Apakah Ekstrusi Logam 3D adalah Masa Depan Manufaktur Aditif?
Pembuatan ekstrusi logam aditif 3D mulai menegakkan dirinya di pasar. Dengan titik harga yang lebih menarik daripada teknologi 3D lainnya, ia memiliki potensi untuk mengganggu hal-hal. Kami memprofil beberapa pemain besar di ruang ini—dan klaim keunggulan mereka.
Dengan semua berita tentang pencetakan logam 3D akhir-akhir ini, kemungkinan besar Anda setidaknya tertarik jika tidak secara aktif menyelidiki opsi yang tersedia. Produsen menggunakan teknologi seperti sintrasi laser logam langsung dan penglelehkan sinar elektron untuk mencetak segalanya mulai dari nozel bahan bakar mesin jet hingga prosesa medis, jadi mengapa bengkel Anda tidak ingin memanfaatkan teknologi untuk prototipe, perkakas, dan bagian produksi volume rendah?
Untuk satu hal, printer yang digunakan untuk memproduksi bagian ini, dan ribuan komponen logam serupa dapat mahal. Anda dapat memperkirakan $500.000 ke atas untuk mesin ranjang bubuk berbasis laser, ditambah perangkat lunak, pelatihan, dan peralatan pendukung untuk mendukungnya. Bubuk logam yang diperlukan untuk benar-benar membangun sesuatu seringkali milik pribadi, begitupun dengan laser yang digunakan untuk menyinternya menjadi produk yang berguna.
Anak Baru di Blok Ekstrusi Logam 3D
Jangan putus asa. Ras baru printer logam 3D telah memasuki pasar akhir-akhir ini. Mesin ini jauh lebih murah, relatif mudah digunakan dan menghasilkan bagian logam padat penuh yang cocok untuk aplikasi akhir. Beberapa teknologi berbeda ada dengan sekitar selusin pabrik peralatan yang menawarkan alternatif unik mereka sendiri terhadap sistem ranjang bubuk tradisional. Berikut adalah beberapa contoh.
Apakah manufaktur aditif 3D layak despite ketenaranya? Baca “The Case for 3D Printing in Manufacturing” untuk mengetahui lebih banyak.
Profil Ekstrusi Logam 3D: Markforged, Desktop Metal, Digital Metal
Printer Metal X Markforged menggunakan teknologi manufaktur aditif difusi atom miliknya, atau “ADAM,” untuk mencetak bagian dari stainless steel 17-4 PH atau 303 dengan aluminium, Inconel, titanium dan lainnya yang direncanakan.
Teknologi ini bekerja dengan mengeluarkan tabung silinder bubuk logam yang sebelumnya dicampur dengan pengikat plastik melalui nozel untuk membuat lapisan bagian tebal 50 μm (0,002 in). Setelah selesai, bagian “hijau” dikirim melalui stasiun pencucian untuk menghapus beberapa bahan pengikat lalu diletakkan dalam tungku yang membakar pengikat yang tersisa dan menyatukan partikel logam bersama. Dengan harga sekitar $100.000 untuk sistem lengkap, biaya produksi dilaporkan hingga 10 kali lebih rendah dari teknologi logam aditif alternatif dan hingga 100 kali lebih rendah dari pemesinan.
Profil Ekstrusi Logam 3D: Desktop Metal, Digital Metal
Desktop Metal menawarkan dua printer logam 3D, Studio System dan Production System. Studio System adalah printer “ramah kantor” yang menggunakan proses ekstrusi tidak berbeda dari yang digunakan oleh Markforged. Proses bound metal deposition yang dipatenkan mencetak bubuk 17-4 PH, 316L, Inconel dan lainnya yang mirip dengan yang digunakan dalam injeksi logam yang berdekade namun dibatasi dalam campuran polimer. Ketebalan lapisan 50 μm (0,002 in) dan kecepatan pembangunan 16 cm³/jam (1 in³/jam) mungkin. Di sini lagi, bagian dicuci di stasiun deblinding sebelum disintrasi dalam tungku pada suhu hingga 1400 derajat C (atau 2552 F). Desktop Metal juga mengklaim 10 kali lebih murah dari printer logam 3D berbasis laser.
