Toyota Industries Memimpin Inovasi Pencetakan 3D:Dari Pembuatan Prototipe hingga Produksi Massal
Di Pusat Administrasi Penelitian dan Pengembangan Toyota Industries Corp. di Jepang, para insinyur dengan sengaja memilih metode manufaktur yang paling cocok untuk setiap aplikasi, dibandingkan mengadopsi mesin baru hanya karena mesin tersebut ada. Praktik ini mencerminkan budaya persaingan internal yang sehat di perusahaan dan keyakinan bahwa staf garis depan harus memilih peralatan yang mereka gunakan.
Toyota Industries awalnya merupakan produsen alat tenun, namun kini menangani beragam proyek penelitian dan pengembangan serta memproduksi komponen penting seperti kompresor, mesin, konverter DC‑DC, baterai terpasang, dan inverter pengisi daya untuk lini otomotifnya.
Kami berbicara dengan Manajer Grup Hiroyuki Oiwa, yang memimpin strategi manufaktur aditif (AM) sejak tahun 2019, tentang bagaimana perusahaan mengembangkan pendekatan pencetakan 3D-nya.
Oiwa menjelaskan bahwa Grup Toyota bukanlah entitas monolitik; setiap anak perusahaan beroperasi secara independen dan, ketika komponen yang tumpang tindih diperlukan, persaingan internal menentukan desain akhir yang diadopsi untuk kendaraan Toyota.
Di bidang otomotif, Toyota Industries memproduksi mesin, kompresor untuk AC, konverter DC‑DC, baterai onboard, dan inverter pengisi daya yang mengubah tegangan kendaraan menjadi 100V, sehingga memungkinkan stopkontak rumah tangga untuk penggunaan seluler. Perusahaan juga memasok kendaraan industri seperti forklift dan mesin tekstil.
Produk yang ditangani oleh Toyota Industries di bidang otomotif (Foto milik Toyota Industries Corp.)
Produk yang ditangani oleh Toyota Industries di sektor mesin industri (Foto milik Toyota Industries Corp.)
Ketika Oiwa bergabung dengan Pusat Administrasi Penelitian dan Pengembangan pada tahun 2019, satu-satunya teknologi pencetakan 3D yang digunakan adalah printer inkjet untuk prototipe berwarna berskala besar. Meskipun kualitas keluarannya tinggi, inkjet tidak cocok untuk komponen penggunaan akhir, sehingga mendorong peralihan ke solusi AM yang lebih serbaguna.
Oiwa dan pimpinan manufaktur mensurvei kepala departemen yang secara independen menggunakan printer pemodelan deposisi leburan (FDM), membentuk “Grup Penghubung Printer 3D” untuk mengoordinasikan penerapan di seluruh perusahaan di luar pembuatan prototipe.
Penelitian global terhadap printer 3D produksi massal mengidentifikasi stereolitografi (SLA) dan sintering laser selektif (SLS) sebagai teknologi yang paling menjanjikan.
Toyota membeli Formlabs Form3 dan printer SLA kedua, sehingga tim dapat menguji keduanya dan memilih yang paling sesuai.
Departemen yang berbeda memilih printer dan bahan untuk pekerjaan tertentu, berbagi pembelajaran. Preferensi kolektif ditetapkan pada Formulir3.
Oiwa mengaitkan pilihan ini dengan keserbagunaan material:meskipun resin industri printer lainnya dihentikan produksinya segera setelah diluncurkan, Form3 mendukung beragam resin, sehingga memenuhi beragam kebutuhan aplikasi.
Ketika Form4, printer SLA generasi berikutnya dengan kecepatan tertinggi, memasuki pasar, Toyota mengadopsinya melalui kemitraan dengan Harada Vehicle Design, untuk menjawab permintaan garis depan.
Filosofi yang sama memandu penerapan printer Fuse Series SLS. Meskipun awalnya ragu-ragu karena masalah residu bubuk dan penyelesaian permukaan, Oiwa terbujuk setelah presentasi oleh Shinya Takei dari Owl Craft, yang mendemonstrasikan komponen penggunaan akhir yang sukses dan solusi pasca-pemrosesan otomatis Fuse Blast.
Setelah Seri Fuse memasuki produksi, permintaan berlipat ganda di seluruh departemen, termasuk tim lingkungan hidup, PR, dan desain.
Kasus yang disorot adalah komponen evaluasi motor dengan geometri lilitan kumparan yang rumit. SLA dapat membuat bentuk tersebut, namun SLS memberikan kekuatan mekanis yang diperlukan dan menghilangkan struktur pendukung, sehingga memungkinkan presisi yang lebih tinggi.
Tidak adanya materi pendukung dan detail halus yang dapat dicapai dengan SLS menghasilkan pesanan berulang dan pujian yang tinggi dari pengguna.
Untuk merayakan ulang tahun Toyota yang keseratus, perlengkapan lampu ringan dan tahan panas yang terinspirasi oleh alat tenun otomatis dicetak untuk lobi kantor pusat baru menggunakan bubuk nilon PA12.
Presisi dan detail yang dihasilkan oleh Seri Fuse, dikombinasikan dengan popularitas PA12, juga menghasilkan set tuas forklift generasi pertama yang mengesankan para insinyur dengan kehalusannya.
Campuran permintaan saat ini:sekitar 30% jig dan 60% prototipe, yang 40% di antaranya melayani evaluasi fungsional dan 20% uji kesesuaian dan bentuk.
Ambisi utama Oiwa adalah meningkatkan produksi aditif ke volume produksi massal.
Ruang pencetakan 3D dilengkapi dengan langit-langit tinggi, pemurni udara, dan peralatan khusus penghilang bubuk, seperti Fuse Sift, untuk memastikan alur kerja yang aman dan efisien.
Rencana jangka menengah mencakup pembelian mesin fusi bubuk format besar seperti Jet Fusion, namun strateginya adalah menguasai unit Seri Fuse yang lebih kecil terlebih dahulu sebelum melakukan penskalaan.
Meskipun AM telah mengalami kemajuan pesat, Oiwa mengakui bahwa produksi massal masih menjadi tantangan terakhir sebelum diadopsi secara luas di lokasi manufaktur Jepang. Meskipun demikian, dia berkomitmen terhadap kemajuan tahunan.
Oiwa juga menjabat sebagai instruktur untuk tim AM Jepang di Kompetisi WorldSkills 2026 di Shanghai, yang menegaskan kepemimpinannya di bidang tersebut.
Budaya persaingan internal Toyota dan prinsip memberikan otonomi kepada staf garis depan untuk memilih peralatan telah mempercepat peluncuran AM perusahaan, yang dicontohkan dengan keberhasilan penerapan printer Formlabs di Pusat Administrasi Penelitian dan Pengembangan.
Jelajahi printer 3D Formlabs untuk mempelajari lebih lanjut, atau hubungi bagian penjualan.
