Pencetakan 3D vs. Pemesinan CNC:Penjelasan Perbedaan Utama

Pemesinan CNC dan pencetakan 3D adalah metode manufaktur yang sangat menonjol saat ini, tidak hanya di Xometry tetapi juga secara global. Meskipun keduanya berbeda dalam hampir semua hal, keduanya merupakan pesaing langsung dalam pembuatan komponen padat, dan salah satu perbedaan terbesarnya adalah metode yang satu bekerja dengan membuang material, sementara metode yang lain menambahkannya selapis demi selapis. Mari cari tahu lebih lanjut.

Definisi Pencetakan 3D dan Perbandingan dengan Pemesinan CNC

Juga dikenal sebagai manufaktur aditif, pencetakan 3D sebenarnya mengacu pada serangkaian proses yang cara kerjanya serupa. Sebuah model dirancang di komputer dan kemudian diiris menjadi beberapa bagian. Ketebalannya diatur sesuai dengan mesin dan pengaturan yang digunakan, dan printer akan mengambil informasi tersebut dan membangun setiap lapisan hingga seluruh bagian selesai. Begitulah caranya mengubah serangkaian langkah 2D menjadi objek 3D—dengan menempelkan setiap lapisan ke lapisan di bawahnya dan juga menyatukannya secara internal. Mesin ini biasanya dapat bekerja dengan berbagai bahan, beberapa di antaranya meliputi filamen polimer yang diekstrusi, resin peka cahaya, bubuk lelehan laser, bahan baku filamen, gelombang, dan bahan biologis.

Untuk memproduksi suku cadang dengan manufaktur aditif, Anda memerlukan lebih dari sekadar printer. Anda juga memerlukan paket CAD (desain berbantuan komputer) untuk membuat desain dan menyimpannya sebagai file STL (stereolitografi). Paket perangkat lunak pemotong kemudian akan menggunakan file STL tersebut untuk memberikan serangkaian instruksi 2D kepada printer untuk membuat komponen tersebut. Sistem pencetakan 3D pertama kali mulai memasuki pasar pada akhir tahun 1980an, meskipun tidak seefisien dan kompatibel secara luas dengan material seperti printer 3D modern. Gambar berikut adalah contoh printer 3D FDM:

Untuk mempelajari lebih lanjut, lihat panduan lengkap kami tentang Apa itu Pencetakan 3D?

Ada beberapa alasan mengapa pencetakan 3D begitu populer, dimulai dengan fakta bahwa penyiapannya relatif cepat dan tidak memerlukan banyak biaya untuk membuat bentuk yang rumit. Ini juga tidak memerlukan intervensi apa pun selama prosesnya—Anda bisa membiarkannya melakukan tugasnya sampai selesai. Selain itu, banyak printer 3D yang ramah kantor dan pemula. 

Namun, beberapa potensi kelemahannya adalah kekuatan komponen cetakan 3D dapat sangat bervariasi, terutama jika dibandingkan dengan kekuatan bahan aslinya. Misalnya, jika Anda menggunakan FFF (fabrikasi filamen menyatu) untuk mencetak bagian ABS (acrylonitrile butadiene styrene), kekuatannya mungkin hanya sekitar 10% dari kekuatan ABS padat. Namun sesuatu seperti SLS (sintering laser selektif) yang menggunakan nilon dapat menghasilkan hampir 100% kekuatan nilon padat. Selain itu, pencetakan 3D bagus untuk akurasi dimensi, namun bisa jadi rumit jika menyangkut bagian dan fitur yang sangat presisi, dan sulit digunakan pada permukaan yang halus, terutama jika menyangkut resolusi Z (ketinggian lapisan), yang dapat membuat langkah terlihat pada permukaan miring atau melengkung.

Apa Keunggulan Pencetakan 3D Dibandingkan dengan Pemesinan CNC?

