Ikhtisar Teknologi:Kapan Anda Harus Benar-Benar Menggunakan Metal 3D Printing
Sejak awal, manufaktur aditif logam telah menarik perhatian para insinyur dan penggemar teknologi karena pendekatan bottom-up yang tidak konvensional dan desas-desus seputar kemampuannya. Apakah benar-benar menguntungkan menggunakan manufaktur aditif untuk bagian yang telah diproduksi secara andal melalui proses subtraktif selama bertahun-tahun? Artikel ini membahas pertanyaan ini dan menunjukkan kasus ketika pencetakan 3D logam dapat menjadi pilihan yang baik untuk produksi suku cadang dan kapan tidak.
Teknologi manufaktur konvensional seperti permesinan CNC biasanya merupakan proses subtraktif yang berarti menghilangkan material untuk membentuk suatu produk sedangkan teknologi pencetakan 3D logam bersifat aditif. Salah satu teknologi pencetakan 3D logam yang paling umum dan populer adalah sintering laser logam langsung (DMLS).
Proses DMLS tipikal dimulai dengan memotong data file CAD desain 3D menjadi lapisan yang sangat tipis, yang secara efektif menghasilkan model 2D untuk setiap lapisan.
Mesin menggunakan laser optik bertenaga tinggi. Di dalam area ruang build, terdapat platform pengeluaran material dan platform build bersama dengan roller yang digunakan untuk memindahkan bubuk baru di atas platform build. Teknologi ini menggabungkan bubuk logam menjadi bagian padat dengan melelehkannya secara lokal menggunakan sinar laser terfokus. Bagian-bagian dibuat secara tambahan lapis demi lapis.
Pencetakan 3D logam hadir dengan serangkaian keunggulannya sendiri dibandingkan pemesinan tradisional. Kami mencantumkan di sini beberapa kasus ketika layak untuk mempertimbangkan pencetakan 3D logam melalui mesin CNC.
Desain Anda rumit
Dalam hal kompleksitas dan kebebasan desain, pencetakan 3D logam memiliki keunggulan besar dibandingkan konvensional. Banyak desain kompleks tidak dapat dibuat dengan teknologi konvensional semudah dengan pencetakan 3D. Perhatikan contoh di bawah ini
Jenis desain kompleks ini bisa sangat sulit untuk dikerjakan dengan mesin dengan teknologi konvensional, bahkan menggunakan mesin CNC 5-sumbu.
Keuntungan lain di sini adalah biaya kompleksitas yang rendah. Membuat suku cadang mekanis yang kompleks melalui manufaktur tradisional membutuhkan ketelitian dan keterampilan, terutama untuk perakitan suku cadang yang kompleks, yang berarti bahwa harga akan meningkat seiring dengan kompleksitas. Tidak demikian halnya dengan pencetakan 3D, yang membuat seluruh bagian dalam satu proses, alih-alih membuat setiap komponen sebelum dirakit. Oleh karena itu, tidak ada biaya tambahan untuk kerumitan.
Jika jumlah bagian yang dibutuhkan lebih sedikit, katakanlah 1 sampai 5 atau lebih atau untuk pembuatan prototipe, AM logam jauh lebih menguntungkan. Karena biayanya hampir sama untuk setiap unit yang ditambahkan, dimungkinkan untuk membuat sejumlah perubahan yang diperlukan pada bagian tersebut. Ini dapat digunakan untuk pembuatan prototipe:Anda akan menggunakan pencetakan 3D untuk membuat prototipe dan memperbarui prototipe hingga fitur yang diperlukan terpenuhi. Ini adalah langkah penting sebelum membawa produk ke produksi massal. Ini juga dapat digunakan selama proses manufaktur lainnya, untuk membuat karya unik yang dapat lebih responsif terhadap kebutuhan Anda.
Selain itu, bisa lebih cepat untuk mendapatkan cetakan 3D logam daripada suku cadang mesin CNC. Pemesinan CNC biasanya membutuhkan lebih banyak waktu untuk menyimpan bahan, menyiapkan mesin, mendapatkan perkakas yang tepat. Akibatnya, diperlukan beberapa minggu untuk mendapatkan bagian pertama. Untuk pencetakan 3D, bahkan untuk DMLS yang lebih kompleks daripada yang tradisional, suku cadang dapat dicetak sesuai permintaan dan dikirim tanpa peningkatan atau peralatan apa pun, sehingga menghasilkan waktu tunggu yang lebih singkat dibandingkan dengan teknologi konvensional. Kombinasi dari pengurangan waktu tunggu dan proses pembuatan prototipe yang lebih efisien mengurangi waktu penyelesaian. Ini adalah salah satu keuntungan terbesar dari pencetakan 3D logam.
