pencetakan 3D sepertinya tidak akan 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 keunggulan pencetakan 3D memungkinkan desainer membuat keputusan yang lebih baik saat memilih proses manufaktur dan memungkinkan mereka menghasilkan produk yang optimal.

Pelajari dasar-dasar pencetakan 3D

Unduh panduan pencetakan 3D kami

Kecepatan

Salah satu keuntungan utama pembuatan aditif adalah kecepatan di mana suku cadang dapat diproduksi 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 mana di masa lalu mungkin butuh berhari-hari atau bahkan berminggu-minggu untuk menerima prototipe, manufaktur aditif menempatkan model di tangan desainer dalam beberapa jam . Sementara mesin manufaktur aditif industri membutuhkan waktu lebih lama untuk mencetak dan pasca-proses suatu suku cadang, kemampuan untuk menghasilkan suku cadang akhir fungsional pada volume rendah hingga menengah menawarkan keuntungan penghematan waktu yang besar bila dibandingkan dengan teknik manufaktur tradisional (seringkali waktu tunggu pada cetakan injeksi mati saja bisa berminggu-minggu).

Pembuatan satu langkah

Salah satu perhatian terbesar bagi seorang desainer adalah bagaimana membuat bagian seefisien mungkin. Sebagian besar suku cadang memerlukan sejumlah besar langkah manufaktur untuk diproduksi dengan teknologi tradisional. Urutan langkah-langkah ini mempengaruhi kualitas dan kemampuan manufaktur desain.

Pertimbangkan braket baja khusus yang dibuat melalui metode manufaktur tradisional:

Sama halnya dengan manufaktur aditif, prosesnya dimulai dengan model CAD. Setelah desain selesai, fabrikasi dimulai dengan memotong profil baja sesuai ukuran. Profil kemudian dijepit pada posisinya dan dilas satu per satu untuk membentuk braket. Terkadang jig khusus perlu dibuat untuk memastikan semua komponen disejajarkan dengan benar. Lasan kemudian dipoles untuk memberikan permukaan akhir yang baik. Lubang selanjutnya dibor agar braket bisa dipasang di dinding. Terakhir, braket dilapisi pasir, dipoles, dan dicat untuk menyempurnakan penampilannya.

Tingkatkan keterampilan desain pencetakan 3D Anda

Dapatkan poster aturan desain pencetakan 3D gratis

Mesin manufaktur aditif menyelesaikan pembuatan dalam satu langkah, tanpa interaksi dari operator alat berat selama fase pembuatan. 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 proses manufaktur yang berbeda (pemesinan, pengelasan, pengecatan) dan memberi desainer kendali yang lebih besar atas produk akhir.

Biaya

Biaya pembuatan dapat dipecah menjadi 3 kategori; biaya operasi mesin, biaya bahan dan biaya tenaga kerja.

Biaya pengoperasian mesin :


Sebagian besar printer 3D desktop menggunakan jumlah daya yang sama dengan komputer laptop. Teknologi manufaktur aditif industri mengkonsumsi sejumlah besar energi untuk menghasilkan satu bagian. Namun, kemampuan untuk menghasilkan geometri kompleks dalam satu langkah menghasilkan efisiensi dan perputaran yang lebih tinggi. Biaya pengoperasian mesin biasanya merupakan kontributor terendah untuk keseluruhan biaya pembuatan.

Biaya bahan :


Biaya bahan untuk pembuatan aditif sangat bervariasi menurut teknologi. Printer FDM desktop menggunakan kumparan filamen yang harganya sekitar $25 per kg, sedangkan pencetakan SLA membutuhkan resin yang dijual seharga $150 per liter. Kisaran bahan yang tersedia untuk pembuatan aditif membuat pengukuran perbandingan dengan manufaktur tradisional menjadi sulit. Bubuk nilon yang digunakan dalam SLS berharga sekitar $70 per kg, sedangkan pelet nilon sebanding yang digunakan dalam cetakan injeksi dapat dibeli dengan harga hanya $2 - $5 per kg. Biaya material adalah kontributor terbesar untuk biaya suku cadang yang dibuat melalui manufaktur aditif.

Biaya tenaga kerja :


Salah satu keuntungan utama dari pencetakan 3D adalah biaya tenaga kerja yang rendah. Selain pasca-pemrosesan, sebagian besar printer 3D hanya memerlukan operator untuk menekan tombol. Mesin kemudian mengikuti proses yang sepenuhnya otomatis untuk menghasilkan suku cadang. Dibandingkan dengan manufaktur tradisional, di mana masinis dan operator yang sangat terampil biasanya diperlukan, biaya tenaga kerja untuk printer 3D hampir nol.

