Prototipe Cepat Merevolusi Pengecoran Investasi untuk Industri Penerbangan, Otomotif, dan Pertahanan
Di industri manufaktur, terutama di sektor strategi seperti penerbangan, aerospace, pertahanan, dan otomotif, komponen inti umumnya merupakan bagian logam. Sebagian besar bagian logam ini memiliki bentuk asimetrik, permukaan lengkungan tidak teratur, atau struktur kompleks dan halus.
Produksi bagian-bagian ini sering menggunakan metode pemecahan atau pengecoran investasi. Pengecoran investasi memerlukan cetakan master atau cetakan transisi untuk mereplikasi bagian logam. Desain dan pembuatan cetakan telah menjadi hambatan yang membatasi produksi cetakan logam.
Teknologi prototipe cepat dapat dengan cepat menyediakan pola lilin yang diperlukan untuk pengecoran investasi. Ini mengatasi masalah dalam proses pengecoran tradisional, termasuk siklus persiapan pola lilin yang lama, biaya produksi tinggi, dan kesulitan dalam menghasilkan struktur kompleks seperti permukaan lengkungan. Hasilnya, efisiensi produksi dan fleksibilitas manufaktur meningkat secara signifikan.
Proses Produksi Teknologi Prototipe Cepat
- Teknologi manufaktur prototipe cepat disingkat RPM, yang mencakup metode cetakan seperti SLS, SLA, dan SLM. Ini mengintegrasikan pencapaian ilmu pengetahuan dan teknologi modern seperti teknologi CAD, teknologi kontrol numerik, teknologi laser, dan teknologi bahan.
- Berbeda dengan metode manufaktur tradisional, proses prototipe cepat dimulai dengan pembuatan model solid atau permukaan 3D CAD produk, mengonversi model solid ke format STL standar berkas RP, dan memperbaiki kesalahan dalam konversi berkas.
- Selanjutnya, data setiap lapisan ditransmisikan ke mesin prototipe cepat. Dengan manufaktur aditif dan menggunakan laser sebagai sumber panas, setiap lapisan disinter atau dilemahkan secara berturut-turut dan terhubung pada saat yang sama hingga seluruh bagian selesai.
- Bahan yang digunakan dalam metode cetakan SLS adalah berbagai bubuk yang dapat disinter, seperti lilin parafin, plastik, bubuk logam titik leleh rendah, atau campurannya. Memilih bahan yang sesuai sesuai dengan kebutuhan proses, sehingga dapat merealisasikan produksi cepat model fisik produk.
Proses Gabungan Prototipe Cepat dan Pengecoran Investasi
Pengecoran investasi adalah metode cetakan paling akurat di antara semua proses pengecoran, dengan repeatabilitas yang baik dan persyaratan yang lebih sedikit untuk pemrosesan lanjutan cetakan. Pengecoran investasi memerlukan desain dan pembuatan pola lilin atau cetakan habis pakai lainnya.
Bergantung pada kompleksitas dan dimensi cetakan, siklus produksi biasanya memakan waktu beberapa minggu hingga beberapa bulan. Setelah mendapatkan cetakan, masih membutuhkan waktu satu minggu lagi untuk menghasilkan cetakan. Sebagian besar waktu digunakan untuk membangun pola lilin dan cangkang cetakan, yang mengakibatkan biaya cetakan yang mahal dan waktu yang lama, terutama untuk produksi volume rendah.
Teknologi RPM dapat langsung membentuk pola lilin untuk pengecoran investasi tanpa perlu membuat cetakan. Pola lilin yang dibuat dengan prototipe cepat laser (SLS) terbuat dari bubuk lilin parafin.
Proses teknologinya adalah dengan menyebarkan lapisan bubuk pada meja kerja, dan secara selektif mensinternya dengan sinar laser di bawah kontrol komputer (bagian kosong komponen tidak disinter, tetap dalam bentuk bubuk), dan bagian yang disinter akan menyeger bersama untuk membentuk bagian padat komponen.
Setelah satu lapisan selesai, lanjutkan ke lapisan berikutnya, dan lapisan baru secara kuat disinter bersama dengan lapisan sebelumnya. Setelah semua proses sintering selesai, buang bubuk berlebih untuk mendapatkan pola lilin yang telah disinter.
Teknologi RPM dikenal dengan berbagai macam bahan. Bubuk parafin dapat digunakan untuk membuat pola lilin pengecoran investasi, bubuk keramik dapat digunakan untuk membangun cangkang keramik, dan bubuk logam dapat digunakan untuk membentuk cetakan logam untuk menekan pola lilin.
Aplikasi teknologi prototipe cepat dalam pengecoran investasi dapat dibagi menjadi tiga situasi:
- Membentuk pola lilin atau pola foam hilang, yaitu prototipe untuk pengecoran investasi, digunakan untuk produksi kecil, pengembangan produk, atau percobaan produksi cetakan kompleks.
- Pembentukan cangkang langsung untuk produksi kecil.
- Prototipe cepat cetakan master yang digunakan untuk membentuk pola lilin, yang digunakan untuk produksi massal.
- Metode-metode ini mengatasi masalah hambatan pembuatan pola lilin dalam proses tradisional.
Kesimpulan
Penggunaan teknologi prototipe cepat untuk membangun pola lilin untuk pengecoran investasi dapat menghindari pembatasan pada bentuk cetakan dan proses pengembangan karena pembuatan cetakan logam master, yang dapat sangat mempersingkat siklus pengembangan, pada saat yang sama biaya cetakan yang terhemat dapat digunakan untuk pengembangan dan produksi cetakan canggih presisi tinggi yang lebih kompleks.
Prototipe cepat dan pengecoran investasi saling melengkapi. Tanpa prototipe cepat, produksi cetakan master akan menjadi hambatan pengecoran investasi. Dan jika tidak ada pengecoran investasi, aplikasi prototipe cepat juga akan memiliki keterbatasan yang besar.
