Manufaktur Aditif 101: Panduan Pemula untuk 3D Printing

Mari kita mulai dengan dasar-dasar

Manufaktur aditif (sering disebut sebagai rapid prototyping atau 3D printing ) adalah metode manufaktur di mana lapisan bahan dibangun satu per satu untuk menciptakan objek padat. Sementara ada banyak teknologi manufaktur aditif dan 3D printing yang berbeda, artikel ini akan fokus pada proses umum dari desain hingga bagian akhir.

Apakah bagian akhir adalah prototype cepat atau bagian akhir yang fungsional, proses umum tidak berubah secara signifikan. Mari kita masuk ke intinya.

Bagaimana cara mendesain model yang dapat diproduksi di CAD?

Membuat model digital adalah langkah pertama dalam proses manufaktur aditif. Metode yang paling umum untuk membuat model digital adalah dengan menggunakan computer-aided design (CAD). Ada berbagai macam program CAD gratis dan profesional yang kompatibel dengan teknologi manufaktur aditif. Reverse engineering juga dapat digunakan untuk menghasilkan model digital melalui 3D scanning.

Ada beberapa pertimbangan desain yang harus dievaluasi saat mendesain model digital untuk manufaktur aditif. Ini umumnya berfokus pada keterbatasan geometri fitur dan persyaratan lubang dukungan atau lubang pelarian, untuk menyebut beberapa. Faktor seperti ini cenderung bervariasi menurut teknologi, jadi penting untuk menguasainya.

Apa itu STL conversion dan file manipulation?

Tahap kritis dalam proses manufaktur aditif yang berbeda dari manufaktur tradisional adalah persyaratan untuk mengonversi model CAD menjadi file STL (stereolithography). STL menggunakan segitiga (poligon) untuk menggambarkan permukaan objek. Panduan cara mengonversi model CAD menjadi file STL dapat ditemukan di sini.

Ada beberapa keterbatasan model yang harus dipertimbangkan sebelum mengonversi model menjadi file STL, termasuk ukuran fisik model, water tightness dan jumlah poligon.

Setelah file STL dihasilkan, file diimpor ke dalam program slicer. Program ini mengambil file STL dan mengonversinya menjadi G-code, bahasa pemrograman numerical control (NC). Digunakan dalam computer-aided manufacturing (CAM) untuk mengontrol mesin perkakas otomatis (termasuk mesin CNC dan printer 3D). Program slicer juga memungkinkan desainer untuk menyesuaikan parameter pembangunan termasuk dukungan, tinggi lapisan, dan orientasi bagian.

Bagaimana mesin aditif memproduksi bagian kustom?

Mesin manufaktur aditif (printer 3D) terdiri dari banyak bagian kecil dan rumit jadi perawatan dan kalibrasi yang benar sangat penting untuk menghasilkan cetakan yang akurat.

Bahan baku yang digunakan dalam manufaktur aditif sering memiliki masa simpan terbatas dan memerlukan penanganan yang hati-hati. Sementara beberapa proses menawarkan kemampuan untuk mendaur ulang bahan pembangunan berlebihan, penggunaan berulang dapat mengurangi properti bahan jika tidak diganti secara teratur.

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

Bagaimana dan kapan Anda mencabut cetakan?

Untuk beberapa teknologi manufaktur aditif, pemecahan cetakan sangat sederhana yaitu memisahkan bagian yang dicetak dari platform pembangunan. Untuk metode pencetakan 3D industri lainnya, pemecahan cetakan adalah proses yang sangat teknis yang melibatkan ekstraksi yang presisi dari cetakan saat masih tertutup di dalam bahan pembangunan atau melekat pada plate pembangunan.

Metode ini memerlukan prosedur pemecahan yang rumit dan operator mesin yang terlatih tinggi beserta peralatan keselamatan dan lingkungan terkontrol.

Bagaimana cara kerja post-processing untuk manufaktur aditif?

Metode post-processing bervariasi menurut teknologi printer. SLA memerlukan komponen untuk diobati di bawah UV sebelum ditangani, bagian logam sering perlu dilelehkan tekanan dalam oven sementara bagian FDM dapat ditangani segera. Untuk teknologi yang menggunakan dukungan, ini juga dicabut pada tahap post-processing. Sebagian besar bahan pencetakan 3D dapat disandikan dan teknik post-processing lainnya termasuk tumbling, pembersihan udara tekan tinggi, polishing, dan pewarnaan diterapkan untuk menyiapkan cetakan untuk penggunaan akhir.

Pertanyaan yang sering diajukan

Apa saja teknologi manufaktur aditif utama?

Ada tujuh teknologi di bawah payung manufaktur aditif. Ini adalah vat polymerization, material extrusion, material jetting, sheet lamination, directed energy deposition, binder jetting dan powder bed fusion.

Apa perbedaan antara manufaktur aditif dan 3D printing?

Istilah manufaktur aditif dan 3D printing, sebagian besar, dapat dipertukarkan. Keduanya merujuk pada proses manufaktur di mana bagian dibangun lapis demi lapis dari desain CAD.

Apakah manufaktur aditif dan rapid prototyping adalah proses yang sama?

Sementara manufaktur aditif dan 3D printing sering digunakan secara bergantian, rapid prototyping adalah proses terkait tetapi berbeda. Rapid prototyping merujuk pada tahap prototyping yang dipercepat dari pengembangan produk, dengan manufaktur aditif sebagai proses untuk mendukung tujuan itu.

Industri apa yang biasanya menggunakan manufaktur aditif?

Manufaktur aditif digunakan di seluruh berbagai industri yang luas (dan terus berkembang), termasuk aerospace, robotika, elektronika konsumen dan otomotif. Satu industri yang mendapat manfaat besar dari kelahiran dan adopsi luas manufaktur aditif adalah teknologi medis. Secara historis, sebagian besar industri cenderung menggunakan manufaktur aditif untuk prototyping, tetapi dengan teknologi yang lebih kuat datang ke pasar, perusahaan beralih ke manufaktur aditif untuk bagian akhir dan produksi volume yang lebih tinggi juga.

Apa saja keuntungan manufaktur aditif?

Manufaktur aditif datang dengan banyak keuntungan unik. Ini adalah cara yang jauh lebih hemat biaya untuk membuat bagian prototipe daripada proses subtractive, dan menghasilkan lebih sedikit limbah bahan. Biaya entri cukup rendah dan lebih murah untuk produksi yang lebih kecil dan lebih cepat untuk produksi berjalan. Manufaktur aditif sangat berguna jika Anda harus merekreasi bagian lama yang ingin Anda optimalkan.

Apa bahan yang umum digunakan dalam manufaktur aditif?

Manufaktur aditif dapat menciptakan bagian kustom menggunakan polimer, logam dan, dalam beberapa kasus, keramik. Bahan paling umum yang Anda lihat dalam manufaktur aditif adalah plastik, terutama untuk prototyping.