Manufaktur aditif pada volume rendah sangat kompetitif dibandingkan dengan manufaktur tradisional. Untuk produksi prototipe yang memverifikasi bentuk dan kesesuaian, secara signifikan lebih murah daripada metode manufaktur alternatif lainnya (misalnya cetakan injeksi) dan seringkali kompetitif untuk pembuatan suku cadang fungsional satu kali. Teknik manufaktur tradisional menjadi lebih hemat biaya seiring dengan peningkatan volume dan biaya setup yang tinggi dibenarkan oleh volume produksi yang besar.

Penasaran dengan harga 3D printing? Dapatkan kutipan instan

Cetak 3D dalam plastikCetak 3D dalam logam

Mitigasi risiko

Memesan prototipe yang salah menghabiskan waktu dan uang perancang. Bahkan perubahan kecil dalam cetakan atau metode fabrikasi dapat memiliki dampak finansial yang besar.

Mampu memverifikasi desain dengan mencetak prototipe siap produksi sebelum berinvestasi dalam peralatan manufaktur yang mahal (misalnya cetakan atau perkakas dan jig) menghilangkan risiko selama proses pembuatan prototipe. Ini membantu membangun kepercayaan pada desain seseorang sebelum melakukan investasi besar yang diperlukan untuk tingkat produksi massal.

Kompleksitas dan kebebasan desain

Pembatasan yang dikenakan oleh manufaktur tradisional pada apa yang dapat dibuat umumnya tidak relevan untuk manufaktur aditif. Karena komponen dibuat satu lapis pada satu waktu, persyaratan desain seperti sudut draf, undercut, dan akses pahat tidak berlaku, saat mendesain bagian yang akan dicetak 3D

Meskipun ada beberapa batasan pada fitur ukuran minimum yang dapat dicetak secara akurat, sebagian besar keterbatasan pusat manufaktur aditif seputar cara mengorientasikan cetakan secara optimal untuk mengurangi ketergantungan dukungan dan kemungkinan kegagalan cetak. Ini memberi desainer kebebasan desain yang besar dan memungkinkan pembuatan geometri yang sangat kompleks dengan mudah.

Penyesuaian

Pencetakan 3D tidak hanya memungkinkan lebih banyak kebebasan desain, tetapi juga memungkinkan penyesuaian desain yang lengkap. Karena teknologi manufaktur aditif saat ini unggul dalam membangun satu bagian satu per satu, mereka sangat cocok untuk produksi satu kali.

Konsep ini telah dianut oleh industri medis dan gigi untuk pembuatan prostetik khusus, implan, dan alat bantu gigi. Mulai dari perlengkapan olahraga tingkat tinggi yang disesuaikan agar pas dengan atlet hingga kacamata hitam khusus dan aksesori fesyen, manufaktur aditif memungkinkan produksi suku cadang kustom dengan sekali pakai yang hemat biaya.

Dapatkan pemahaman mendalam tentang keadaan pasar pencetakan 3D saat ini

Unduh laporan tren pencetakan 3D 2020

Kemudahan akses

Sementara manufaktur aditif telah ada selama lebih dari 30 tahun, sebagian besar pertumbuhan telah terjadi sejak 2010. Hal ini menyebabkan sejumlah besar printer 3D memasuki industri, sehingga secara signifikan lebih mudah bagi desainer untuk mengakses teknologi manufaktur aditif.

Pada tahun 2015 saja, lebih dari 278.000 printer manufaktur aditif dengan harga di bawah \$5000 terjual secara global. Jumlah printer yang terjual dua kali lipat secara konsisten sejak itu. Apa yang semula merupakan teknologi khusus yang hanya dapat diakses oleh sebagian kecil industri manufaktur, kini telah tersedia dan metode produksi suku cadang yang kompetitif dengan biaya yang digunakan oleh berbagai industri.

Keberlanjutan

Metode manufaktur subtraktif, seperti penggilingan atau pembubutan CNC, menghilangkan sejumlah besar material dari blok awal, menghasilkan volume material limbah yang tinggi.

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

Peningkatan jumlah mesin manufaktur aditif di dunia juga berdampak pada jarak pengiriman prototipe:

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

Untuk alasan ini, layanan pencetakan 3D profesional dibuat di seluruh dunia, bahkan di lokasi yang biaya tanahnya tinggi (misalnya di London atau New York). Pengurangan persyaratan pengiriman memiliki dampak lingkungan yang positif. Hal ini, ditambah dengan kemampuan untuk mencetak dan memproduksi suku cadang di lokasi, menghasilkan jejak karbon yang jauh lebih kecil untuk sebagian besar suku cadang yang diproduksi melalui manufaktur aditif.

Ingin mempelajari lebih lanjut tentang pencetakan 3D?

Dapatkan contoh buku pegangan pencetakan 3D