Jelajahi Aplikasi Serbaguna Cetak 3D di Industri dan Kesehatan

Cetak 3d, juga manufaktur aditif, bertanggung jawab untuk menciptakan objek tiga dimensi atau komponen menggunakan model CAD.

Ia melakukan dengan meniru proses biologis, di mana ia menambahkan lapisan material saat membuat bagian fisik. Cetak 3d membantu menghasilkan bentuk fungsional dengan menggunakan lebih sedikit material, tidak seperti cara manufaktur tradisional.

Cetak 3d digunakan untuk membuat bagian mobil, casing smartphone, aksesori fashion, dan konstruksi di sektor kesehatan untuk menciptakan organ seperti alat dengar dan banyak lagi. Dalam fashion, mereka digunakan untuk membuat pakaian peluru dan tahan api. Ada berbagai teknologi 3d dari mana semua industri membangun printer 3d mereka.

Teknologi cetak 3d telah diadopsi oleh hampir setiap industri karena membantu mengembangkan desain.

Artikel ini akan membantu Anda mempelajari tentang printer 3d, mulai dari penggunaannya hingga cara kerjanya ke berbagai jenis proses cetak 3d.

Apa yang Digunakan Utama Cetak 3d?

• Industri Konstruksi

Ada banyak contoh penggunaan cetak 3d di industri konstruksi. Ia digunakan dalam fabrikasi komponen yang digunakan dalam bangunan. Beberapa aplikasi cetak 3d yang digunakan dalam konstruksi adalah ekstrusi seperti semen, foam lilin, polimer, perekat serbuk yang mencakup reaksi perekat, sintering, polimer, dan pengelasan aditif.

• Prototipasi dan Manufaktur

Printer 3d dibuat pertama kali untuk membantu prototipasi cepat. Model prototipe injeksi tradisional terlalu mahal dan memakan waktu selesai untuk satu model. Dengan manufaktur aditif, prototipasi cepat dan tidak se mahal yang pertama. Anda dapat memproduksi komponen dalam satu jam, tidak seperti sebelumnya.

Penurunan waktu dalam prototipasi telah membantu membuat proses manufaktur cepat dan murah dibandingkan sebelumnya.

Karena teknologi 3d, perusahaan sekarang menyesuaikan layanan mereka, dan bahkan konsumen dapat menyesuaikan produk yang mereka beli dengan menggunakan perangkat lunak berbasis web. Ia telah membantu pertumbuhan industri manufaktur.

• Otomotif

Otomotif telah menggunakan cetak 3d selama bertahun-tahun. Industri otomotif menggunakan manufaktur aditif untuk membuat prototipe yang membantu mereka mencari model mobil baru.

Anda juga dapat menggunakan printer 3d untuk membuat bagian cadangan kendaraan berkualitas tinggi dan hemat biaya. Selain itu, teknologi 3d telah membantu meningkatkan alur kerja di otomotif. Ini melibatkan jig khusus, fixture, dan alat gereja lain yang digunakan dalam satu mobil, terutama untuk mesin berkinerja tinggi.w

Apa Manfaat Cetak 3d?

• Desain Lebih Fleksibel

Dengan cetak 3d, desain kompleks sekarang mudah dirancang, tidak seperti metode manufaktur tradisional. Prosesor tradisional memiliki pembatasan yang tidak ada pada cetak 3d.

Sebelum orang mengadopsi cetak 3d, harga membeli organ cetak untuk aplikasi teknik jaringan dulu lebih tinggi dari properti. Sekarang, perusahaan dengan pengaruh besar telah memperkenalkan organ cetak 3d di lini produksi mereka dan mengiklannya.

• Produksi Prototipe dengan Tingkat Cepat

Dengan cetak 3d, produsen dapat memproduksi objek dengan tingkat yang lebih cepat. Metode cetak 3d telah meningkatkan kecepatan prototipe diproses, yang menyelesaikan setiap tahap lebih cepat dari sebelumnya.

