Menjelajahi Metode Inti Manufaktur Aditif

Di masa lalu, bisnis manufaktur menggunakan proses pengurangan seperti cetakan, pemotongan, dan pemboran untuk membuat produk. Sambil menghapus bahan dari keseluruhan yang lebih besar telah bekerja baik sebelumnya, proses manufaktur aditif modern dengan cepat menggantikannya. Menurut perkiraan, industri manufaktur aditif diperkirakan akan tumbuh menjadi angka mengagumkan 23 miliar dolar pada tahun 2022.

Manufaktur aditif adalah proses dikendalikan komputer untuk membangun objek 3D dengan menumpuk lapis demi lapis bahan, biasanya serbuk keramik atau logam, di platform bangunan sampai produk akhir selesai. Lapisan-lapisan tersebut mengeras menggunakan panas, agen pengering, atau laser.

Karena metode ini aditif, ada lebih sedikit limbah dibandingkan dengan manufaktur pengurangan, dan oleh karena itu, biaya lebih rendah.

Ada keuntungan dan kerugian untuk setiap tujuh jenis utama manufaktur aditif. Penting untuk mengetahui perbedaan sehingga Anda dapat memilih metode yang tepat untuk bisnis Anda.

Ini adalah jenis-jenis utama manufaktur aditif untuk meningkatkan kemampuan manufaktur bisnis Anda.

Jenis-Jenis Proses Manufaktur Aditif

1. Binder Jetting

Binder jetting, juga dikenal sebagai material jetting atau pencetakan serbuk inkjet, adalah di antara jenis manufaktur aditif yang paling umum.

Metode ini bekerja mirip dengan printer kantor Anda yang biasa, kecuali mencetak objek tiga dimensi. Alih-alih mencetak tinta pada halaman, binder jetting mencoret perekat ke dalam bahan serbuk. Kepala pencetak bergerak secara horizontal dan vertikal, menempatkan lapisan bahan bangunan baru dengan setiap lewat.

Memungkinkan untuk memproduksi objek dengan binder jetting menggunakan berbagai macam bahan, termasuk:

• Serbuk gipsum (kapur)
• Plastik
• Keramik
• Logam
• Kaca
• Pasir

Binder jetting adalah salah satu proses manufaktur aditif yang paling terjangkau karena biaya masuk yang relatif rendah dan sifat bahan yang murah. Ini juga dapat membuat objek lebih cepat daripada sebagian besar proses manufaktur aditif lainnya - dan dalam warna penuh.

Meskipun datang dengan banyak manfaat, produk binder jetting cenderung rapuh dan memerlukan pemrosesan pasca, termasuk pembersihan dan pengeringan, yang dapat melelahkan dan memakan waktu.

2. Directed Energy Deposition (DED)

Directed energy deposition (DED) menggunakan prinsip pengelasan untuk membuat objek tiga dimensi. Bahan - biasanya kawat atau serbuk logam - dilelehkan oleh sumber energi yang difokuskan seperti laser atau sinar elektron. Cairan bahan kemudian dituangkan secara tepat di platform bangunan, di mana ia dengan cepat mengeras, membentuk lapisan. Proses ini berulang sampai objek selesai dicetak.

Salah satu manfaat signifikan DED adalah dapat digunakan untuk lebih dari sekadar pembuatan item; ini juga dapat memperbaiki dan menambahkan bahan pada bagian atau preform yang ada. Selain itu, ini dapat menggunakan beberapa bahan dalam satu proses pencetakan.

3. Material Extrusion

Material extrusion bekerja mirip dengan pistol lem panas. Bahan memasuki printer dari sebuah gulungan. Ujung nozel memanaskan dan melelehkan bahan. Cairan bahan kemudian ditempatkan lapis demi lapis di platform bangunan, di mana ia dapat dingin dan mengeras, membentuk objek.

Banyak bisnis, dan bahkan pengguna rekreasi, menikmati material extrusion karena peralatan dan bahan yang berbiaya rendah.

Meskipun metode ini adalah metode manufaktur aditif yang paling termurah, material extrusion tidak terlepas dari keterbatasannya. Karena elemen pemanas tidak cukup kuat untuk melelehkan bahan dengan kepadatan tinggi seperti logam, Anda terbatas pada penggunaan polimer plastik saja - yang mungkin tidak cukup tahan untuk beberapa aplikasi, seperti perkakas dan fixturing.

4. Powder Bed Fusion (PBF)

Powder bed fusion, juga dikenal sebagai electron beam melting (EBM), dimulai dengan satu tempat besar serbuk bahan, biasanya plastik, logam, pasir, atau serbuk keramik yang dicampur dengan pasir.

Serbuk tersebut secara selektif digabungkan menggunakan laser atau sinar elektron. Setelah satu lapisan bahan digabungkan, area kerja bergerak ke bawah, dan lapisan baru dibangun di atas dengan menggunakan proses yang sama.

