Mesin Binder Jetting:Panduan Mendalam tentang Jenis, Kegunaan, Manfaat, dan Keterbatasan

Siapa pun yang tertarik dengan manfaat dan hasil luar biasa dari pembuatan aditif memiliki banyak pilihan metode. Salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam campuran ini adalah pengikat jetting, yang mencampurkan dunia cairan dan bubuk untuk membuat produk cetakan untuk sektor seni, ruang angkasa, medis, dan industri (dan beberapa lainnya). 

Bagi mereka yang belum terlalu paham dengan pengikatan pengikat, kami akan membahas lebih detail tentang proses yang diperlukan, kelebihan dan kekurangannya, serta aplikasi apa yang biasanya paling baik digunakan.

Apa itu Binder Jetting (BJ)?

Binder jetting (atau BJ) adalah salah satu dari banyak teknologi pencetakan 3D yang ada, namun lebih khusus lagi fungsinya menggunakan kepala cetak industri untuk menggabungkan dan merekatkan bahan cair dan bubuk. Ia dapat mencetak bagian pasir, logam, komposit, dan keramik dengan cara ini dan sangat mampu menciptakan bangunan berkualitas tinggi. Dua contoh sistem, mesin, dan software yang ada adalah ProJet MJP 5600 dari 3D Systems dan J5 MediJet dari Stratasys.

Bagaimana Cara Kerja Binder Jetting (BJ)?

Mari kita bahas lebih dalam tentang cara kerja pengikatan jetting. Langkah-langkah untuk mencetak part dengan binder jetting adalah:

1. Pertama, Anda akan membuat file CAD desain Anda. Ini kemudian akan diiris dan mengirimkan instruksi ke printer pengaliran pengikat dalam urutan yang benar. 
2. Kemudian, roller akan melapisi platform pembangunan dengan lapisan bubuk yang tipis dan merata.
3. Selanjutnya, kepala cetak bergerak, mengoleskan perekat pengikat cair ke area bubuk tertentu berdasarkan potongan file objek. 
4. Platform pembangunan kemudian diturunkan setebal satu lapisan. 
5. Lapisan bubuk lainnya disebarkan dengan roller dan langkah yang sama terjadi lagi, dengan bahan pengikat dijatuhkan ke bagian tertentu dari bubuk. Ini terjadi lapis demi lapis hingga Anda mendapatkan produk jadi.
6. Setelah selesai, bubuk apa pun yang tidak digunakan akan tersisa dan dibersihkan dari platform pembuatan.

Apa Keuntungan Pencetakan 3D Binder Jetting?

Berikut beberapa keuntungan menggunakan pencetakan binder jetting dibandingkan metode lainnya:

• Mampu membuat bangunan dengan dimensi yang presisi
• Bekerja pada suhu ruangan (yang membantu mengurangi tegangan pembengkokan dan sisa
• Anda dapat membuat bangunan besar dan kecil dengan BJ
• Jauh lebih cepat jika Anda membandingkannya dengan teknik pencetakan 3D lainnya
• Lebih terjangkau dan hemat energi dibandingkan model laser
• Bahan seperti keramik dan serbuk logam cenderung lebih murah
• Bubuk yang tidak terikat berfungsi sebagai penyangga alami dan memberikan lebih banyak fleksibilitas dan lebih sedikit limbah
• Serbuk apa pun yang tidak terpakai dapat digunakan kembali untuk pekerjaan pencetakan di masa mendatang

Apa Kekurangan Pencetakan 3D Binder Jetting?

Meskipun memiliki banyak kelebihan, ada juga beberapa kelemahan yang harus diperhatikan dengan pengikatan pengikat: 

• Bangunan logam yang dibuat dengan pengikat pengikat dapat memiliki porositas lebih tinggi dan sifat mekanik lebih rendah
• Ini tidak selalu menjadi pilihan untuk bagian struktural
• Dalam kondisi “hijau”, komponen bisa menjadi rapuh
• Pasca-pemrosesan hampir selalu diperlukan, sehingga memperpanjang jangka waktu
• Binder jetting biasanya memiliki resolusi lebih rendah dibandingkan metode pencetakan 3D lainnya

Bagaimana Proses Binder Jetting (BJ)?