Selain itu, cetak 3d memiliki biaya lebih rendah dibandingkan pemesinan prototipe, yang memakan waktu selamanya. Ia membantu menyelesaikan setiap modifikasi desain dengan tingkat yang lebih efisien. Ini telah membantu perusahaan menurunkan harga objek cetak 3d mereka menghasilkan lebih banyak penjualan sehingga lebih banyak keuntungan.

• Cetak Ketika Perlu

Dengan cetak 3d, Anda hanya mencetak sesuai permintaan karena tidak membutuhkan banyak ruang untuk menimbun inventori. Ini akan membantu Anda menghemat ruang dan biaya karena Anda tidak perlu mencetak apa yang tidak Anda butuhkan.

3d dirancang untuk menyimpan semua file-nya di perpustakaan virtualnya karena dicetak oleh teknologi yang dikenal sebagai CAD dan STL. Ini berarti Anda dapat mengambilnya kapan saja Anda ingin file dan mencetaknya. Selain itu, Anda dapat membuat editing dan masih menggunakan file.

• Bagian Ringan

Sebagian besar material pencetakan yang digunakan adalah plastik, meskipun ada beberapa logam yang digunakan. Ini menguntungkan industri otomotif dan penerbangan angkasa, di mana mereka memilih material lebih ringan untuk membuat produk mereka lebih efisien.

Objek dapat dibuat dari berbagai material menggunakan cetak 3d untuk memperoleh beberapa properti seperti tahan api, tahan air, dan tahan peluru saat membuat objek tertentu.

• Lebih Sedikit Limbah

Menggunakan teknologi 3d, Anda hanya memproduksi objek 3d dengan material yang diperlukan saja, yang berarti ada lebih sedikit atau tidak ada limbah. Tidak seperti metode tradisional di mana objek dibuat dari material besar yang tidak dapat didaur ulang dan kemudian objek dipotong, menghasilkan banyak limbah. Dengan mengurangi limbah, manufaktur aditif telah membantu menurunkan biaya produksi dan sehingga lebih banyak keuntungan untuk industri dan produsen.

• Mudah Diakses

Seiring waktu cetak 3d menjadi lebih mudah diakses hingga titik di mana penyedia layanan lokal menawarkan cetak 3d. Ini membantu menghemat waktu dan biaya transportasi. Dengan metode manufaktur tradisional, layanan hanya ditemukan di beberapa daerah dan negara membuat transportasi mahal, dan Anda menghabiskan banyak waktu.

• Lebih Ramah Lingkungan

Pertama, cetak 3d melestarikan lingkungan dengan tidak membuang material. Juga, ia menggunakan lebih sedikit bahan bakar karena ia menggunakan material ringan. Dengan cara itu, lingkungan terlestarikan dibandingkan dengan cara manufaktur tradisional yang menggunakan berlebihan material.

• Pelayanan Kesehatan yang Lebih Baik

Teknologi 3d telah mengaktifkan pelayanan kesehatan yang lebih baik dan menyelamatkan lebih banyak nyawa karena seseorang dapat mencetak organ menggunakan cetak 3d. Bagian seperti hati, ginjal, dan jantung. Selain itu, mereka membantu dalam mengembangkan bagian dera seperti alat dengar. Kemajuan lebih lanjut sedang dikembangkan menggunakan teknologi dan lebih meningkatkan sektor kesehatan.

Apa Itu Printer 3d dan Penggunaannya?

Printer 3d adalah objek yang memungkinkan pengguna untuk mencetak objek dalam 3-dimensi, yaitu gambar desain berkomputer (CAD). Proses ini juga disebut manufaktur aditif.

Ia membantu produsen menghemat biaya dan waktu cepat dan tidak membuang material lebih banyak dibandingkan metode manufaktur tradisional (lihat lebih banyak detail tentang apa itu cetak 3d).

