Pencetakan 3D sedang berkembang. Apakah ini sama revolusionernya dengan janjinya atau hanya alat berharga lain di kotak peralatan kerja—atau keduanya? Kami berbicara dengan MakerBot dan konsultan pencetakan 3D di Rust Belt untuk melihat ke mana arahnya dan ke mana arahnya.
Pencetakan 3D belum mencapai potensi penuhnya dalam lingkungan profesional dan manufaktur-sentris, tetapi ada banyak ruang yang sehat untuk tumbuh di sana, kata insinyur manufaktur aditif, konsultan, dan akademisi. Dan teknologi dan mesin baru bermunculan yang memanfaatkan inovasi dalam serbuk logam. Salah satu pertanyaan terbesar tentang teknologi ini adalah apakah teknologi ini dapat beralih dari favorit desain suku cadang dan pembuatan prototipe menjadi andalan di lantai toko. Apakah akan mencapai langkahnya pada tingkat produksi yang lebih tinggi? Dan apa hambatan untuk membuat gelombang yang lebih besar?
Orang dalam industri mengatakan toko-toko dari semua ukuran menggunakan proses 3D ini dalam berbagai cara yang cerdik—mulai dari workholding dan cetakan khusus hingga suku cadang penggunaan akhir fungsional yang menampilkan geometri yang hanya mungkin dilakukan dengan manufaktur aditif.
“Toko-toko CNC telah menggunakan hal-hal seperti MakerBot untuk mencetak struktur kompleks 3D yang dapat menahan perangkat di pabrik pada sudut yang dibutuhkan untuk dapat mengerjakan bagian tersebut,” kata Chris Barrett, presiden 3DDirections. “Jadi toko-toko membuat jig, perlengkapan, dan beberapa perkakas seperti itu.”
Barrett adalah seorang ahli kimia dan fisikawan karena perdagangan tetapi bosan dengan tabung reaksi — dan menemukan jalannya ke ilmu material dan teknik. Karena dia berbasis di Ohio, Barrett mengenal manufaktur tradisional dan dunia teknologi aditif dan pencetakan 3D yang sedang berkembang. Dia memulai konsultasinya dengan pemahaman yang kuat tentang kedua dunia dan berfokus untuk membantu perusahaan memanfaatkan teknologi yang paling masuk akal.
Catatan:Barrett, sebagai pelatih untuk Tooling U-SME, menyelenggarakan webinar pada tanggal 27 Juni tentang manufaktur aditif di Better MRO, di mana ia menguraikan tujuh kategori utama pencetakan 3D dan membahas pro dan kontra dari setiap jenis. Tayangan ulang tersedia di tautan video di atas. Subyek termasuk:
“Ada sejumlah cara utama yang digunakan produsen dan bengkel kerja menggunakan printer 3D profesional saat ini,” kata Dave Veisz, wakil presiden teknik di MakerBot. “Perusahaan menggunakannya untuk organisasi tempat kerja—untuk suku cadang yang membantu toko menerapkan manufaktur ramping 5S, perlengkapan perakitan dan pengukuran, gripper suku cadang, pengukur, dan di mana plastik kekuatan tinggi memadai… Anda tidak akan menggunakannya untuk tuntutan tinggi yang unik. -kekuatan atau aplikasi suhu tinggi seperti perlengkapan oven, tetapi untuk banyak aplikasi perlengkapan dan alat, ini berfungsi dengan baik.”
Keuntungan penting dari pencetakan 3D:Kompleksitas geometris adalah "gratis", kata Veisz. Misalnya, Anda sedang merancang gripper untuk memilih dan menempatkan casting dan memiliki bentuk yang kompleks. Anda dapat menghasilkan kebalikan dari geometri casting di CAD, memodifikasinya untuk aplikasi dan mencetak kecocokan yang sempurna. Karena biaya dan waktu pencetakan 3D terutama didorong oleh volume bagian, tidak ada biaya tambahan untuk geometri yang sulit dicapai melalui proses manufaktur tradisional.”
