COVID-19 Telah Mendorong Pencetakan 3-D Menjadi Sorotan
Pada hari-hari awal respons terhadap pandemi COVID-19, pencetakan 3-D adalah pemain bintang, meraih berita utama kiri dan kanan. Tampaknya semua orang sedang mencetak sesuatu untuk rumah sakit setempat.
Beberapa bulan kemudian, jumlah cerita yang menggembar-gemborkan cara pencetakan 3-D dapat digunakan untuk mencetak alat pelindung diri (APD) dan suku cadang untuk ventilator telah berkurang. Namun peran teknologi dalam memerangi virus terus berkembang.
Ketika COVID-19 melanda, AS, bersama dengan seluruh dunia, terjebak. Saat permintaan APD melonjak, persediaan pelindung wajah, ventilator, dan masker menjadi habis.
Menghadapi situasi yang mengerikan ini, individu dan perusahaan memeras otak bagaimana mereka dapat mengatasi situasi tersebut. Bagi mereka yang dilengkapi dengan printer 3-D, keputusannya sederhana:gunakan mereka untuk membuat suku cadang.
Dalam beberapa hari, penghobi, bengkel kerja, produsen kontrak, dan perusahaan sama-sama menggunakan peralatan manufaktur aditif mereka untuk bekerja mencetak APD. Banyak sekali file CAD yang diambil di seluruh dunia dengan kecepatan cahaya, mulai dari pembagi ventilator hingga konsep masker pengganti hingga pelindung wajah. Desainnya sering dioptimalkan untuk proses pencetakan, yang mengurangi waktu dan tenaga sebelum dan sesudah proses.
Desain menjadi produk nyata hampir seketika melalui pencetakan 3-D. Teknik ini merupakan anak poster dari transisi Industri 4.0, karena mesin memerlukan sedikit atau tanpa waktu penyiapan. Cukup muat mesin dengan bahan yang tepat, unggah file CAD atau irisan yang dirancang dengan baik, masukkan parameter, tekan cetak, dan Anda mendapatkan suku cadang dalam hitungan menit hingga jam.
Namun, ada beberapa kekurangan yang terkait dengan bersandar pada pencetakan 3-D untuk mengurangi kekurangan APD. Banyak rumah sakit harus membuang bagian cetakan yang disumbangkan karena tidak memenuhi spesifikasi yang diperlukan. Beberapa proses pencetakan 3-D, misalnya, tidak mampu mencetak bagian kedap udara, membuat bagian topeng tertentu tidak dapat digunakan.
Sebagai tanggapan, Institut Nasional untuk Inovasi Manufaktur Aditif, Institut Kesehatan Nasional, Administrasi Makanan dan Obat-obatan dan Departemen Urusan Veteran mengadakan kolaborasi untuk memeriksa dan menyetujui desain yang layak dengan cepat. Upaya tersebut membantu menstandardisasi upaya pencetakan. Namun demikian, banyak pembuat kemungkinan tetap tidak mengetahui clearinghouse untuk desain ini.
Kelemahan lain dari respons pencetakan 3-D langsung terhadap COVID-19 adalah fokus pada komponen daripada perakitan seluruh produk. Misalnya, desain ikat kepala yang dicetak untuk pelindung wajah telah disetujui, tetapi komponen pelengkap seperti pelindung wajah transparan dan karet gelang diperoleh melalui saluran tradisional. Sementara pencetakan bahan tersebut dimungkinkan dengan printer 3-D, mereka biasanya mahal, dan hanya mudah diproses oleh mesin industri tertentu. Ini membuat produksi skala besar barang-barang itu tidak bisa dijalankan. Pada waktunya, bahkan aplikasi terbatas ini akhirnya dihentikan, karena tersedia solusi yang lebih hemat biaya.
Jadi, apakah dampak pencetakan 3-D pada respons COVID-19 sangat cepat? Hampir tidak. Bahkan, ia telah bertransisi menjadi input di belakang layar ke teknologi produksi yang lebih hemat biaya.
Seperti yang disoroti oleh respons APD, printer 3-D pandai mengulangi konsep desain dengan cepat dan mendapatkan produk fungsional yang nyata. Kecepatan awal dan biaya startup yang rendah membuat pencetakan 3-D bagus untuk pembuatan prototipe fungsional. Namun, setelah desain terkunci, teknologi lain biasanya menjadi pilihan yang lebih baik. Sementara biaya unit cetak 3-D pertama lebih rendah daripada alat cetak injeksi, setelah alat itu dibuat, waktu dan biaya variabel per unit mandiri sangat rendah, memungkinkannya menyalip printer 3-D jika tinggi kuantitas diperlukan. Pada akhirnya, dampak pencetakan 3-D dalam memerangi COVID-19 adalah mendukung proses lama.
Salah satu cara teknologi melakukannya adalah melalui perkakas, pembuatan instrumen khusus untuk membantu proses manufaktur. Aplikasi perkakas sangat bervariasi, mulai dari menahan benda kerja di tempatnya hingga memastikan penempatan fitur estetika yang tepat. Umumnya, alat dapat diproduksi menggunakan printer desktop ekstrusi material yang ramah konsumen. Meskipun ada berbagai aplikasi perkakas cetak, salah satu aplikasi paling berguna dalam respons COVID-19 adalah pembuatan sisipan cetak 3-D untuk perkakas cetakan injeksi. Terutama, ini dilakukan dalam konteks komersial dengan printer 3-D fusion bed bubuk. Sistem tersebut mampu mencetak sisipan logam yang sangat kompleks yang dapat digunakan dalam cetakan injeksi. Mereka dirancang dengan saluran pendingin konformal bawaan, yang memungkinkan aliran cairan pendingin — umumnya air — untuk mendinginkan logam panas yang secara aktif mengompresi bagian yang dicetak. Secara historis, ini telah dibor dalam garis lurus. Tetapi dengan alat cetak, saluran dapat berputar dan berputar dengan cara yang tidak dapat dilakukan saluran tradisional. Hasilnya, cetakan injeksi yang menggunakan sisipan ini mendingin lebih cepat, mencapai waktu siklus yang lebih cepat dan produksi suku cadang yang lebih tinggi.
COVID-19 mengalihkan sorotan pada pencetakan 3-D. Mampu dengan cepat mengulangi desain baru dan suku cadang manufaktur untuk mengatasi kekurangan APD, teknik ini terbukti menjadi bagian yang berharga dan sangat fleksibel dari upaya respons dini. Karena desain yang disukai disetujui dan dikunci, pencetakan 3-D semakin dialihkan untuk mendukung proses manufaktur yang lebih tradisional dengan perkakas cetak. Baik dulu maupun sekarang, telah memainkan peran penting dalam pembuatan APD dan respons COVID-19.
Cullen Hilkene adalah pendiri dan CEO 3 Rajin.
