5 Cara Utama Manufaktur Aditif Merevolusi Penerbangan & Pertahanan

Manufaktur aditif dapat digunakan dalam banyak industri dan aplikasi, mulai dari pembuatan prototipe skala kecil hingga produksi mesin roket yang dirangkas. Jika Anda masih ragu untuk menggabungkan teknologi manufaktur aditif ke dalam operasi manufaktur Anda, pertimbangkan manfaatnya dan aplikasi pionir di industri penerbangan dan pertahanan.

Tautan Cepat:

• Apa Itu Manufaktur Aditif?
• Manfaat Manufaktur Aditif
• Penggunaan Penerbangan untuk Manufaktur Aditif
• Penggunaan Militer dan Pertahanan untuk 3D Printing
• Tertarik untuk Mempelajari Lebih Lanjut tentang Manfaat Manufaktur Aditif?

Apa Itu Manufaktur Aditif?

Manufaktur aditif, juga dikenal sebagai 3D printing, adalah proses menciptakan objek tiga dimensi dari model 3D atau CAD digital. Seperti yang diimplykan oleh namanya, manufaktur aditif bekerja dengan menambahkan materi lapis demi lapis untuk membangun objek. Bahan-bahan ini dapat mencakup bubuk logam, plastik, atau keramik. Manufaktur aditif dapat melengkapi, dan dalam beberapa kasus, sepenuhnya menggantikan metode tradisional untuk menciptakan objek seperti machining, cutting, turning, shaping, milling, dan proses manufaktur "subtraktif" lainnya.

Selama proses manufaktur aditif, sebuah objek dirancang menggunakan perangkat lunak CAD (Computer-Aided Design) atau dengan mengambil scan dari objek yang akan dicetak. Perangkat lunak dapat menerjemahkan scan menjadi kerangka yang tepat untuk mesin pencetakan 3D diikuti lapis demi lapis.

Manfaat Manufaktur Aditif

Ada banyak keuntungan yang inherent dalam pemanfaatan manufaktur aditif, termasuk:

Biaya Pengembangan yang Diturunkan

Teknologi manufaktur canggih memiliki stereotipe yang agak mahal, karena biaya awalnya; namun, biaya pengembangan jangka panjang yang diturunkan menghasilkan manfaat hemat uang. Salah satu manfaat utama dari 3D printing adalah biaya tenaga kerja yang diturunkan. Selain pemrosesan akhir, sebagian besar printer mandiri dan hampir tidak memerlukan bantuan dari operator. Oleh karena itu, biaya tenaga kerja yang terkait dengan proses manufaktur aditif pada dasarnya tidak ada dibandingkan dengan proses manufaktur tradisional yang dapat memerlukan operator yang sangat terampil.

Selain itu, manufaktur aditif pada volume rendah bersaing dalam biaya dibandingkan manufaktur tradisional. Biasanya jauh lebih murah untuk mencetak prototipe 3D daripada memproduksinya menggunakan metode manufaktur lain, seperti injection molding (pikirkan die leadtime dan biaya), milling, dan machining.

Buangan Produk yang Diturunkan

Dengan merancang draft di dalam program komputer dan kemudian mengirimkannya untuk dicetak, waktu untuk menciptakan dan memproduksi desain baru secara drastis ditingkatkan dengan kurang buangan; proses digital-ke-digital ini menghilangkan langkah perantara tambahan dari prototipe tradisional yang dapat menghasilkan buangan materi. Bergantung pada bahan yang digunakan, pengurangan ini juga dapat menghasilkan pengurangan biaya yang signifikan misalnya jika bahan yang diperlukan adalah titanium.

Selain itu, 3D printing telah mempercepat waktu putaran—dengan kemampuan untuk menciptakan iterasi cepat, 3D printing mengidentifikasi masalah rekayasa dan desain yang mungkin membutuhkan minggu, jika tidak bulan, untuk ditemukan dalam manufaktur tradisional. Karena manufaktur aditif memungkinkan penciptaan desain kompleks yang biasanya terlalu sulit atau terlalu mahal untuk diproduksi, pengembangan proses dapat dilakukan lebih cepat daripada proses manufaktur tradisional. Ini berarti lebih banyak waktu dan uang dapat digunakan dengan cara lain. Secara keseluruhan, manufaktur aditif menawarkan proses desain yang lebih efektif dan efisien dengan kurang buangan dan pengeluaran yang diturunkan.

Prototipasi yang Benar-benar Canggih

Dengan manufaktur aditif, Anda dapat merancang dan memproduksi prototipe di printer 3D dalam jam—bukan minggu! Alih-alih merancang untuk manufaktur, Anda sekarang dapat memproduksi untuk utilitas dan penggunaan. Selain itu, bagian dapat diproduksi untuk memenuhi spesifikasi pelanggan yang kompleks secara khusus; ini adalah game-changer untuk prototipasi.

Manufaktur aditif berarti Anda sekarang dapat dengan cepat memproduksi mock-up dari produk baru dan memproduksi bagian untuk memenuhi segmen pasar tertentu, yang dapat mengarah pada produksi produk dengan margin keuntungan tinggi. Proses manufaktur keseluruhan menjadi lebih disederhanakan dengan penggabungan manufaktur aditif dari awal hingga akhir.

