Cetak 3D Logam: Mengetahui Kapan Ini Adalah Pilihan Tepat
Sejak bermulanya, manufaktur aditif logam telah menarik perhatian insinyur dan penggemar teknologi karena pendekatan bawah-ke-atas yang tidak konvensional dan kebisingan di sekitar apa yang mampu dilakukan. Apakah benar-benar menguntungkan untuk menggunakan manufaktur aditif untuk bagian yang telah diproduksi secara andal melalui proses pengurangan selama bertahun-tahun? Artikel ini membahas pertanyaan ini dan menunjuk kasus-kasus ketika cetak 3D logam dapat menjadi pilihan yang baik untuk produksi bagian dan kapan tidak.
Teknologi manufaktur konvensional seperti penggerinda CNC biasanya merupakan proses pengurangan yang berarti ia menghapus material untuk membentuk produk sedangkan teknologi cetak 3D logam adalah aditif. Salah satu teknologi cetak 3D logam yang paling umum dan populer adalah sintering laser logam langsung (DMLS).
Proses DMLS biasanya dimulai dengan memotong data file CAD desain 3D menjadi lapisan-lapisan yang sangat tipis, secara efektif menghasilkan model 2D untuk setiap lapisan.
Mesin menggunakan laser optik berdaya tinggi. Di dalam area ruang bangunan, terdapat platform pengisi material dan platform bangunan bersama dengan roller yang digunakan untuk memindahkan serbuk baru ke atas platform bangunan. Teknologi ini memadukan serbuk logam menjadi bagian padat dengan melelehnya secara lokal menggunakan sinar laser yang difokuskan. Bangunan dibentuk secara aditif lapis demi lapis.
Cetak 3D logam datang dengan sekumpulan keuntungan dibandingkan mesin konvensional. Kami mencantumkan di sini beberapa kasus ketika layak mempertimbangkan cetak 3D logam dibandingkan penggerinda CNC.
Desain Anda Kompleks
Saat berkaitan dengan kompleksitas dan kebebasan desain, cetak 3D logam memiliki keunggulan besar dibandingkan konvensional. Banyak desain kompleks tidak dapat diproduksi dengan teknologi konvensional dengan mudah seperti dengan cetak 3D. Lihat contoh di bawah ini
Jenis desain kompleks ini bisa sangat sulit untuk diolah dengan teknologi konvensional, bahkan menggunakan mesin CNC 5 sumbu.
Keuntungan lain di sini adalah biaya kompleksitas yang rendah. Membuat bagian mekanis kompleks melalui manufaktur tradisional memerlukan presisi dan keterampilan, terutama untuk rangkaian bagian kompleks, yang berarti harga meningkat seiring kompleksitas. Ini bukan kasus dengan cetak 3D, yang menciptakan seluruh bagian dalam satu proses, daripada membuat setiap komponen sebelum dirangkai. Oleh karena itu, tidak ada biaya tambahan untuk kompleksitas.
Jika jumlah bagian yang diperlukan kurang, katakanlah 1 hingga 5 atau untuk prototipe, manufaktur aditif logam jauh lebih menguntungkan. Karena biaya hampir sama untuk setiap unit tambahan, mungkin untuk membuat perubahan yang diperlukan pada bagian. Ini dapat digunakan untuk prototipe: Anda akan menggunakan cetak 3D untuk membuat prototipe dan memperbarui prototipe sampai fitur yang diperlukan terpenuhi. Ini adalah langkah krusial sebelum produk diproduksi massal. Ini juga dapat digunakan selama sisa proses manufaktur, untuk menciptakan bagian unik yang dapat lebih responsif terhadap kebutuhan Anda.
Selain itu, dapat lebih cepat untuk mendapatkan cetakan 3D logam daripada bagian yang diolah CNC. Penggerinda CNC biasanya memerlukan waktu lebih lama untuk stok material, menyiapkan mesin, mendapatkan alat yang tepat. Akibatnya, dapat memakan waktu beberapa minggu untuk mendapatkan bagian pertama di tangan. Untuk cetak 3D, bahkan untuk DMLS yang lebih kompleks dari yang tradisional, bagian dapat dicetak on-demand dan dikirim tanpa peningkatan atau alat, menghasilkan waktu delivery yang lebih singkat dibandingkan teknologi konvensional. Kombinasi waktu delivery yang lebih pendek dan proses prototipe yang lebih efisien mengurangi waktu balasan. Ini adalah salah satu keuntungan terbesar dari cetak 3D logam.