Langkah-langkah mencetak part dengan binder jetting adalah sebagai berikut:

1. Buat dan potong file CAD bagian tersebut. File ini kemudian digunakan untuk mengirimkan instruksi ke printer dalam urutan yang benar untuk bagian yang akan dicetak. 
2. Platform pembangunan ditutup dengan lapisan tipis bahan bubuk, yang didistribusikan secara merata menggunakan roller. 
3. Kepala cetak menerapkan perekat pengikat secara selektif pada bubuk jika diperlukan, berdasarkan potongan file objek. 
4. Platform pembangunan kemudian diturunkan setebal satu lapisan. 
5. Lapisan bedak lainnya disebarkan pada lapisan sebelumnya. Partikel-partikel bubuk tersebut kemudian diikat menjadi satu oleh pengikat cair, membentuk suatu benda. Proses ini diulangi selapis demi selapis hingga seluruh objek tercipta.
6. Serbuk yang tidak terikat akan tetap berada di sekitar objek. Ini dihapus pada langkah pasca-pemrosesan.

Apa Saja Jenis-Jenis Binder Jetting (BJ)

Jenis mesin pengikat pengikat yang akan Anda gunakan bergantung pada bahan pengikat dan bubuk yang digunakan. Beberapa jenis pengikat yang umum digunakan dalam pengaliran pengikat meliputi:

Pengikat Polimer

Pengikat polimer biasanya dipadukan dengan bubuk keramik dan dapat dihilangkan dengan perlakuan panas. Mereka memiliki viskositas yang lebih rendah dan mudah diaplikasikan melalui pencetakan BJ. 

Binder berbahan dasar air

Anda akan menemukan bahan pengikat ini bekerja bersama-sama dengan pasir atau bubuk mineral lainnya. Bahan ini lebih ramah lingkungan dan mudah dihilangkan melalui pengeringan atau sintering.

Binder berbasis pelarut

Pengikat berbahan dasar pelarut bekerja paling baik dengan bubuk logam dan keramik, dan bahan tersebut dapat dihilangkan melalui proses yang disebut pelepasan pelarut. Mereka memiliki kandungan padat yang tinggi dan mudah diaplikasikan ke tempat tidur.

Pengikat Furan

Pengikat furan dibuat dengan alkohol furfuril dan sering digunakan dengan bubuk pasir untuk membuat cetakan dan inti pengecoran, terutama desain yang lebih kompleks. Mereka memiliki kekuatan mekanik dan stabilitas termal yang baik dan dapat disembuhkan dengan katalis panas atau asam. Anda dapat melepaskan cetakan dengan mudah dari pengecorannya. 

Pengikat Silikat

Terbuat dari natrium silikat atau kalium silikat, bahan pengikat ini adalah pilihan lain dalam hal pengecoran dan bekerja dengan baik dengan bubuk pasir (dan sangat bagus untuk logam besi setelah cetakan dibuat). Mereka memiliki sifat tahan api yang baik dan tidak memiliki masalah pada suhu tinggi. Mereka disembuhkan melalui pengeringan atau dengan menambahkan katalis asam. 

Pengikat Fenolik

Pilihan lain untuk tujuan pengecoran adalah pengikat fenolik (terbuat dari resin fenol-formaldehida). Mereka memiliki kekuatan mekanik dan stabilitas dimensi yang baik dan dapat disembuhkan dengan panas. Produk ini sangat cocok jika Anda membutuhkan produk berkekuatan tinggi dan bersuhu tinggi.