• Fashion dan Membuat Pakaian

Printer 3d digunakan untuk menciptakan pernyataan fashion baru dan membuat pakaian. Printer 3d telah membuat desainer terjangkau dan membawa berbagai macam tren fashion baru.

Teknologi 3d digunakan dalam pengubahsuaian tekstil selama produksi. Dengan cara ini, ia telah mengarah pada penciptaan tekstil baru. Contohnya adalah pakaian tahan peluru dan tahan api yang memegang panas. Pengembangan dan inovasi lebih lanjut sedang berlangsung di industri fashion, menggunakan printer 3d untuk mencoba hal-hal.

• Perhiasan dan Seni Cetak 3d

Printer 3d telah membawa dunia baru perhiasan dan seni yang tidak ada dengan perhiasan tradisional. Ia telah membawa perhiasan individu dan unik; juga, seseorang sekarang dapat menyesuaikan potongan murah dengan menggunakan material 3d seperti filamen asida polilaktik (PLA), platinum, dan emas.

Printer 3d menciptakan potongan 3d yang dapat dibandingkan adalah mudah dan cepat, tidak seperti perhiasan tangan dan cetakan tradisional, yang terlalu banyak kerja. Sekarang dengan teknologi 3d, ada lebih banyak material yang dapat dicetak yang membuat banyak desain perhiasan yang berbeda.

Dengan printer 3d perhiasan, Anda dapat menciptakan potongan dari resin atau lilin pada model 3d desain. Model digital dapat diedit dengan mudah dan menghasilkan model yang lebih baik yang berbeda. Ini membuat prototipe dengan cetak 3d murah dan sangat nyaman.

Untuk pembeli, pengalaman mereka telah ditingkatkan karena mereka sekarang dapat menggunakan prototipe desain yang telah mereka buat atau memberikan saran untuk memastikan itu apa yang mereka inginkan sebelum membeli.

Setelah mengonfirmasi desain, perhiasan dicetak 3d menggunakan alur kerja yang sama seperti tradisi, yang menghasilkan potongan perhiasan yang spektakuler. Potongan perhiasan yang dibuat menggunakan pola 3d dibuat menggunakan teknologi pencetakan 3d stereolithography (SLA).

Selain perhiasan, printer 3d telah memberikan inspirasi baru kepada seniman. Menggunakan teknologi pencetakan 3d logam, mereka menciptakan potongan yang indah dan unik. Contoh seniman Belanda bernama Olivier van Herpt menciptakan vas keramik menggunakan printer 3d. Juga, Gilles Azzarob, seniman digital, menciptakan gambar 3d dari tidak terlihat menjadi terlihat dari suara di mana mereka menggunakan gelombang suara dari suara.

• Patung

Patung adalah penggunaan lain dari printer 3d. Jika Anda menggunakan sistem pemindaian fotografi 3d, karya seni fisik dibuat. Dengan cara ini, banyak pilihan baru dibuat untuk pelanggan. Teknologi 3d telah memberi seniman kekuatan penciptaan baru. Selama mereka dapat mengonsepsikan dan merancang maka mereka dapat memproduksi.

Contoh adalah seniman di Belanda bernama Danny Van Ryswyk yang telah menciptakan patung cetak 3d yang digunakan dalam pembuatan film dan mewakili karakter Tim Burton.

Bagaimana Cara Kerja Cetak 3d?

Cetak 3d adalah metode produksi dan prototipasi cepat yang sangat serbaguna. Ia telah tumbuh dan berkembang selama beberapa dekade terakhir, di mana berbagai industri telah mengadopsi di seluruh dunia.

Cetak 3d, yang juga disebut manufaktur aditif, adalah bagian dari manufaktur. Teknik cetak 3d menciptakan objek di mana material ditambahkan ke objek satu lapis demi lapis.