Keunggulan pencetakan 3D dibandingkan permesinan CNC adalah:

1. Pencetakan 3D menghasilkan komponen berbentuk jaring dengan cepat, sedangkan pemesinan CNC memerlukan pengaturan individual dan (umumnya) pemrograman manual serta pengawasan.
2. Pencetakan 3D umumnya merupakan metode berbiaya lebih rendah dibandingkan cara lain untuk membuat bentuk jaring yang rumit. Ini memerlukan pengaturan dan intervensi operasional yang minimal. Biasanya harga komponen CNC 10x lipat dari harga komponen cetakan 3D.
3. Printer 3D yang ramah kantor dan hanya memerlukan keterampilan sederhana dalam pengaturan dan pemeliharaan kini semakin umum. Mereka juga semakin mampu memenuhi sebagian besar kebutuhan. CNC tetap merupakan proses rekayasa berat dan sangat terampil yang memerlukan keterampilan operator yang terus diperbarui.

Apa Kekurangan Pencetakan 3D Dibandingkan dengan Pemesinan CNC?

Kekurangan pencetakan 3D dibandingkan permesinan CNC adalah:

1. Berbagai proses pencetakan 3D menawarkan kekuatan yang bervariasi dibandingkan dengan sifat “asli” bahannya. Misalnya, dilaporkan serendah 10 % material UTS untuk FFF di ABS, dan sebanyak 100% untuk SLS nilon. Pemesinan CNC menghasilkan suku cadang dari bahan asli yang tidak terganggu, sehingga umumnya memiliki kekuatan yang tinggi.
2. Pencetakan 3D dapat mencapai akurasi dimensi yang baik, namun jika diperlukan presisi tinggi, hal ini dapat menjadi tantangan. Pemesinan CNC sangat presisi dan memungkinkan peningkatan akurasi dengan pemrosesan yang lebih lambat.
3. Pencetakan 3D umumnya dipengaruhi oleh mekanisme proses terkait penyelesaian permukaan. Resolusi Z khususnya menghadirkan permukaan berundak dan gangguan visual. Permukaan akhir CNC sama seperti mesin; ini bisa menjadi sangat seragam dan sangat presisi jika jalur pemotong diprogram untuk hasil akhir yang halus.

Definisi Pemesinan CNC dan Perbandingannya dengan Pencetakan 3D

Proses manufaktur yang terkomputerisasi, pemesinan CNC (kontrol numerik komputer) menggunakan perangkat lunak dan kode yang telah diprogram sebelumnya untuk mengontrol pergerakan beberapa alat pemotong dan pembentukan seperti mesin bubut, pabrik, dan penggiling serta membuat berbagai bagian permesinan CNC. Ide ini diberikan kepada James Parson, yang mencoba menemukan cara yang lebih baik untuk membuat helikopter dan bilah pesawat. Pada tahun 1958, Richard Kegg, bersama dengan para insinyur MIT, menciptakan mesin penggilingan CNC pertama. Meskipun prosesnya mungkin agak mahal dan rumit untuk disiapkan, hal ini layak dilakukan jika Anda ingin membuat komponen berkualitas tinggi dan tahan lama dengan permukaan halus. Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang pemesinan CNC dengan membaca artikel khusus kami. Berikut tampilan mesin CNC:

Pencetakan 3D menawarkan keuntungan dalam hal biaya dan waktu untuk membuat komponen. Sebaliknya, permesinan CNC dapat menghasilkan korelasi yang erat dengan karakteristik produksi massal ketika presisi komponen merupakan faktor penting.

Pencetakan 3D vs. Pemesinan CNC:Perbandingan Biaya Timbal

Pemesinan CNC akan menanggung semua biaya pemrograman dan pengaturan serta biayanya akan lebih mahal jika dibandingkan dengan pencetakan 3D – seringkali lima hingga sepuluh kali lipat harganya. Namun, setiap kali serangkaian prototipe dengan sedikit penyesuaian diperlukan, suku cadang potongan CNC yang dimodifikasi akan memiliki biaya penyiapan yang jauh lebih rendah, sedangkan suku cadang cetakan 3D kedua akan dikenakan biaya yang sama dengan suku cadang pertama.