Anda Ingin Komponen Ringan dan Awet
Industri penerbangan dan medis secara alami memerlukan bagian yang ringan namun awet. Super alloy seperti Inconel 718, AlSi10Mg, Kobalt-kromium dikenal ringan dibandingkan dengan bagian yang diolah konvensional. Pembuatan bagian dengan alloy ini secara alami membuatnya lebih ringan secara relatif. Sebagai contoh, nozzle bahan bakar 3D yang terkenal dari GE untuk keluarga mesin LEAP biasanya dibuat dari 20 bagian terpisah yang datang dari pemasok independen tetapi menggunakan sintering laser logam langsung (DMLS) menghasilkan satu bagian tunggal yang 25 persen lebih ringan dan lima kali lebih kuat daripada bagian asli. Klik di sini untuk mempelajari lebih lanjut.
Anda Ingin Menghindari Pemborosan Material
Cetak 3D sangat efisien sumber daya karena satu-satunya material yang dikonsumsi adalah yang melewati laser (atau melalui ekstruder, dll.), sedangkan penggerinda CNC tradisional meninggalkan keripik dan potongan kecil logam yang harus didaur ulang. Fakta bahwa produsen tidak perlu memproduksi sebanyak produk tertentu untuk membiayai biaya penyiapan juga mengurangi pemborosan.
Di samping keuntungan yang dimiliki cetak 3D logam dibandingkan teknologi konvensional, ada beberapa pertimbangan di mana memilih yang terakhir disarankan.
Finishing Permukaan Berbutir
Cetak 3D adalah proses aditif, yang berarti permukaan tidak akan halus seperti dengan penggerinda CNC, dan tidak akan mudah untuk menghasilkan tekstur permukaan yang diinginkan. Jadi jika tekstur permukaan penting bagi Anda, penggerinda CNC harus dipertimbangkan sebagai gantinya. Namun, ada banyak teknik pracetakan yang tersedia untuk menghapus struktur dukungan, meningkatkan finishing dan meningkatkan estetika, biaya juga meningkat sesuai dengan itu.
Bagian Tidak Begitu Kuat
Karena teknologi aditif itu sendiri, bagian cetak 3D logam tidak bisa kuat seperti yang diolah dari blok logam padat. Kekuatan akhir tergantung pada desain, ukuran dan material, namun secara umum kekuatan tekanan cetakan 3D logam rata-rata 40-50% lebih rendah daripada bagian yang diolah CNC.
Produksi Seri Mahal
Biaya menjadi lebih murah untuk produksi massal melalui penggerinda CNC. Produksi massal masih merupakan faktor penentu besar di seluruh industri dan inilah tempat cetak 3D kalah dan kecepatan di mana sebuah printer 3D dapat merakit objek seringkali memburuk dibandingkan garis montir tradisional.
Volume Bangun Terbatas
Saat diperlukan ukuran bagian yang besar, selalu lebih baik untuk memilih penggerinda CNC. Misalnya, ukuran bagian maksimum yang dicapai dengan DMLS adalah 250 x 250 x 325 mm dan untuk penggerinda CNC, adalah 2000 x 800 x 1000 mm. Perbandingan ukuran jelas menunjukkan ketidakmampuan cetak 3D dalam memproduksi bagian besar karena ukuran platform serbuk yang terbatas.
Pilihan Material Terbatas
Opsi manufaktur konvensional seperti cetak injeksi dan penggerinda CNC dapat menawarkan pilihan material yang tinggi. Saat berkaitan dengan cetak 3D logam, pilihan material lebih rendah, yang dapat menjadi faktor pembatas ketika material spesifik diperlukan untuk bagian yang diperlukan dan harus dipertimbangkan saat memutuskan properti teknis apa yang Anda inginkan produk Anda memiliki. Seperti sekarang di Xometry kami memiliki lima serbuk logam/alogami yang mendukung DMLS sedangkan jika bagian yang diperlukan membutuhkan material lain, tidak ada opsi lain selain proses pengolahan tradisional.
Ringkasan
Tidak dapat dikatakan bahwa cetak 3D logam menggantikan teknologi manufaktur tradisional dalam semua aspek karena keduanya memiliki sejumlah keuntungan masing-masing di mana mereka cemerlang dan kekurangan di mana mereka tidak. Di sini adalah ringkasan singkat tentang apa yang merupakan kekuatan kedua teknologi ini:
| Cetak 3D Logam | Penggerinda CNC |
| Waktu balasan lebih cepat | Produksi massal |
| Prototipe dan produksi volume rendah | Struktur permukaan padat |
| Kemudahan mencapai desain kompleks | Penggunaan material dan kebutuhan akan karakteristik teknis yang tidak tersedia dengan cetak 3D |
| Pemborosan berkurang | Bagian berukuran besar |
| Kustomisasi dan adaptabilitas | Bagian yang kuat |
Jika Anda sudah memiliki desain, silakan dapatkan penawaran untuk penggerinda CNC dan pencetakan 3D DMLS di Instant Quoting Engine kami untuk membandingkan harga dan waktu delivery.