Anda menginginkan komponen yang ringan dan tahan lama
Industri kedirgantaraan dan medis secara alami membutuhkan suku cadang yang ringan namun tahan lama. Paduan super seperti Inconel 718, AlSi10Mg, Cobalt-chromium dikenal lebih ringan dibandingkan dengan rekanan mesin konvensional mereka. Memproduksi bagian dengan paduan ini secara alami membuatnya lebih ringan secara komparatif. Sebagai contoh, nozel bahan bakar cetak 3D GE yang terkenal untuk rangkaian mesin LEAP-nya dulu dibuat dari 20 suku cadang terpisah yang berasal dari pemasok independen tetapi menggunakan sintering laser logam langsung (DMLS) menghasilkan komponen satu bagian yang 25 persen lebih ringan dan lima kali lebih kuat dari bagian aslinya. Klik di sini untuk mempelajari lebih lanjut.
Anda ingin menghindari pemborosan material
Pencetakan 3D sangat hemat sumber daya karena satu-satunya bahan yang dikonsumsi adalah yang lewat di bawah laser (atau melalui ekstruder, dll.), sedangkan permesinan CNC tradisional meninggalkan serpihan dan potongan kecil logam yang harus didaur ulang. Fakta bahwa produsen tidak harus memproduksi sebanyak mungkin produk tertentu untuk membenarkan biaya pemasangan juga mengurangi pemborosan.
Terlepas dari keunggulan yang dimiliki pencetakan 3D logam dibandingkan teknologi konvensional, ada beberapa pertimbangan yang disarankan untuk memilih yang terakhir.
Selesai permukaan berbintik
Pencetakan 3D adalah proses aditif, yang berarti permukaan tidak akan semulus dengan mesin CNC, dan tidak akan mudah untuk menghasilkan tekstur permukaan yang diinginkan. Jadi, jika tekstur permukaan penting bagi Anda, pemesinan CNC harus dipertimbangkan sebagai gantinya. Namun demikian, ada banyak teknik pasca-pemrosesan yang tersedia untuk menghilangkan struktur pendukung, meningkatkan hasil akhir dan meningkatkan estetika, dengan demikian biayanya juga meningkat.
Bagian yang kurang kuat
Karena teknologi aditif itu sendiri, bagian logam yang dicetak 3D tidak dapat sekuat yang dikerjakan dari blok logam padat. Kekuatan akhir tergantung pada desain, ukuran dan bahan, tetapi secara umum kekuatan tekan cetakan 3D logam rata-rata 40-50% lebih rendah daripada suku cadang mesin CNC.
Produksi serial mahal
Menjadi lebih murah untuk diproduksi secara massal melalui mesin CNC. Produksi massal masih merupakan faktor penentu besar di seluruh industri dan di sinilah pencetakan 3D tertinggal dan kecepatan di mana printer 3D dapat merakit objek sering kali tidak ada artinya dibandingkan dengan jalur perakitan tradisional.
Volume pembuatan terbatas
Ketika ukuran bagian yang besar diperlukan, selalu lebih baik menggunakan mesin CNC. Misalnya, ukuran bagian maksimum yang dicapai dengan DMLS adalah 250 x 250 x 325 mm dan untuk pemesinan CNC, adalah 2000 x 800 x 1000 mm. Perbandingan ukuran dengan jelas menunjukkan ketidakmampuan pencetakan 3D dalam pembuatan bagian-bagian besar karena ukuran tempat tidur bubuk yang terbatas.
Pilihan bahan terbatas
Pilihan manufaktur konvensional seperti injection molding dan mesin CNC dapat menawarkan pilihan material yang tinggi. Dalam hal pencetakan 3D logam, pemilihan bahan lebih rendah, yang dapat menjadi faktor pembatas ketika bahan tertentu diperlukan untuk bagian yang diperlukan dan harus dipertimbangkan saat memutuskan sifat teknis mana yang Anda inginkan untuk dimiliki produk Anda. Sampai sekarang di Xometry kami memiliki lima bubuk logam/paduan yang mendukung DMLS sedangkan jika bagian yang diperlukan membutuhkan beberapa bahan lain, tidak ada pilihan lain selain dari proses pemesinan tradisional.
Ringkasan
Tidak dapat dikatakan bahwa pencetakan 3D logam menggantikan teknologi manufaktur tradisional di semua aspek karena keduanya memiliki keunggulan masing-masing di mana mereka bersinar dan kerugian di mana mereka tidak bersinar. Berikut adalah ringkasan singkat tentang kekuatan kedua teknologi tersebut:
| Pencetakan 3D logam | Permesinan CNC |
| Perputaran lebih cepat | Produksi massal |
| Prototipe dan produksi volume rendah | Struktur permukaan padat |
| Kemudahan mencapai desain yang rumit | Penggunaan bahan dan kebutuhan akan karakteristik teknis tidak tersedia dengan pencetakan 3D |
| Pengurangan sampah | Bagian berukuran besar |
| Penyesuaian dan kemampuan beradaptasi | Bagian yang kuat |
Jika Anda memiliki desain yang sudah jadi, jangan ragu untuk mendapatkan penawaran untuk mesin CNC dan pencetakan 3D DMLS di Mesin Penawaran Instan kami untuk membandingkan harga dan waktu tunggu.