Proses pencetakan dimulai dengan membuat model grafis dari substansi yang ingin Anda cetak. Desain grafis dibuat menggunakan paket perangkat lunak yang dikenal sebagai Computer-Aided Design (CAD). Bagian ini adalah bagian paling intensif tenaga kerja dari seluruh proses. Program yang digunakan di tahap ini meliputi Fusion360, TinkerCAD, dan Sketchup.

Proses cetak 3d dimulai dengan membuat model grafis dari objek yang akan dicetak. Biasanya ini dirancang menggunakan paket perangkat lunak CAD, yang dapat menjadi bagian paling intensif tenaga kerja dari proses. Program yang digunakan untuk ini termasuk TinkerCAD, Fusion360, dan Sketchup.

Jika produk selesai, model diuji secara luas untuk memastikan tidak ada cacat dalam produk akhir. Dengan cetak 3d, Anda dapat menghasilkan prototipe apa pun. Satu-satunya yang membatasi adalah imajinasi Anda.

Dengan cetak 3d, Anda dapat mengembangkan model kompleks seperti CNC dan menciptakannya dengan biaya yang lebih murah dibandingkan tradisional.

Langkah berikutnya setelah muncul dengan model grafis adalah memotong desain secara digital untuk mencetaknya. Tahap ini penting karena printer 3d tidak mengonseptualisasi desain 3d sama seperti kita. Di tahap pengirisan, model dipecah menjadi banyak lapisan. Setelah itu, setiap lapisan dikirim ke kepala printer untuk mencetak atau cukup menempatkan lapisan dalam urutan.

Program seperti CraftWare dan Astroprint adalah yang digunakan dalam proses pengirisan. Perangkat lunak pengiris juga digunakan dalam mengisi model untuk menciptakan struktur lattice dalam model padat karena memberikan stabilitas tambahan.

Pada titik ini, mereka mencetak material yang sangat kuat dengan densitas rendah dengan strategis menambahkan kantong udara ke produk akhir.

Perangkat lunak juga membantu dalam menambahkan kolom untuk dukungan jika model membutuhkan dukungan. Ini karena plastik tidak dapat diletakkan menggunakan udara tipis. Sekarang kolom ada untuk membantu printer dapat menutupi celah. Setelah itu, kolom dihapus. Setelah program pengiris telah menyelesaikan kerjanya, kemudian data dikirim ke printer.

Sekarang pada titik ini, pekerjaan printer 3d dimulai. Ia memulai proses pencetakan mengikuti instruksi oleh program pengiris tetapi sekarang menggunakan metode yang berbeda. Metode yang digunakan oleh printer tergantung pada jenis printer yang Anda gunakan.

Contohnya adalah ketika teknologi cetak 3d yang digunakan mirip dengan teknologi inkjet di mana nozel bergerak ke depan dan belakang, atas dan bawah; kemudian, lilin atau plastik kental dikeluarkan, mengeras dan membentuk potongan lintang baru dari objek.

Di sisi lain, multi-jet modeling menggunakan banyak jet yang bekerja secara bersamaan dan meningkatkan pemodelan yang lebih cepat.

Setelah itu, printer melekat menggunakan nozel inkjet di mana mereka menerapkan serbuk kering, dan kemudian perekat atau binder yang bersama-sama membentuk lapisan cetak di masing-masing. Untuk membentuk lapisan, printer binder harus melakukan dua lewat. Lewat cepat menyetorkan lapisan tipis serbuk, dan kemudian pada lewat kedua, nozel melewati binder. (pelajari cara membersihkan dan melepas penyumbatan nozel printer 3d)

Dalam proses fotopolimerisasi, plastik cair diekspos pada sinar cahaya ultraviolet, yang membantu mengubah plastik dari cair menjadi padat.

