merevolusi Pencetakan 3D dengan Teknologi Resin Canggih

Salah satu hambatan utama yang selalu dimiliki oleh pencetakan 3D resin saat diimplementasikan pada tingkat industri adalah keterbatasan variasi material yang tersedia. Awalnya satu-satunya material yang tersedia adalah resin berdasarkan oligomer akrilat, umumnya dengan berat molekul rendah, yang unggul karena kerapuhan tinggi dan properti mekanis serta termal yang buruk. Karena itu, pencetakan 3D resin selalu diletakkan di latar belakang dalam produksi komponen dan prototipe fungsional, dalam bentuk teknologi pencetakan 3D berbasis termoplastik seperti FDM atau SLS.

Namun, dalam beberapa tahun terakhir ini telah berubah secara dramatis. Kemunculan resin teknis baru dengan properti canggih dan dikembangkan khusus untuk aplikasi profesional tertentu telah membawa perhatian banyak sektor terhadap teknologi ini. Bersama dengan kemunculan teknologi pencetakan 3D berbasis resin baru seperti LED-LCD, yang berhasil dalam mengurangi biaya dan secara signifikan meningkatkan kecepatan pencetakan, ini adalah alternatif yang feasible, yang bahkan dapat melebihi FDM dan SLS di beberapa area aplikasi.

Resin teknis ini dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kelompok, tergantung pada bidang yang difokuskan:

• Resin untuk perhiasan
• Resin gigi
• Resin teknik

RESIN UNTUK PERHIASAN

Industri perhiasan secara historis adalah yang pertama untuk mengimplementasikan pencetakan 3D resin. Ini karena resolusi tinggi yang ditawarkan oleh teknologi ini, mampu menghasilkan model skala 1:1 kecil dengan finishing berkualitas tinggi.

Gambar 1: Model perhiasan dicetak resin. Sumber: uniz.com

Meskipun resin standar dipakai luas untuk produksi model, yang telah menjadi titik balik adalah kemunculan resin castable berkualitas tinggi. Resin ini unggul karena hampir tidak meninggalkan sisa selama kalinasi, yang menjadikannya pengganti sempurna untuk model lilin yang awalnya digunakan dalam cor.

Berkat ini mungkin untuk mencetak pohon cor secara langsung, tanpa perlu membuat cetakan untuk menghasilkan master lilin atau secara manual merakit pohon, yang mengurangi tahapan manual dan mengotomatisasi proses.

Video 1: persiapan tradisional pohon lilin. Sumber: greekerajewelry.com

Secara umum, jenis resin ini dapat menyertakan persentase lilin cair dalam komposisinya yang dimaksudkan untuk menghilangkan sisa abu apa pun, menghasilkan cetakan bersih, cocok untuk cor berkualitas. Persentase lilin yang lebih tinggi akan menghasilkan kalinasi yang lebih bersih, dan dengan sisa lebih sedikit, namun, dapat mempengaruhi presisi pencetakan. Selain itu, jenis resin ini biasanya ditandai dengan koefisien ekspansi termal yang sangat rendah.

Saat ini ada banyak opsi di pasar untuk resin kalinasi berkualitas tinggi, kompatibel dengan baik SLA maupun DLP atau LED-LCD. Resin "Castable Wax" Formlabs dengan 20% lilin atau ZWax Purple dengan 10% lilin dan kompatibel dengan printer DLP dan LED-LCD unggul karena kombinasi sisa rendah, ekspansi termal rendah dan presisi tinggi.

Gambar 2: Cincin dicetak dengan zWax Purple. Font: Uniz.com

RESIN GIGI

Bersama dengan perhiasan, sektor gigi adalah salah satu yang pertama untuk mengadopsi pencetakan 3D resin, dan sekarang adalah sektor yang tumbuh paling cepat dengan rentang material yang paling luas.

