Membuat Prototipe Berkualitas Tinggi Menggunakan 3D Printing

A prototipe adalah contoh pertama dari produk yang akan diproduksi, berfungsi sebagai titik awal untuk melakukan modifikasi yang diperlukan, sebagai model untuk direplikasi atau sebagai matriks untuk menghasilkan cetakan.

Dengan demikian, prototipasi adalah proses eksperimental melalui yang tim desain dapat mewujudkan ide mereka. Prototipasi adalah proses yang sangat berguna di berbagai sektor, memungkinkan iterasi dilakukan hingga hasil yang diinginkan dicapai.

Gambar 1: Prototipe helm yang dicetak 3D dengan Raise Pro2 Plus. Sumber: KIDO Sports.

Ada beberapa jenis prototipasi produk dengan fungsi yang berbeda:

• Prototipe fidelitas rendah: Prototipe fidelitas rendah dapat dilakukan dalam waktu singkat, dengan segera, dan bertindak sebagai model studi, memungkinkan berbagai aspek untuk dianalisis agar modifikasi yang diperlukan dapat dilakukan pada model sebelum mencapai desain produk akhir.
• Prototipe desain: Prototipe desain dilakukan untuk memvalidasi desain produk.
• Prototipe geometri: Jenis prototipe ini diproduksi untuk memeriksa geometri produk dan memodifikasinya jika diperlukan.
• Prototipe fungsional: Prototipe ini dilakukan untuk menganalisis perilaku bahan yang digunakan dan menguji fungsionalitas produk.
• Prototipe teknis: Dalam kasus ini, prototipe digunakan sebagai model studi global, memungkinkan semua fiturnya dianalisis.
• Prototipe fidelitas tinggi: Mereka terdiri dari pembuatan prototipe yang identik dengan produk akhir. Sangat direkomendasikan untuk melakukan jenis prototipasi ini sebelum melakukan produksi massal produk.

Saat ini ada beberapa proses untuk pembuatan prototipe, seperti pemesinan CNC, cetak injeksi, atau pencetakan 3D.

Prototipasi cepat

Pencetakan 3D langsung terkait dengan prototipasi cepat karena segera yang ditawarkan oleh metode manufaktur ini dan berbagai kemungkinan yang ditawarkannya tergantung pada teknologi yang digunakan dan bahan yang digunakan, menjadikannya metode manufaktur yang banyak digunakan untuk prototipasi fidelitas rendah.

Video 1: Prototipasi cepat DLimit. Sumber: BCN3D.

Prototipasi cepat menggunakan pencetakan 3D bertujuan untuk memproduksi model untuk menguji satu atau lebih aspek produk dan sehingga dapat memodifikasinya jika diperlukan dengan cepat dan segera hingga desain akhir dicapai, memastikan baik bentuk maupun fungsionalitas produk.

Untuk pembuatan prototipe menggunakan pencetakan 3D, perlu dipertimbangkan teknologi mana yang paling sesuai. Setiap teknologi memiliki keuntungan dan kerugian, jadi perlu untuk mengetahui dasar-dasar di mana operasinya didasarkan serta keterbatasannya untuk menemukan yang paling sesuai untuk setiap kebutuhan.

Teknologi pencetakan 3D yang paling luas adalah:

• Deposi bahan dilebur (FDM)
• Penyembuhan selektif cahaya resin (SLA)
• Sintering laser selektif (SLS)

Tabel perbandingan di antaranya dapat dilihat di bawah ini:

Tabel 1: Perbandingan antara berbagai teknologi pencetakan 3D. Sumber: Filament2print.

Untuk penjelasan lebih mendalam tentang karakteristik dan keterbatasan setiap teknologi, kami merekomendasikan membaca artikel "Bagaimana memilih teknologi yang tepat: FDM, SLA dan SLS".

Beberapa keuntungan yang ditawarkan oleh prototipasi pencetakan 3D adalah:

Kecepatan: Bergantung pada teknologi pencetakan 3D yang digunakan, kecepatan produksi akan lebih tinggi atau lebih rendah, tetapi pencetakan 3D, secara umum, adalah metode manufaktur yang menawarkan segera.

Hemat biaya dan sumber daya: Bergantung pada kompleksitas bagian dan bahan yang digunakan, penggunaan pencetakan 3D untuk prototipasi bagian dapat mengarah pada hemat biaya dan sumber daya yang signifikan dibandingkan metode manufaktur tradisional lainnya.

Keberlanjutan: Dengan memiliki peralatan pencetakan 3D di fasilitas produksi perusahaan itu sendiri, prototipe diproduksi secara lokal, yang mengurangi jejak karbon yang dihasilkan dibandingkan produksi eksternal. Selain itu, seringkali memungkinkan untuk bekerja dengan bahan terurai, daur ulang atau dapat didaur ulang dan, oleh sifatnya dari metode manufaktur, limbah dan pemborosan bahan diminimalkan.

Dari prototipasi ke manufaktur

Awalnya, pencetakan 3D hanya digunakan untuk prototipasi. Namun, sekarang juga digunakan sebagai metode manufaktur tambahan. Ini terutama karena dua faktor:

Pengembangan bahan

Salah satu faktor yang memungkinkan pembuatan seri kecil bagian akhir dengan pencetakan 3D adalah pengembangan bahan yang memungkinkan aplikasi untuk lingkungan yang menuntut berkat properti mekanis atau properti spesifiknya.

Contohnya adalah bahan ESD, yang tersedia dalam bentuk filamen, bubuk dan bahkan resin, dan yang memungkinkan produk diproduksi dengan perlindungan放电 elektrostatis.

Kemajuan dalam teknologi pencetakan 3D

Berkat kemajuan yang telah dilakukan dalam beberapa tahun terakhir dan kerja R&D produsen peralatan, fitur yang ditawarkan oleh printer 3D telah meningkat secara signifikan, hingga titik dapat memproduksi bagian yang sangat kompleks dengan kualitas industri.

Semua teknologi pencetakan 3D telah maju secara signifikan. Contoh adalah printer 3D SLA FormLabs untuk sektor medis dan gigi, Form 3B+ dan Form 3BL, yang dapat mencetak 3D bahan biosafe; atau printer 3D SLS Sinterit, yang dapat menghasilkan bagian yang sangat kompleks tanpa perlu dukungan, serta model desktop seperti Lisa, Lisa Pro atau Lisa X.

Gambar 3: Pembuatan produk akhir untuk sektor gigi. Sumber: FormLabs.

Tanpa duda, manufaktur pencetakan 3D memungkinkan pengguna profesional untuk memproduksi prototipe dan bahkan bagian akhir dengan kualitas industri, dan saat ini adalah salah satu metode manufaktur yang paling banyak digunakan untuk prototipasi cepat dalam banyak sektor. Berkat ragam teknologi, peralatan dan bahan, memungkinkan untuk menemukan solusi untuk hampir setiap aplikasi.