Manufaktur aditif menggunakan bubuk logam atau termoplastik suhu tinggi sebagian besar digunakan di sektor kedirgantaraan dan pertahanan—dan dengan alasan yang bagus:Perusahaan-perusahaan ini mampu menginvestasikan dana penelitian dan pengembangan untuk suku cadang yang lebih kecil, terkadang rumit, yang berpotensi menurunkan biaya atau mempercepat waktu pengiriman. Suku cadangnya meliputi:saluran kompleks untuk sistem kontrol lingkungan, terowongan angin dan komponen kendaraan udara tak berawak, tangki bahan bakar dan cairan lainnya, suku cadang pengganti, dan layup komposit.
“Sebagian besar OEM kedirgantaraan dan pertahanan utama, termasuk Boeing, Lockheed, GE, Northrop Grumman, yang memiliki basis pendapatan besar, semuanya ada di dalamnya,” kata Barrett. “Dan perusahaan lain yang mulai menggunakannya adalah perusahaan biomedis yang membuat implan pinggul titanium hari ini. Tetapi hal yang Anda hadapi adalah biayanya.”
OEM ingin dapat menawar pekerjaan dan melakukan outsourcing ke produsen yang lebih kecil. Tantangannya adalah bahwa standar belum mengejar bagian logam yang dicetak dulu. Standar FAA untuk suku cadang kedirgantaraan, terutama untuk pesawat penumpang besar, bisa sangat ketat. Banyak penelitian diperlukan untuk memahami apa yang merupakan anomali kecil yang dapat diterima— dan apa yang tidak.
Saat ini, bengkel kerja yang lebih kecil mungkin dapat mencetak bagian logam untuk OEM, tetapi hanya dapat menggunakan, misalnya, satu jenis bubuk logam di mesinnya sesuai standar pada satu mesin yang disetujui—sehingga batasannya mahal. , kata Barrett. Toko pekerjaan membutuhkan fleksibilitas untuk mendapatkan keuntungan.
Lihat bagaimana satu produsen kedirgantaraan dan pertahanan menemukan ceruk dalam pekerjaan aditif 3D. Baca “ Cara Membawa Bagian Cetakan 3D ke Pasar Dirgantara .”
“Kabar baiknya adalah bahwa dalam lima sampai 10 tahun ke depan, standar akan mulai memberikan dampak,” kata Barrett. “Saat ini, NIST (Institut Standar dan Teknologi Nasional) sedang melakukan banyak penelitian di sini.”
Tapi itu tidak terbatas pada kedirgantaraan atau implan. Instrumen medis lainnya sedang dibuat, seperti perangkat genggam, kereta medis dan panduan dan peralatan bedah, serta suku cadang untuk kategori energi, transportasi, dan produk konsumen. Dalam minyak dan gas, suku cadang dibuat untuk rotor dan stator. Di otomotif, perusahaan membuat panel, interior dan kisi-kisi khusus. Dan bagi konsumen, pikirkan bentuk dan kecocokan:bingkai untuk kacamata dan desain pra-produksi.
Apakah Anda perlu menjawab pertanyaan teknis? Tanya Tim Teknologi Pengerjaan Logam MSC di forum.
Salah satu perusahaan yang mendapatkan banyak daya tarik dan perhatian selama adopsi konsumen pertama dari pencetakan 3D adalah MakerBot. Perusahaan, yang dibeli oleh Stratasys pada tahun 2013, telah menghabiskan beberapa tahun terakhir berfokus pada penelitian dan pengembangan di luar pasar hobi dan pendidik. Stratasys telah membuat suku cadang 3D untuk Airbus sejak 2015.
Desember lalu, MakerBot meluncurkan mesin cetak 3D yang lebih canggih yang ditujukan untuk pasar profesional yang dijuluki Metode, yang harganya sekitar sepertiga dari printer 3D industri tingkat pemula. MakerBot berkolaborasi dengan Stratasys dalam mengembangkan teknologi yang digunakan di mesin baru. Metode adalah platform perangkat keras baru pertama dalam waktu sekitar tiga tahun untuk MakerBot.
“Ini benar-benar platform pertama yang kami kembangkan dari bawah ke atas sebagai afiliasi Stratasys,” kata Veisz. “Ini adalah kombinasi dari kekayaan intelektual Stratasys dan pengetahuan yang luas serta DNA desain dan rekayasa MakerBot … , Kami tidak akan berhasil menjalankan mesin ini tanpa kedua bagian tersebut.”