Penggunaan Penerbangan untuk Manufaktur Aditif

Dengan mempertimbangkan manfaat manufaktur aditif, masuk akal bahwa teknologi tersebut akan diterapkan untuk penggunaan di industri penerbangan. Tren-trennya antara lain:

Membangun Badan Roket

Relativity Space adalah perusahaan manufaktur penerbangan Amerika berkantor pusat di Los Angeles, California yang fokus pada pengembangan teknologi manufaktur, kendaraan peluncur, dan mesin roket untuk layanan peluncuran orbit komersial. Fasilitas manufaktur Stargate mereka mencetak mesin 3D logam terbesar di dunia dan menggunakan deposition energi terarah dan paduan paten untuk membuat badan roket mereka.

3D printing memungkinkan mereka dengan cepat merancang komponen terintegrasi yang mengurangi jumlah bagian sebesar 100 kali dibandingkan kendaraan peluncur tradisional. Ini juga menghemat berat dan meningkatkan keandalan, keduanya sangat penting untuk ekonomi peluncuran ke luar angkasa.

Membangun Mesin Roket

Rocket Lab adalah produsen penerbangan publik Amerika dan penyedia layanan peluncuran satelit kecil. Mesin roket Rutherford mereka pertama kali diuji pada akhir tahun 2016, dan sejak itu, lebih dari 200 model yang mengubah permainan ini telah diproduksi.

Kamboi pembakaran mesin ini, injektor, pompa, dan katup propelan utama semuanya dicetak 3D menggunakan electron-beam melting. Mesin yang dihasilkan sederhana, andal, dan ringan—hanya 35 kg atau 77 lb—membuatnya ideal untuk peluncuran berbiaya rendah ke luar angkasa. Dan di luar atmosfer Bumi, thruster Curie dan HyperCurie baru mereka dibangun menggunakan prinsip yang sama.

Meningkatkan Seragam Astronaut

Manufaktur aditif tidak hanya digunakan untuk roket fisik; teknologi ini juga dapat dimanfaatkan untuk memproduksi seragam astronaut yang canggih dan dirangkas. Ketika SpaceX mengirim manusia ke luar angkasa, seragam kru mereka sebagian dibuat dengan manufaktur aditif.

Meskipun korporasi telah menjaga rincian banyak teknologi dasar tetap pribadi, seorang portavoce menyatakan bahwa "helm diproduksi secara kustom menggunakan teknologi pencetakan 3D dan mencakup katup terintegrasi, mekanisme untuk penarikan dan kunci visir, dan mikrofon di dalam struktur helm."

Penggunaan Militer dan Pertahanan untuk 3D Printing

Kemajuan sedang dilakukan di industri pertahanan dengan manufaktur aditif, juga, termasuk:

Proyek Jointless Hull

Pada bulan April, Angkatan Darat AS menandatangani kontrak untuk proyek "Jointless Hull Project" mereka, yang memiliki tujuan ambisius untuk mengembangkan printer logam 3D yang begitu besar sehingga dapat membuat eksterior truk militer dalam satu potongan raksasa. Misi adalah mengembangkan alat skala besar yang mampu menghasilkan badan kendara pertempuran tunggal tanpa persisikan dengan ukuran netto mendekati 30' x 20' x 12'.

Misi Pembersihan Ranau

​​Korps Marinir AS berhasil memanfaatkan manufaktur aditif untuk membantu misi pembersihan ranau mereka dengan mencetak 3D headcap untuk mesin roket yang digunakan untuk mendetonasi M58 Mine Clearing Line Charge (MICLIC).

MICLIC adalah line charge meledak yang dilemparkan roket yang membersihkan jalur melalui lapangan ranau dan halangan lainnya di medan perang. Pemanfaatan manufaktur aditif untuk memproduksi headcap memungkinkan Marinir untuk mengatasi kekurangan yang mahal dan memakan waktu dari teknik manufaktur tradisional, dan memberikan metode yang lebih efisien untuk memproduksi bagian. Headcap dicetak 3D dalam stainless steel sebelum diuji di Yuma Proving Ground di Arizona. Selama acara uji, headcap 3D-printed dipasang pada mesin roket yang digunakan untuk dengan sukses mendetonasi line charge pembersih ranau.

Tertarik untuk Mempelajari Lebih Lanjut tentang Manfaat Manufaktur Aditif?

Manufaktur aditif adalah game-changer untuk produsen dari semua ukuran. Ini dapat memungkinkan mereka untuk menciptakan produk lebih cepat dan lebih murah—dan dengan buangan produksi yang lebih sedikit dan presisi yang lebih baik. Ketika Anda melihat gambaran besar, AM juga mengubah kehidupan orang Amerika sehari-hari, dari kemajuan medis hingga transportasi dan jalan raya yang lebih aman.

Mulai kembangkan bisnis Anda hari ini dengan manufaktur aditif—dan jika Anda tidak tahu di mana memulai, hubungi para ahli kami hari ini! CMTC di sini untuk membantu memandu produsen kecil hingga menengah menuju solusi yang dapat mempengaruhi bisnis mereka untuk pertumbuhan yang berkelanjutan dan berdampak.