Dengan PBF, ada tingkat kompleksitas yang tinggi pada objek, membuatnya lebih kuat daripada objek yang dibuat oleh beberapa jenis manufaktur aditif lainnya. Karena membutuhkan tempat serbuk, sulit untuk memelihara lingkungan kerja yang bersih. Metode ini bukan opsi terbaik untuk ruang sempit yang tidak disiapkan untuk menangani bahan serbuk.

Tertarik untuk mempelajari lebih lanjut tentang manufaktur aditif? Lihat topik blog lainnya ini: Proses Manufaktur Aditif Pencetakan 3D untuk Manufaktur Aditif - Apa yang Perlu Anda Ketahui

 

5. Sheet Lamination

Sheet lamination, juga dikenal sebagai ultrasonic additive manufacturing (UAM) atau laminated object manufacturing (LOM) - adalah proses manufaktur aditif yang menumpuk lembaran tipis bahan dan menyatukan mereka melalui pengelasan ultrasonik, perekatan, atau perungguan. Saat lapisan bertumpuk, objek terbentuk.

Setelah semua lapisan ditumpuk dan dilaminasi, mesin CNC atau pemotong laser menghapus bahan berlebih, menciptakan bentuk akhir objek.

Karena bekerja dalam beberapa lapisan, sheet lamination memungkinkan produsen untuk menumpuk berbagai bahan, mencetak dalam warna penuh, dan dengan biaya yang jauh lebih rendah daripada beberapa proses manufaktur aditif lainnya.

Meskipun sheet lamination relatif murah, ini memerlukan beberapa pemrosesan pasca, yang dapat melelahkan dan memakan waktu. Anda juga terbatas pada bahan yang dapat datang dalam lembaran, seperti kertas, plastik, dan logam. Karena objek perlu dipotong setelah laminasi selesai, ada beberapa limbah yang terlibat dalam proses manufaktur aditif ini.

6. Vat Polymerization

Vat polymerization mirip dengan powder bed fusion, kecuali alih-alih tempat serbuk, ini menggunakan bak resin fotopolimer, yang mengeras dalam lapisan oleh laser ultraviolet. Setelah satu lapisan selesai, lebih banyak resin ditambahkan, dan lapisan berikutnya dibangun. Proses ini berlanjut sampai objek selesai.

Meskipun resin dapat cukup mahal, vat polymerization dapat membangun objek dengan cepat sambil memberikan tingkat akurasi yang tinggi dan finishing permukaan yang baik.

Meskipun memiliki manfaat, produsen vat polymerization terbatas pada penggunaan bahan foto-resin dan diwajibkan untuk melakukan tingkat pemrosesan pasca yang cukup besar. Objek yang dicetak perlu dikeluarkan dari resin dan dibersihkan sebelum siap digunakan.

7. Material Jetting

Mirip dengan binder jetting, material jetting menumpuk bahan untuk membangun objek. Namun, alih-alih menumpuk perekat pada tempat serbuk, material jetting melelehkan bahan mirip lilin dan menempatkan titik secara presisi di platform bangunan. Saat lapisan bertumpuk, objek terbentuk.

Banyak produsen memanfaatkan material jetting karena relatif murah dan memberikan akurasi yang luar biasa dengan finishing permukaan berkualitas tinggi. Sayangnya, material jetting terbatas pada penggunaan bahan mirip lilin saja, yang bisa rapuh. Ini juga memakan waktu lebih lama untuk membangun objek karena membangun satu titik demi satu titik.

Jenis Manufaktur Aditif Mana yang Tepat untuk Anda?

Sebelum memilih metode manufaktur aditif, penting untuk memikirkan apa yang Anda butuhkan dari proyek Anda. Apakah Anda mencari opsi yang lebih ramah anggaran, atau Anda perlu menggunakan bahan bangunan yang lebih kuat? Apa pun kebutuhan Anda, ada proses manufaktur aditif yang dapat memberikan manfaat pada produksi Anda.

Tidak peduli jenis manufaktur aditif yang Anda pilih, penting untuk memulai dengan model 3D digital yang baik. Ahli kami di Spatial memiliki lebih dari 35 tahun pengalaman dalam pemodelan 3D dan telah membantu banyak bisnis merancang, menguji, dan membawa produk mereka ke pasar.

Kami menyediakan fungsi pra-pemrosesan komprehensif yang dapat dikemas ke dalam aplikasi perangkat lunak Anda dengan perpustakaan bawaan kami. Pendekatan ini membantu Anda memperluas fungsionalitas saat ini dari solusi aplikasi dan hardware Anda sambil memberikan keunggulan kompetitif.

Jika Anda membutuhkan bantuan dengan pemodelan 3D untuk proses manufaktur aditif Anda, lihat Toolkit Pengembangan Perangkat Lunak Pemodelan 3D terkemuka industri kami atau hubungi ahli Spatial untuk memulai.