PolyJet 3D Printing Dijelaskan: Bagaimana Perbedaannya dengan FDM dan SLA

Saat ini, hampir semua orang telah mendengar tentang pencetakan 3D dan bagaimana teknologi ini mengubah berbagai industri serta menciptakan peluang baru setiap hari. Teknologi yang paling populer di kalangan komunitas maker adalah fused deposition modeling (FDM) dan printer Stereolithography (SLA). Namun, kebutuhan yang lebih demanding seringkali memerlukan mesin yang lebih mahal dan kelas industri, seperti printer PolyJet.

Kita mungkin bertanya-tanya apa itu PolyJet, bagaimana cara menggunakannya, dan seberapa mahal harganya!

Printer PolyJet bekerja dengan meneteskan tetesan fotopolimer lapis demi lapis. Setiap lapisan segera dihardening di bawah cahaya UV, dan dengan demikian objek dibangun secara sistematis. Printer PolyJet mendukung pencetakan multi-material, memungkinkan model memiliki lebih dari satu profil teknis. Keuntungan inherent dari pencetakan PolyJet membuatnya digunakan di industri penerbangan, otomotif, fashion, kereta api, dan medis.

Apa itu Printer 3D PolyJet?

Nama dalam dunia pencetakan 3D kadang-kadang membingungkan, dan seringkali ada dua atau lebih nama untuk teknologi atau produk yang sama. Contoh bagus adalah FDM (Fused Deposition Modeling) dan FFF (Fused Filament Fabrication), yang merujuk pada pencetakan dengan filamen termoplastik.

PolyJet atau Poly Jet tidak berbeda ketika datang ke nama karena berfungsi berdasarkan prinsip yang sama dengan printer Material Jetting (MJ). Perusahaan Stratasys mengembangkan teknologi jetting cair miliknya dan menyebutnya Poly Jet karena terkait dengan teknologi tersebut.

Metode pencetakan ini menggunakan fotopolimer sebagai bahan bangunan, dan teknologi ini meneteskan tetesan fotopolimer ke platform cetakan, yang kemudian dihardening oleh cahaya UV. Proses ini sangat cepat, dan tingkat akurasi adalah yang terbaik dalam industri 3D.

Perusahaan 3D Systems menyebut printer mereka yang menggunakan teknologi ini, printer MJ atau MultiJet. Di sini lagi, nama secara langsung terkait dengan aspek teknologi karena menggunakan multi jet untuk menyemprotkan atau menyetorkan secara akurat bahan fotopolimer cair pada plate cetak.

Seperti yang Anda lihat, nama yang digunakan dalam pencetakan 3D mungkin terdengar membingungkan pada awalnya, tetapi sebenarnya cukup logis. Alasan industri tidak menyatu pada nama umum untuk jenis teknologi tertentu berkaitan banyak dengan asosisasi merek dan pemasaran. Semakin banyak perhatian yang dapat dikumpulkan perusahaan di sekitar produk mereka, semakin baik hasil akhir mereka. Ini sangat mirip dengan permainan Survivor di mana Outwit, Outsmart, dan Outplay memiliki dimensi keempat, “Outname”.

Pencetakan 3D Photopolymer Jetting termasuk dalam atau merupakan subkelas dari kategori material extruding/jetting. Material jetting menggunakan teknologi yang meneteskan bahan fotopolimer cair dari print head yang diberi efek dan dihardening oleh cahaya UV. Tidak semua tetapi sebagian besar proses material jetting menggunakan fotopolimer sebagai bahan bangunan.

Stratasys dianggap pemimpin dunia dalam teknologi pencetakan FDM (FFF), dan akuisisi mereka terhadap Objet pada 2012 juga mengarah pada printer PolyJet dan PolyJet Matrix. Printer PolyJet mampu mencetak multi-material dan multi-warna, yang menghasilkan cetakan berkualitas tinggi.

Bagaimana Cara Kerja Printer PolyJet?

Dalam banyak hal, pencetakan 3D PolyJet mirip dengan printer dokumen inkjet. Perbedaannya adalah printer PolyJet mencetak model 3D, yang memberikan dimensi ekstra. Ini dicapai dengan mencetak lapis demi lapis, hampir sama seperti pencetakan FDM.

Setiap lapisan yang ditetapkan dihardening di bawah cahaya UV, dan dengan cara ini, cetakan dibangun secara sistematis. Setelah selesai mencetak, cetakan dapat segera ditangani dan digunakan tanpa perlu post-curing lebih lanjut, yang merupakan penghemat waktu yang besar.