Teknologi 3d lain yang digunakan dalam proses pencetakan adalah sintering, yang melelehkan partikel dan kemudian menggunakannya untuk mencetak setiap lapisan berturut-turut. Setelah itu, ia dilepaskan pada laser untuk melelehkan flame retardan dari serbuk. Kemudian ia menggunakan laser untuk mengeras dan mencetak lapisan. Teknologi sintering juga digunakan dalam membangun objek logam.

Proses ini dapat memakan waktu jam atau hari, tergantung pada kompleksitas dan ukuran objek.

Proses sederhana adalah seperti yang dinyatakan di bawah ini, tidak peduli teknologi apa yang Anda gunakan:

Mulai dengan menghasilkan model 3d yang Anda rencanakan untuk mencetak menggunakan perangkat lunak CAD.

Kemudian, konversi gambar CAD ke bahasa tessellasi standar (STL) format. Sebagian besar printer menggunakan file STL tetapi yang lain menggunakan ZPR dan ObjDF.

Pindahkan file STL atau file lain yang Anda konversi ke, komputer yang mengontrol printer 3d. Pada titik ini, tentukan ukuran dan orientasi pencetakan.

Pastikan printer 3d siap dengan menyiapkan semua mesin. Misalnya, Anda perlu mengisi ulang polimer atau material yang digunakan printer Anda, binder, dan bahan habis pakai lain yang diperlukan printer.

Pada titik ini, mulai mesin dan tunggu hingga proses selesai. Periksa mesin secara teratur untuk memastikan tidak ada kesalahan selama proses.

Setelah pencetakan selesai, keluarkan objek cetak dari printer.

Setelah itu, itu adalah post-processing, seperti menyeka serbuk dan mencucinya untuk menghapus material yang larut dalam air dari alat pencetakan 3d.

Jenis Teknologi dan Proses Pencetakan 3d

Ada berbagai jenis teknologi dan proses pencetakan 3d yang digunakan dalam pencetakan 3d. Berikut adalah jenis teknologi dan cara kerjanya.

1. Stereolithography (SLA)

Teknologi SLA adalah proses pencetakan 3D industri asli. Ia sempurna untuk menghasilkan bagian model 3d yang detail, memiliki permukaan halus, dan memiliki toleransi tinggi.

Dengan SLA, finishing permukaan terlihat bagus dan membantu fungsi bagian dengan menguji bagaimana pasalnya setelah dirakit. Contohnya sempurna di industri medis karena diterapkan dalam model anatomis. Untuk bagian SLA, sistem 3D menggunakan Viper, iPros, dan ProJets.

2. Selective Laser Sintering (SLS)

SLS bekerja dengan melelehkan serbuk nylon menjadi plastik padat. Bagian SLS dari material termoplastik, yang membuatnya awet, dan dapat terbaik untuk menguji scharnir fungsional dan snap fits. Kelemahan adalah permukaannya lebih kasar dibandingkan SL. Karena bagian kuat, mereka tidak membutuhkan pendukung apa pun.

Platform bangunan digunakan untuk mendukung banyak bagian berbeda dalam satu pembuatan. Sebagian besar bagian SLS digunakan sebagai model prototipe yang pada suatu titik akan diinjeksi cetak.

3. Printer 3D PolyJet

Polyjet adalah proses pencetakan 3D lain yang memiliki twis. Ia dapat memproduksi bagian yang memiliki properti, material, dan warna yang berbeda dan banyak.

Desainer menggunakan Polyjet untuk prototipe elastomerik atau dalam kasus di mana mereka melakukan over-molding pada bagian. Jika desain tunggal dan plastik kaku, maka teknologi lain seperti SL atau SLS lebih baik karena lebih hemat dibandingkan Polyjet. ini mengarah pada penurunan harga komoditas.

Proses PolyJet terbaik untuk over-molding dan model karet silicon. Teknologi ini membantu Anda menghemat pada tooling awal yang terjadi dalam siklus pengembangan. Anda dapat mengulang dan memvalidasi desain dengan cepat.