Pengikat UV

Anda memerlukan akses ke sinar UV untuk jenis pengikat ini dan jenis pengikat ini tidak dapat digunakan pada banyak bahan (resin fotopolimer adalah yang terbaik), namun bahan ini menghasilkan komponen dengan resolusi tinggi dan rumit.

Bahan Apa yang Dapat Digunakan untuk Binder Jetting (BJ)?

Ada banyak bahan yang bisa Anda gunakan untuk pengikat jetting. Berikut ikhtisar jenis utamanya:

• Logam: Baja tahan karat, titanium, aluminium, dan tembaga, yang menghasilkan suku cadang dengan kekuatan dan daya tahan tinggi. 
• Keramik: Ubin, perlengkapan saniter, dan isolator, menggunakan bahan seperti alumina, zirkonia, dan silikon karbida.
• Pasir: Dicampur dengan bahan pengikat (seperti furan, silikat, atau fenolik) untuk membuat cetakan dan inti pengecoran pengecoran. 
• Plastik: Bubuk seperti poliamida, polipropilen, dan polikarbonat untuk membuat barang konsumsi atau suku cadang untuk industri otomotif dan medis.
• Komposit: Serat karbon dan serat kaca dicampur dengan pengikat polimer.

Untuk mempelajari lebih lanjut, lihat panduan lengkap kami tentang Materi Pencetakan 3D.

Apa Saja Contoh Pencetakan 3D Binder Jetting?

Di bawah ini beberapa contoh sistem pencetakan 3D binder jetting:

1. ProJet MJP 5600 dari Sistem 3D.
2. J5 MediJet dari Stratasys.

Apa Saja Penerapan Binder Jetting?

Ada begitu banyak kegunaan pencetakan 3D semacam ini, dan daftar ringkas ini hanya mencakup sebagian kecil saja:

• Prototipe
• Komponen ruang angkasa
• Pola transmisi
• Perhiasan
• Benda dekoratif penuh warna
• Inti dan cetakan
• Perkakas

FAQ tentang Binder Jetting

Berapa Biaya Pengaliran Binder?

Biasanya, mesin pengikat pengikat berharga lebih dari $100.000. Bagi pemilik bisnis dan produsen, hal ini seringkali cukup ekonomis karena printer ini tidak menggunakan banyak daya dan menggunakan bahan yang lebih murah.

Apakah Binder Jetting merupakan Proses Pencetakan 3D yang Cepat?

Ya, faktanya, binder jetting sering dianggap sebagai teknologi pencetakan 3D tercepat. Teknologi ini dapat menghasilkan volume tinggi dalam waktu yang lebih singkat tanpa kehilangan presisi.

Apakah Pencetakan 3D Binder Jetting Memerlukan Dukungan?

Tidak, pengikatan pengikat biasanya tidak memerlukan struktur pendukung tambahan apa pun karena bubuk yang digulung ke alas cetak sudah menyediakannya. Artinya, beberapa bagian dapat dicetak secara bersamaan pada wadah bubuk yang sama, sehingga ideal untuk produksi batch rendah hingga menengah.

Apakah Binder Jetting Hanya Berfungsi Dengan Logam?

Tidak, pengikatan jetting bekerja dengan lebih banyak bahan daripada hanya logam. Anda juga dapat mencetak dengan pasir, keramik, dan beberapa polimer.

Kat de Naoum

Kat de Naoum adalah seorang penulis, penulis, editor, dan spesialis konten dari Inggris dengan pengalaman menulis lebih dari 20 tahun. Kat memiliki pengalaman menulis untuk berbagai organisasi manufaktur dan teknis serta menyukai dunia teknik. Selain menulis, Kat juga menjadi paralegal selama hampir 10 tahun, tujuh di antaranya bekerja di bidang keuangan kapal. Dia telah menulis untuk banyak publikasi, baik cetak maupun online. Kat memiliki gelar BA dalam bidang sastra dan filsafat Inggris, dan MA dalam penulisan kreatif dari Kingston University.

Baca artikel lainnya oleh Kat de Naoum