Print supports masih diperlukan untuk overhang dan elemen desain geometris lainnya yang membutuhkan dukungan hingga proses curing selesai. Bahan gel yang dirancang khusus digunakan di tempat dukungan diperlukan, dan setelah cetakan selesai, pendukung dengan mudah dihapus dengan tangan, dicuci dengan air, dan akhirnya direndam dalam bahan kimia untuk menghapus sisa bahan pendukung.

Ada banyak keuntungan dari pencetakan PolyJet yang mencakup kecepatan cetak, presisi dan kualitas luar biasa, serta berbagai macam bahan cetak yang dapat digunakan secara bersamaan, seperti pada Objet Connex 3D printer milik Stratasys.

Printer PolyJet bekerja berdasarkan prinsip yang sama dengan printer 3D material jetting. Sebelum pencetakan dimulai, bahan fotopolimer di reservoir material printer harus dipanaskan ke suhu optimum untuk memastikan viskositas pencetakan yang benar.

Pencetakan dimulai dengan gerakan carriage melintasi sumbu X platform cetakan. Tijdens gerakan, print head secara selektif meneteskan resin dalam tetesan yang sangat halus ke platform cetakan, dan mereka segera dihardening atau diperkeras dengan cahaya UV.

Dengan teknologi multi print head, supports dicetak secara bersamaan menggunakan bahan pendukung spesifik yang mudah dihapus setelahnya. Setelah setiap lapisan selesai, platform cetakan akan turun sedikit, dan proses diulang hingga cetakan selesai. Bio-resins berada di antara berbagai pilihan bahan yang luas.

Dengan teknologi PolyJet, cetakan selesai disemprotkan dengan air tekanan untuk menghapus bahan pendukung dan direndam dalam larutan kimia untuk melarutkan sisa bahan pendukung. Printer MultiJet menggunakan parafin wax sebagai bahan pendukung mereka yang perlu dilelehkan dalam oven.

Selalu intuitif dan menyenangkan untuk melihat printer dalam aksi untuk memahami sepenuhnya bagaimana cara kerjanya, jadi tonton video berikut!

Apakah PolyJet Mirip dengan FDM?

Meskipun printer PolyJet dan FDM sama-sama membangun cetakan lapis demi lapis, proses yang digunakan pada masing-masing sangat berbeda. Printer FDM menggunakan termoplastik sebagai bahan, sementara PolyJet menggunakan fotopolimer cair.

Dalam pencetakan FDM, filamen termoplastik dililit pada gulungan dan dimasukkan ke print head, di mana dilelehkan dan diekstrusi sebagai lapisan dan akan mendingin serta menyeku. Setiap lapisan melalui proses yang sama hingga cetakan selesai. Dalam pencetakan PolyJet, setiap lapisan resin cair yang diteteskan dihardening oleh cahaya UV, dan lapisan-lapisan tersebut membentuk cetakan yang selesai.

Apakah PolyJet Mirip dengan SLA?

PolyJet mirip dengan pencetakan SLA karena keduanya menggunakan resin cair yang dihardening oleh cahaya UV, tetapi prosesnya sangat berbeda. SLA mencetak desain terbalik menggunakan resin vat atau bak untuk mencetak model, sementara printer PolyJet menyemprotkan tetesan kecil ke plate cetakan dan membangunnya dengan cara itu.

Kedua metode pencetakan mencetak lapis demi lapis, tetapi pencetakan PolyJet memiliki keuntungan yang berbeda dibandingkan pencetakan SLA. Untuk memulai, tidak terbatas hanya pada jenis resin, dan bahan pendukung dicuci tanpa perlu proses produksi pasca yang memakan waktu. Pada skala volume cetak, PolyJet mampu menghasilkan volume cetak yang lebih tinggi karena finishing yang sudah kering dan dihardening.

Keuntungan terbesar yang dimiliki PolyJet dibandingkan SLA adalah penggunaan multi-material yang memiliki kemampuan untuk mengubah struktur produk akhir. Di mana SLA menghasilkan cetakan seragam yang kekakuan sudah ditetapkan, PolyJet menggabungkan berbagai bahan dalam cetakan untuk memungkinkan area tertentu menjadi kekal sementara area lain dapat lebih fleksibel.

