Memaksimalkan Efisiensi CAD dalam Manufaktur Aditif
Tahap utama yang terlibat dalam manufaktur aditif adalah desain dan proses manufaktur. Secara praktis, pekerjaan desain dilakukan pada suite desain terbantu komputer (CAD) seperti SolidWorks (dan yang lainnya), sementara tahap produksi fisik - yaitu pencetakan 3D - dilakukan dengan mengekspor file CAD (misalnya SLDPRT) ke STL, format yang dapat dibaca oleh printer 3D dengan penampil 3D XML.
Namun, ada beberapa langkah besar di kedua tahap proses manufaktur aditif.
Bagi tim rekayasa dan produsen, produktivitas akan tergantung pada efektivitas alat desain mereka, baik itu kualitas suite CAD mereka atau kemampuan mereka untuk beroperasi sama dengan pihak yang menggunakan suite CAD yang berbeda. Misalnya, waktu yang dihabiskan untuk pemulihan file dan mengatasi masalah teknis penggunaan format file tertentu (seperti STL) adalah waktu yang ditambahkan ke waktu ke pasar.
Dalam tulisan ini, kita memeriksa faktor-faktor ini dalam siklus hidup manufaktur aditif dan menyoroti bagaimana pengembang aplikasi dan produsen printer 3D dapat memposisikan produk mereka sebagai solusi.
Apa itu CAD?
Baik manufaktur aditif atau bahkan manufaktur pengurangan, proses desain hampir semua produk dimulai dalam CAD. SolidWorks adalah di antara sejumlah suite CAD populer di pasar, digunakan untuk merancang sebuah produk - baik sebagai kumpulan bagian individual atau sebagai sistem keseluruhan - serta menguji dan memverifikasi atribut desainnya sebelum manufaktur.
Apa itu STL?
STL (singkatan dari STereoLithography atau Standard Tessellation Language) diluncurkan pada tahun 1987 untuk memungkinkan printer 3D stereolithography membaca file CAD. Seperti IGES, STL sekarang digunakan luas di industri pencetakan 3D, terutama sebagai cara untuk memungkinkan tim dengan suite CAD yang berbeda untuk mudah beroperasi satu sama lain sebagai bagian dari proyek pengembangan produk yang lebih luas.
Pahami Cara Mengembangkan, Menerapkan & Mendukung Aplikasi untuk Industri Pencetakan 3D
[Unduh EBook GRATIS Kami]
Memahami Alur Kerja Rekayasa
Desain
Alur kerja rekayasa dan pengembangan produk dimulai dalam suite CAD. Saat ini, pengguna CAD dapat memanfaatkan berbagai macam alat untuk merancang objek tidak hanya dalam 3D, tetapi dengan kemampuan untuk menyertakan sejumlah besar detail seperti warna, tekstur, dan elemen desain lainnya.
Faktanya, SolidWorks juga menawarkan alat khusus untuk menyertakan logam lembar, cetakan, pengelasan, dan permukaan ke dalam pekerjaan desain inti mereka. Dengan kata lain, file desain CAD dapat secara efektif mencerminkan produk dunia nyata yang diinginkan dengan fidelitas lengkap.
SolidWorks juga melengkapi insinyur untuk mendekati pekerjaan desain mereka dengan cara yang berbeda. Misalnya, insinyur yang merancang dengan mempertimbangkan kemudahan manufaktur dapat merancang, menyimpan, dan mengambil bagian individual sebagai file SLDPRT dan menggabungkan file-file SLDPRT tersebut menjadi satu file SLDASM (lihat artikel ini untuk memahami perbedaan antara file SLDPRT dan SLDASM).
Analisis
Kemampuan untuk merancang file CAD dengan desain dunia nyata yang diinginkan - seperti estetika, geometri permukaan, mekanika, warna, dan bahan - juga membuka pintu bagi tim desain untuk menguji dan memverifikasi kelayakan desain secara virtual (yaitu sebelum prototipe fisik).
Tetapi, kualitas analisis - yang mencakup simulasi dan visualisasi - bergantung pada kemampuan yang ditawarkan oleh suite CAD (SolidWorks mencakup fitur ini). Namun, simulasi memungkinkan desainer untuk mengurangi kebutuhan prototipe dan biaya pengujian fisik dengan mengidentifikasi serta memperbaiki masalah desain selama tahap desain inti.