4. Digital Light Processing (DLP)

Teknologi pencetakan DLP hampir mirip dengan SLA. Perbedaan antara keduanya adalah DLP menggunakan proyektor cahaya digital untuk memantulkan satu gambar di setiap lapis pada waktu yang sama; dengan kata lain, ada banyak pantulan untuk bagian yang lebih besar.

Proyektor adalah layar digital, dan gambar setiap lapisan terdiri dari piksel persegi, yang menghasilkan lapisan yang terbentuk dari blok persegi panjang kecil yang disebut voxels.

Juga, dibandingkan SLA, teknologi DLP jauh lebih cepat dalam waktu pencetakan. Ini karena fitur di mana lapisan diekspos secara bersamaan, tidak seperti di mana area penampang lintang ditelusuri dengan titik laser.

Cahaya diproyeksikan ke resin menggunakan layar LED atau cahaya ultraviolet yang diarahkan ke permukaan oleh Digital Micromirror Device (DMD). DMD bertanggung jawab untuk mengontrol tempat cahaya diproyeksikan dengan memberikan pola cahaya pada permukaan.

5. Rentang Pencetakan Logam 3D di Proto Labs

Teknologi ini menggunakan konsep laser Mlab dan mesin M2 pada bagian cetak logam 3D.

6. Multi Jet Fusion (MJF)

Ia mirip dengan SLS; bagian fungsionalnya juga dibangun dari serbuk nylon. Tetapi perbedaannya adalah untuk multi-jet fusion (MJF), alih-alih menggunakan laser untuk sinter serbuk nylon, ia menggunakan array inkjet yang menerapkan agen perekat pada ranjang serbuk. Setelah itu, elemen pemanas dilewati melalui ranjang, dan mengeraskan setiap lapisan.

Dengan metode ini, hasilnya memiliki properti mekanis yang konsisten dibandingkan SLS, dan permukaan lebih baik selesai. Proses ini juga mempercepat waktu pembuatan, yang membantu menurunkan biaya produksi.

7. Fused Deposition Modeling (FDM)

Teknologi FDM adalah teknologi pencetakan 3D desktop yang digunakan untuk bagian plastik. Ia berfungsi dengan mengeluarkan lapisan filamen plastik satu demi satu pada platform bangunan. Teknologi ini adalah metode hemat biaya dan cepat dalam menghasilkan desain fisik.

Ia dapat digunakan untuk menguji fungsionalitas tetapi harus dihindari karena bagian-bagiannya sedikit kasar pada permukaan dan tidak sekuat itu.

8. Direct Metal Laser Sintering (DMLS)

Printer logam 3D membawa kemungkinan baru untuk model bagian logam. Proses yang digunakan di Protolab pada logam cetak 3D adalah Direct Metal Laser Sintering (DMLS). Teknologi ini digunakan untuk mengurangi logam dan banyak rangkaian bagian menjadi satu bagian atau bagian yang jauh lebih ringan dengan saluran internal.

DMLS dapat diterapkan dalam prototipasi dan produksi karena bagian-bagiannya padat seperti yang dihasilkan dengan proses manufaktur tradisional.

9. Electron Beam Melting (EBM)

EBM adalah teknologi pencetakan 3D logam yang menggunakan sinar listrik yang dikontrol oleh koil elektromagnetik yang melelehkan serbuk. Tempat tidur dipanaskan dan dalam kondisi vacuum selama periode pembuatan. Material yang digunakan adalah yang menentukan suhu yang digunakan untuk memanaskan material.

Kesimpulan

Cetak 3d telah membawa lebih banyak kemungkinan di banyak industri dan perusahaan. Selain itu, ia telah menurunkan biaya produksi. Cetak 3d digunakan di hampir semua industri, seperti yang dilihat dalam artikel ini. Ia sangat memberikan manfaat pada industri medis karena seseorang dapat menciptakan sel tubuh dan organ lain.