Apa Bahan yang Digunakan oleh Printer PolyJet?

Rentang bahan fotopolimer yang digunakan dengan printer PolyJet sangat luas dengan banyak aplikasi yang berbeda. Dibawah ini adalah beberapa aplikasi yang telah menambah nilai pada industri medis dan gigi.

• BoneMatrix: Model yang meniru struktur tulang poros, jaringan fibrotik, dan ligamen.
• GelMatrix: Struktur vaskular detail.
• Med610: Panduan bedah untuk implan gigi atau prosedur orthopedic lainnya.
• Med620: Model try-in yang akurat untuk pekerjaan gigi
• Med690: desain crown dan bridge yang awet.
• VeroFlex: desain bingkai kacamata.

Menarik untuk melihat bagaimana berbagai bahan meniru fungsi sebenarnya dari bagian yang dibuat. Dalam bidang gigi, mungkin untuk membuat bingga denture yang lebih lembut seperti karet lunak, membatasi tekanan langsung pada jaringan gusi aktual di bawah. Kemampuan untuk membuat prostetik yang kuat dan awet yang merasakan jaringan tulang dan aktual adalah luar biasa.

Keuntungan dan Kerugian Pencetakan 3D PolyJet

Seperti halnya segala sesuatu dalam kehidupan, ada keuntungan dan kerugian. Karena pencetakan 3D adalah subset dari kehidupan, seharusnya juga memiliki kelebihan dan kekurangannya. Masing-masing kata nerd di samping, mari kita tinjau!

Keuntungan

• Cetak PolyJet akurat hingga 16 mikron dan memiliki finishing permukaan yang halus yang sangat cocok dengan injection molding. Proses cetak memungkinkan pencetakan beberapa bagian secara bersamaan tanpa kehilangan kecepatan.
• Desain dapat dibuat dan dicetak dengan warna penuh, dan berbagai bahan dapat digunakan pada cetakan yang sama juga. Ini dibuat mungkin berkat penggunaan banyak print head jetting.
• Proses curing dengan teknologi PolyJet adalah segera, dan cetakan dapat digunakan segera.
• Teknologi PolyJet memungkinkan detail cetak yang superior, dan print supports dengan mudah dicuci setelah cetakan selesai.
• Saat ini ada lebih dari seratus bahan cetak untuk dipilih, dan jumlahnya terus bertambah.

Kerugian

Meskipun banyak keuntungan, properti mekanis cenderung gagal Polyjet printing hingga tingkat karena seringkali lebih buruk dari bagian yang dicetak FDM dan SLA. Cetakan PolyJet rentan terhadap panas dan sinar matahari dan akan kehilangan kekuatannya seiring waktu. Tentu saja, ini tergantung pada bahan yang digunakan, dan karena ada repertoire opsi yang besar, sebagian besar kasus penggunaan dapat diatasi dengan memilih bahan yang tepat

Negatif lainnya adalah printer dan bahan Material Jetting dapat sangat mahal dan tidak terjangkau bagi banyak penggemar 3D.

Apakah PolyJet Mahal?

Jawaban sederhana adalah ya, PolyJet mahal. Ini bisa disebabkan oleh fakta bahwa material jetting adalah tambahan relatif baru dalam pencetakan 3D dan terutama digunakan di lingkungan profesional. Ini tidak seharusnya menghalangi Anda untuk menjelajahi opsi yang ditawarkan material jetting dibandingkan opsi FDM atau SLA.

Jika Anda ingin mendapatkan printer PolyJet, Anda harus bersiap untuk menginvestasikan setidaknya $35.000. Dengan angka itu, Anda seharusnya benar-benar tahu untuk apa Anda akan menggunakannya, karena mencetak PolyPikachu berkualitas tinggi tidak akan membuat banyak arti finansial.

Alternatif yang Direkomendasikan untuk Pencetakan di Rumah

Jika Anda tidak bersiap untuk mengeluarkan $35.000, maka Anda mungkin perlu mencari di tempat lain untuk mendapatkan printer 3D.

Ada beberapa printer yang saat ini ada di pasar yang tidak akan merusak kantong Anda dan dapat menghasilkan model yang sangat bagus.

Saya memiliki Ender 3 Pro dan itu adalah printer kecil yang fantastisch mengingat harganya kurang dari $200, tetapi Anda juga dapat berinvestasi pada Prusa MK3S+ yang merupakan printer yang jauh lebih baik, tetapi juga harganya sedikit lebih mahal (seperti “sedikit”).