Misalnya, alat analisis SolidWorks, yang menggunakan metode Analisis Elemen Hingga (FEA), mencakup simulasi linear statis, gerak berbasis waktu, dan kelelahan siklus tinggi dalam tingkat standar. Dalam tingkat yang lebih tinggi, insinyur dapat menentukan ketahanan, topologi, frekuensi alami desain mereka dan melakukan berbagai tes statis non-linier dan tes dinamis non-linier.
Persiapan
Dengan suite CAD modern, tahap prototipe fisik dan pengujian seharusnya lebih pendek dalam konsumsi waktu dan sumber daya fisik. Namun, desainer umumnya harus mengekspor file CAD asli ke STL agar printer 3D dapat dengan benar menafsirkan file desain asli.
Mengonversi ke STL memiliki keuntungan dan keterbatasan. Di satu sisi, ini tentu memungkinkan file desain asli yang dibuat dalam CAD untuk diproduksi melalui pencetakan 3D. Namun, STL tidak akan membaca warna, tekstur, dan elemen desain lainnya (termasuk metadata) desain asli Anda.
Selain itu, perubahan yang dilakukan pada file STL tidak akan otomatis tercermin dalam file desain asli di CAD; melainkan prosesnya satu arah di mana perubahan harus dilakukan pada CAD agar mencerminkan file STL. Ini menambahkan lapisan ketidakefisienan ke proses prototipe (yang membuat pekerjaan simulasi dan visualisasi yang dilakukan di CAD semakin penting).
Terakhir, penyempurnaan yang dilakukan dengan file STL harus dilakukan dengan hati-hati. Meskipun Anda dapat mengenkode file STL dalam ASCII dan bekerja untuk meningkatkan jumlah segitiga untuk mengurangi kekasaran, Anda berisiko dengan sangat meningkatkan ukuran file STL Anda sehingga terlalu besar untuk dibaca oleh printer 3D.
Pencetakan
Saat ini, adopsi luas dan kematangan teknis STL menjadikannya keharusan untuk pencetakan 3D.
Untuk menggantikan STL, Konsorsium 3MF (dari mana perusahaan induk Spatial, Dassault Systèmes adalah anggota pendiri) bekerja untuk memiliki industri manufaktur aditif mengadopsi 3MF.
Format baru menggunakan ASCII dalam XML untuk memungkinkan printer 3D membaca file desain CAD dengan fidelitas penuh - yaitu dengan warna, tekstur, dan elemen desain lainnya yang dimaksud oleh desainer asli. Ini juga dimaksudkan untuk dapat diperluas dan disesuaikan dengan teknologi pencetakan 3D yang berkembang.
Namun, 3MF adalah faktor jangka panjang. Seperti yang terlihat saat ini, STL masih merupakan format file dominan yang digunakan oleh industri manufaktur aditif. Mereka yang mengembangkan aplikasi dan hardware untuk mereka di ruang pencetakan 3D harus menyesuaikan penanganan STL.
Mengapa Memanfaatkan 3D InterOp
Dengan STL sebagai elemen penting untuk menghubungkan tahap desain dan produksi dalam pencetakan 3D, krusial bagi pengguna akhir untuk mampu meminimalkan waktu yang dihabiskan untuk pemulihan file (yaitu dari CAD ke STL), baik dari SolidWorks atau suite CAD lainnya. Faktanya, interoperabilitas esensial karena tidak semua alur kerja rekayasa menggunakan SolidWorks.
Kit pengembangan perangkat lunak (SDK) 3D InterOp dari Spatial melengkapi pengembang aplikasi untuk mengintegrasikan interoperabilitas ke dalam penawaran mereka untuk perusahaan manufaktur aditif. Baik untuk printer 3D atau untuk aplikasi yang dimaksudkan untuk melihat berbagai format file CAD, 3D InterOp memungkinkan Anda dengan cepat melengkapi penawaran Anda dengan persyaratan dasar industri manufaktur aditif.
Anda membutuhkan kemampuan ini, dan sambil menambahkannya adalah mungkin, itu hanya akan menambah waktu ke pasar dan biaya Anda. Hubungi Spatial hari ini untuk segera mengintegrasikan fitur komoditas ini dan fokuskan sumber daya bisnis terbatas Anda pada diferensiasi dan percepatan waktu ke pasar.