Resin gigi umumnya dapat dikelompokkan ke dalam empat kategori berdasarkan aplikasinya:

• Resin untuk model gigi.
• Resin untuk retainer dan splint.
• Resin untuk crown dan jembatan sementara
• Resin yang dapat dibakar

Resin untuk model gigi

Ini adalah resin yang tidak dirancang untuk berada dalam kontak dengan pasien. Umumnya digunakan untuk produksi model pasien di mana profesional gigi atau medis dapat bekerja untuk merencanakan intervensi atau untuk menguji elemen seperti crown atau jembatan. Mereka serupa dalam komposisi dengan resin standar dan terutama dimaksudkan untuk memiliki presisi dan resolusi tinggi, serta biaya produksi rendah.

Gambar 3: Model 3D dicetak dengan resin. Sumber: Uniz.com

Sedang penting dalam resin ini bahwa mereka memiliki kualitas estetika tertentu, membedakan dua kelompok:

• Resin dengan finishing mat, yang memudahkan visualisasi dan fotografi model, menghindari pantulan sebanyak mungkin. Di antara jenis resin ini, Dental Model resin oleh Formlabs unggul, dengan finishing mirip plester.
• Resin yang memberikan penampilan realistis, seperti resin Dental Pink dari Harzlabs.

Resin untuk retainer dan splint

Resin ini dimaksudkan untuk pembuatan retainer dan splint, oleh karena itu, selain memiliki biokompatibilitas setidaknya kelas IIa, mereka harus memiliki daya tahan aus dan pecah yang sangat baik.

Karakteristik umum lainnya adalah bahwa mereka cenderung sangat transparan, terutama untuk alasan estetika.

Video 2: Pembuatan splint menggunakan pencetakan 3D resin. Sumber: Formlabs.com

Selain produksi retainer dan splint, mereka dipakai luas dalam pembuatan panduan bedah karena kompatibilitas yang baik dan properti mekanik yang sangat baik. Beberapa produsen seperti Formlabs menyertakan resin khusus untuk aplikasi ini seperti resin Dental Surgical Guide, yang memberikan fleksibilitas yang lebih besar.

Gambar 4: Panduan bedah dicetak menggunakan SLA. Sumber: Formlabs.com

Mungkin untuk menemukan resin yang dikembangkan untuk produksi splint dan retainer yang kompatibel dengan baik SLA seperti Formlabs Dental LT, dan DLP dan LED-LCD seperti Dental Clear dari Harzlabs.

Resin untuk crown dan jembatan sementara

Ini adalah resin yang digunakan untuk membuat jembatan, crown, restorasi dan veneer sementara. Mereka harus biokompatibel dan memberikan finishing yang mirip dengan gigi asli.

Untuk memberikan finishing ini secara umum, komponen keramik dan pewarna digunakan yang memberikan nuansa dalam skala VITA.

Gambar 5: Tabel warna VITA. Sumber: vita-zahnfabrik

Setelah dicetak, resin ini dapat dipoles dan diberi nuansa dengan veneer yang dapat dikuringkan cahaya untuk mendapatkan finishing ideal untuk setiap pasien.

Resin Temporary CB oleh Formlabs tersedia dalam empat nuansa VITA (A2, A3, B1 dan C2) dan resin Dental Sand oleh Harzlabs tersedia dalam nuansa A1 dan A2.

Resin yang dapat dibakar

Resin serupa dengan yang digunakan dalam perhiasan. Dalam kasus ini, kebutuhan untuk menghasilkan sisa sebanyak mungkin bahkan lebih kritis.

Mereka utama digunakan dalam produksi model untuk pembuatan implantat gigi dengan cor. Resin Dental Cast Harzlabs unggul, dengan sisa kurang dari 0,1 %.

RESIN TEKNIK

Sektor industri dan teknik selalu menjadi yang paling ragu untuk mengimplementasikan pencetakan 3D resin. Ini terutama karena, dari segi mekanis dan termal, resin tidak dapat bersaing dengan material teknik yang tersedia untuk FDM atau poliamida yang digunakan dalam SLS.