Terakhir, jika Anda lebih suka printer Resin, pertimbangkan printer Elegoo, seperti Elegoo Mars 3 Ultra 4k, yang merupakan printer yang luar biasa untuk menciptakan miniatur detail tinggi Anda sendiri.

Aplikasi Pencetakan 3D PolyJet

Seperti yang dinyatakan, aplikasi teknologi pencetakan PolyJet sangat luas dan dicari di lingkungan profesional karena mampu menangani detail rumit dan fitur yang halus tanpa mengandalkan kompleksitas desain.

Di AS, pencetakan Polyjet dapat ditemukan di sektor otomotif, arsitektur, industri, dan pendidikan. Industri medis menunjukkan dukungan kuat untuk pencetakan PolyJet prostetik dan pengganti sendi serta di bidang gigi. Aplikasi gigi umum di negara berkembang tetapi tidak sebanyak di ekonomi berkembang seperti India, jadi ada potensi besar untuk pertumbuhan AS dan di seluruh dunia.

PolyJet di Industri Kesehatan

Bidang gigi telah mengadopsi teknologi material jetting karena telah memungkinkan pasar aligner transparan untuk diskalakan. Kemudahan operasi printer dan kecepatan pencetakan berarti permintaan on-demand dapat dipenuhi.

Aerospace

Penghematan besar telah mungkin dengan penggunaan teknologi PolyJet, dan satu contohnya adalah penghematan $3,8 juta oleh Departemen Pertahanan AS dengan penghematan lebih dari #15 juta yang diharapkan dalam 10 hingga 15 tahun ke depan.

Dengan desain pesawat baru yang terus-menerus ada di meja, bagian prototipe sangat penting, dan tidak ada cara yang lebih mudah untuk membuatnya sesuai spesifikasi daripada dengan menggunakan teknologi material jetting.

Automotive

Industri otomotif telah mendapat manfaat besar dari teknologi 3D, dan penyertaan material jetting sebagai opsi untuk prototipe cepat, tooling, jigs dan fixtures, serta bagian produksi telah sangat memberi manfaat pada industri.

Railways

Dengan teknologi PolyJet, waktu produksi untuk bagian produksi kelas produksi yang disesuaikan telah dikurangi hingga 95%, yang dalam industri apa pun berarti efisiensi dan respons efektif dalam menyajikan solusi yang sesuai dengan keamanan.

Art & Fashion

Seni dan fashion telah menjadi kolaborasi dengan teknologi pencetakan 3D di mana perusahaan seperti Stratasys menghubungkan inovasi dengan ciptaan yang mencakup tidak hanya kemajuan teknologi tetapi juga mencerminkan dimensi filosofis dan budaya. Salah satu perkembangan tersebut adalah pencetakan jet dengan cokelat yang hanyalah salah satu dari banyak aplikasi teknologi PolyJet.

Kesimpulan

Saat ini, Anda seharusnya tidak hanya memiliki pemahaman yang baik tentang pencetakan PolyJet tetapi juga memiliki keinginan yang kuat untuk memiliki satu. Sementara Anda menabung setidaknya $35.000, saya pribadi merekomendasikan untuk mendapatkan printer FDM atau SLA kelas hobi untuk mencoba dunia pencetakan 3D yang sangat luas. Tidak hanya Anda akan tahu apakah Anda tertarik pada industri ini, tetapi juga mungkin akan belajar bahwa Anda tidak perlu mesin kelas industri yang modern untuk memenuhi kebutuhan Anda.

Lihat bagian produk kami yang direkomendasikan

Kami membuat bagian produk yang direkomendasikan yang akan memungkinkan Anda untuk menghilangkan tebak-tebakan dan mengurangi waktu yang dihabiskan untuk meneliti printer, filamen, atau upgrade mana yang harus didapatkan, karena kami tahu bahwa ini dapat menjadi tugas yang sangat menakutkan dan secara umum menyebabkan banyak kebingungan.

Kami telah memilih hanya beberapa printer 3D yang kami anggap baik untuk pemula serta menengah, dan bahkan para ahli, sehingga membuat keputusan lebih mudah, dan filamen serta upgrade yang terdaftar semuanya telah diuji oleh kami dan dipilih dengan hati-hati, jadi Anda tahu bahwa mana pun yang Anda pilih akan bekerja sesuai harapan.