Dengan kecepatan pembangunan hingga 8200 cm³/jam (500 in³/jam), Production System Desktop Metal dikatakan 100 kali lebih cepat dari printer logam berbasis laser dan jelas dirancang untuk produksi massal. Menggunakan 32.000 nozel dan pengikat bubuk dua arah, teknologi jetting satu lusurnya menitikkan jutaan titik cairan pengikat per detik pada setiap lapisan bubuk. Ini juga memiliki agen anti-sintrasi untuk membuat struktur pendukung lebih mudah dilepas nanti. Bagian “cokelat” kemudian disatukan dalam tungku pada suhu di bawah titik leleh logam untuk menghasilkan produk padat penuh.
Meski belum tersedia secara komersial hingga 2019, biaya Production System sekitar $400.000 mendekati printer ranjang bubuk berbasis laser tetapi dikatakan menawarkan biaya per bagian yang dapat dibandingkan dengan cetakan logam—setidaknya hingga 100.000 potongan.
Ingin mengejar lebih dalam 3D aditif? Lihat “The Unique Challenges and Solutions in Metal 3D Printing.”
Profil Ekstrusi Logam 3D: Digital Metal
DM P2500 Digital Metal adalah printer logam 3D lainnya yang menggunakan teknologi binder-jetting. Sebagai bagian dari Grup Höganäs Swedia, pemasok bubuk logam terkemuka, Digital Metal mengatakan mesinnya telah menghasilkan lebih dari 200.000 komponen cetakan 3D berkualitas tinggi untuk industri penerbangan, otomotif, medis, dan lainnya. Ketebalan lapisan hingga 42 µm (0,0016 in) mungkin, begitu juga resolusi fitur hingga 35 μm (0,0014 in). Kecepatan pembangunan mendekati Studio System Desktop Metal pada 100 cm³/jam (6 in³/jam), meskipun DM P2500 dikatakan mencapai detail yang sangat halus dan finishing permukaan “grade medis.”
Ada banyak sistem dan teknologi lain yang tersedia. AM machine builder ExOne, misalnya, menawarkan berbagai mesin dan bahan binder-jetting yang berkisar dari perunggu hingga tungsten. Vader Systems menggunakan medan elektromagnetik untuk membangun bagian dari logam cair. Pellet additive manufacturing Pollen AM menggunakan feedstock MIM yang hingga 5 kali lebih murah dari sistem bubuk yang ada.
Meski printer logam 3D berbasis laser memiliki tempatnya, alternatif ini menawarkan sejumlah keuntungan: Karena tidak ada stres termal seperti pada sistem berbasis laser, struktur pendukung yang diperlukan untuk memegang bagian di tempat selama proses pembangunan dapat disederhanakan atau bahkan dihilangkan. Ini memungkinkan seluruh ruang pembangunan terisi, yang berarti ratusan atau bahkan ribuan bagian kecil dapat diproses dalam satu operasi tanpa pengawas.
Struktur pendukung yang digunakan biasanya lebih mudah dilepas, yang dapat menghilangkan kebutuhan untuk operasi pemesinan sekunder atau finishing tangan. Karena logam sama dengan yang digunakan dengan MIM, persetujuan pengawasan penerbangan dan medis jauh lebih mudah dicapai. Tidak perlu gas argon atau nitrogen seperti pada sistem berbasis laser, dan tidak ada khawatir mengenai sinar laser yang memicu ledakan dalam atmosfer debu aluminium atau titanium.
Apakah Anda pernah mencoba manufaktur aditif dan pencetakan 3D? Bagaimana pengalaman Anda?