Pencetakan 3D vs. Pemesinan CNC:Perbandingan Kecepatan

Persiapan pencetakan komponen 3D memerlukan sedikit waktu untuk menyiapkannya sebelum pencetakan dapat dimulai. Meskipun pencetakannya lambat dalam beberapa hal, sebagian besar pencetakan kemungkinan akan selesai dalam beberapa jam dan siap digunakan. Sebaliknya, pemesinan CNC memerlukan persiapan pemrograman yang terampil untuk pemilihan pemotong dan jalur pemotong. Seringkali diperlukan jig khusus atau yang dimodifikasi untuk mempertahankan komponen selama pemrosesan (termasuk kemungkinan reposisi komponen). Hal ini dapat memakan banyak waktu sebelum pemotongan pertama. Namun, pemotongan umumnya cepat, dan komponen yang rumit biasanya dapat diselesaikan dalam waktu satu jam atau kurang dari pengerjaan sebenarnya. Total waktu untuk persiapan dan pemesinan bisa mencapai satu hari atau lebih, bergantung pada kerumitannya.

Pencetakan 3D vs. Pemesinan CNC:Perbandingan Volume

Ketika upaya pengaturan ekstensif dapat dibagi ke beberapa bagian, pemesinan CNC dapat menghasilkan komponen yang lebih hemat biaya dibandingkan dengan pencetakan 3D. Pencetakan 3D memiliki keunggulan volume yang lebih sedikit, karena setiap komponen memerlukan bahan dan biaya mesin yang sama, berapa pun volumenya.

Pencetakan 3D vs. Pemesinan CNC:Perbandingan Material

Dalam pemilihan material (dan keberhasilan penyampaian properti material), CNC menawarkan opsi yang lebih baik. Pada dasarnya pilihan material terbuka untuk semua material teknik, hingga dan termasuk pemesinan CNC erosi percikan pada baja perkakas yang telah diperkeras sebelumnya. Suku cadang mesin CNC menghasilkan sifat asli bahan billet, yang sebagian besar tidak terganggu oleh karakteristik pemrosesan.

Komponen cetakan 3D dibatasi hanya pada komponen yang didukung oleh proses tertentu. Metode konstruksi teknologi cetak 3D tertentu memberlakukan pembatasan ketat pada pengiriman properti. Hasil cetakan sering kali dilemahkan oleh “butiran” anisotropik dalam metode konstruksi, porositas, ikatan lapisan yang buruk, dan penggantian bahan yang dapat dicetak namun bukan bahan rekayasa.

Pertanyaan Umum Tentang Pencetakan 3D dan Pemesinan CNC

Apa Alternatif Bersama untuk Pencetakan 3D dan Pemesinan CNC?

Ya, tentu saja. Alternatif yang berpotensi cocok dengan kedua hal ini adalah cetakan injeksi, yang merupakan proses operasi tunggal yang dapat menghasilkan komponen yang identik dengan file 3D-nya. Namun membuat cetakan untuk ini bisa jadi agak mahal dan memakan waktu, jadi ini hanya layak dilakukan jika Anda membuat banyak komponen. Jadi pada akhirnya, terutama jika dibandingkan dengan pekerjaan pencetakan 3D sehari-hari, pencetakan injeksi tidaklah begitu praktis.

Apa Persamaan Antara Pencetakan 3D dan Pemesinan CNC?

Pencetakan 3D dan permesinan CNC serupa karena kedua proses tersebut dapat menghasilkan produk yang fungsional. Namun dalam hal proses, pencetakan 3D dan pemesinan CNC tidak memiliki kesamaan.

Apa Perbandingan Lain untuk Pencetakan 3D Selain Pemesinan CNC?

Beberapa jenis pencetakan 3D menggunakan laser, seperti SLS (sintering laser selektif), DMLS (sintering laser logam langsung), dan SLM (peleburan laser selektif), dan, seperti pemotongan laser, ini juga digunakan di banyak industri dan dapat digunakan dengan banyak logam berbeda. Namun pemotongan laser menggunakan laser yang sama untuk mengukir atau memotong material dari benda kerja, bukan membangunnya. Anda dapat membaca lebih lanjut di artikel kami tentang Pencetakan 3D vs. Pemotongan Laser.

Apa Perbandingan Lain untuk Pemesinan CNC Selain Pencetakan 3D?

Mirip dengan permesinan CNC, die casting adalah cara hebat lainnya untuk membuat komponen logam yang rumit. Namun die casting sebenarnya tidak murah, terutama jika menyangkut biaya perkakas. Namun, jika Anda tertarik dengan proses produksi dalam jumlah besar, biayanya akan lebih murah, sehingga menjadikannya pilihan yang lebih sebanding.

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