Kumpulan fitur metode benar-benar berbeda, dan lebih kuat daripada mesin cetak 3D desktop di luar sana, klaimnya. Set fitur tersebut mencakup ekstrusi ganda bahan model padat dan PVA larut—yang merupakan plastik yang larut dalam air—dan rangka mesin CNC logam, rongga bahan segel kering, dan ruang berpemanas bersirkulasi yang menciptakan bantalan udara hangat yang penting untuk menciptakan lingkungan yang terkendali . Setiap lapisan yang ditambahkan melihat lingkungan yang sama.
Untuk melihat berbagai hal dalam tindakan, tonton webinar integrasi ini pada pencetakan 3D dan pemesinan CNC [Sumber:MakerBot]
“Ini adalah sesuatu yang Anda lihat pada printer 3D industri yang dimulai dari puluhan ribu dolar dan Anda tidak melihatnya di dunia desktop,” kata Veisz. Printer 3D desktop menggunakan arsitektur hobi yang tidak memberikan akurasi dimensi yang dapat diulang, membuatnya tidak memadai untuk banyak aplikasi manufaktur dengan toleransi yang ketat.
Karena lingkungan pencetakan pada printer 3D desktop tidak terkontrol seperti pada printer 3D industri, akurasi dan waktu kerja mesin juga terganggu. Di sebagian besar printer 3D desktop, saat Anda bergerak ke atas ke arah Z, bagian tersebut terpapar ke lingkungan yang lebih dingin, yang membuat lapisan melemah dan bagian melengkung secara berbeda.
Dengan Metode, MakerBot mengklaim memberikan toleransi untuk bagian yang telah selesai pada plus-minus .2 milimeter untuk 100 milimeter pertama pada sumbu X, Y, dan Z—lalu ditingkatkan pada proporsi yang sama, 0,002 milimeter per milimeter untuk setiap dimensi yang lebih dari 100 milimeter.
“Jadi ini bukan toleransi permesinan CNC yang cukup presisi, tetapi tentu saja cukup dekat untuk sebagian besar pekerjaan jig, perlengkapan, alat, dan prototipe,” kata Veisz. “Dan itu sejalan dengan toleransi produksi cetakan injeksi plastik. Anda tidak melihat klaim akurasi dimensi di sebagian besar pencetakan 3D desktop, dan MakerBot belum membuat klaim atas akurasi bagian akhir pada mesin sebelumnya ...Anda tidak benar-benar melihat klaim akurasi dimensi untuk bagian [di sebagian besar pencetakan 3D desktop] ... Ini penting bahwa ini adalah printer pertama yang kami luncurkan yang benar-benar dapat mencetak geometri apa pun karena dukungan yang dapat larut, dan dapat mencetaknya dengan akurasi bagian yang konsisten karena fitur dan kontrol mesin.”
Apakah Anda menggunakan pencetakan 3D untuk membuat prototipe, jig, dan perlengkapan hari ini? Bicarakan di forum . [pendaftaran diperlukan]
Teknologi Industri
Lanskap manufaktur aditif terus berkembang, terutama di ruang material – di mana penyedia harus meningkatkan, dan menyesuaikan output mereka untuk memenuhi kebutuhan pabrikan. Teknologi pencetakan 3D modern memiliki berbagai bahan aditif yang dapat digunakan untuk membuat bagian seperti plastik yang
Seiring dengan berkembangnya teknologi manufaktur, begitu juga dengan keahlian desain untuk manufaktur (DFM) industri manufaktur. Lanskap manufaktur aditif khususnya telah berkembang secara dramatis selama dekade terakhir:pencetakan 3D dulu dianggap sebagai alat prototyping, atau bahkan hal baru, te
SLS di Additive Manufacturing digunakan untuk mengubah desain CAD 3D menjadi bagian fisik, dalam hitungan jam. Apa definisi Selektif Laser Sintering? SLS adalah singkatan dari Selective Laser Sintering, teknik pencetakan 3D atau Additive Manufacturing (AM). SLS menggunakan proses yang disebut sinte
Ketepatan dan keterulangan pencetakan 3D tingkat industri telah menetapkan pembuatan aditif sebagai proses yang efektif dan akurat untuk pembuatan prototipe fungsional. Pada saat yang sama, cetakan injeksi plastik telah lama menjadi cara yang andal dan hemat biaya serta waktu untuk memproduksi suku