Meski ini masih benar saat ini, dalam beberapa tahun terakhir kemajuan material dan kemunculan resin teknik baru menyempitkan celah antara teknologi pencetakan 3D yang berbeda. Ada tiga kelompok resin teknik:

• Resin dengan properti mekanis yang ditingkatkan
• Resin dengan properti termal yang ditingkatkan
• Resin fleksibel dan elastis

Resin dengan properti mekanis yang ditingkatkan

Ini adalah resin yang dikembangkan dengan tujuan untuk menyediakan kerapuhan yang lebih rendah dan modulus yang lebih tinggi daripada resin standar. Sementara resin standar seperti Harzlabs Basic Resin menawarkan kekuatan tarik 20 MPa, resin teknik baru seperti BASF Ultracur3D RG50 menyediakan kekuatan tarik hingga 68 MPa, tiga kali lebih tinggi. Kekuatan tarik ini bahkan lebih tinggi dari yang diberikan oleh filament ABS dan dekat dengan material seperti nylon yang diukir beban.

Resin teknik dengan properti spesifik lain, seperti daya tahan aus tinggi atau resin tahan dampak, juga telah muncul.

Gambar 6: Perbandingan daya tahan dampak berbagai resin Formlabs. Sumber: Formlabs.com

Di antara resin dengan daya tahan dampak tinggi, garis BASF Ultracur3D High Impact unggul. Resin ini menyediakan kekuatan tarik 50 MPa dengan deformasi pecah 56%, modulus lentur 1700 MPa dan daya tahan dampak 1,39 J/m2. Ini menjadikannya ideal untuk produksi komponen mekanis dan prototipe fungsional.

Gambar 7: Resin BASF Ultracur3D RG35. Sumber: forward-am.com

Resin dengan properti termal yang ditingkatkan

Resistensi termal selalu salah satu kelemahan resin pencetakan 3D. Secara umum, semua resin memiliki suhu penglembapan antara 50°C dan 80°C.

Gambar 8: Perbandingan suhu defleksi panas berbagai resin Formlabs. Sumber: Formlabs.com

Saat ini, sangat sedikit resin yang tersedia untuk aplikasi suhu tinggi, dengan resin High Temp Formlabs yang paling penting. Ini adalah resin yang mampu menahan suhu hingga 142 ºC setelah dikuring (di bawah beban 0,45 MPa). Keuntungan utama dari resin ini adalah mungkin untuk meningkatkan resistensi termalnya hingga 238 ºC dengan menerapkan perawatan panas pada bagian yang terdiri dari memanaskannya hingga 60 ºC selama satu jam lalu hingga 160 ºC selama satu setengah jam.

Resin fleksibel dan elastis

Salah satu hambatan utama resin pencetakan 3D selalu adalah kerapuhan yang tinggi, properti yang tidak diinginkan dalam teknik. Itulah sebabnya kemunculan resin fleksibel dan elastis dalam beberapa tahun terakhir telah menjadi revolusi.

Gambar 9: Perbandingan resin Fleksibel 80A dan Elastis 50A Sumber: FormLabs.

Saat ini ada banyak opsi untuk baik SLA maupun LED-LCD. Dalam SLA, resin Fleksibel 80A dan Elastis 50A unggul. Fleksibel 80A adalah resin yang sangat fleksibel dengan deformasi pecah 120% dan kekerasan 80 Shore A, sementara Elastis 50A adalah resin dengan elastisitas yang baik, deformasi pecah 160% dan kekerasan 50 Shore A.

Namun, salah satu lompatan yang paling penting dalam jenis material ini adalah garis baru resin fleksibel dan elastis BASF. Ini adalah resin berdasarkan oligomer urethan akrilat, dan menawarkan fleksibilitas dan elastisitas terbesar di antara resin yang tersedia saat ini. BASF Ultracur3D FL300, misalnya, dengan kekerasan hanya 37 Shore A, menyediakan deformasi pecah hingga 306%.

Gambar 10: Resin BASF Ultracur3D FL60. Sumber: forward-am.com

Dalam beberapa tahun terakhir, rentang material untuk pencetakan 3D resin telah tumbuh eksponensial, termasuk material baru dengan properti yang cocok dan dalam beberapa kasus bahkan melebihi yang diberikan oleh termoplastik untuk FDM. Ini, bersama dengan fakta bahwa pencetakan 3D resin menyediakan isotopi yang lebih baik daripada yang didapatkan oleh FDM, menjadikannya opsi yang feasible dalam banyak aplikasi industri dan teknik.