Manufaktur Aditif: 5 Wawasan Esensial tentang Cetak 3D untuk Pemimpin Bisnis
Cetak 3D dan manufaktur aditif diproyeksikan akan tumbuh secara dramatis dalam beberapa tahun ke depan. Namun perusahaan yang tertarik untuk mengadopsi teknologi ini dihadapkan dengan sejumlah istilah, teknik dan proses yang membingungkan. Berikut beberapa hal yang perlu Anda ketahui.
Manufaktur aditif, juga dikenal sebagai cetak 3D atau singkatan AM, diproyeksikan untuk pertumbuhan yang signifikan. Analis industri Statista dan Fortune Business Insights memprediksi CAGR (compound annual growth rate) masing-masing 26,4 persen dan 25,8 persen, yang terakhir menunjukkan bahwa pasar cetak 3D global akan mencapai $51,77 miliar pada tahun 2026.
Sederhananya, ini adalah waktu yang bagus untuk berada di manufaktur aditif.
Namun, mereka yang ingin memasuki pasar yang melonjak ini dihadapkan dengan ribuan istilah, teknik dan teknologi. Ini termasuk mesin SLA (stereolithography), DLP (digital light processing) dan FDM (fused deposition modeling), untuk menyebut beberapa. Pertanyaan adalah, "Bagaimana kami sebagai desainer dan produsen tahu di mana memulai? Dan jenis printer 3D mana yang paling sesuai dengan kebutuhan kami dan cocok dengan anggaran kami?"
Anda mungkin mulai dengan bertanya kepada Zach Simkin, presiden perusahaan perangkat lunak dan konsultasi AM berbasis New York Senvol LLC. Produk dan layanannya "memungkinkan perusahaan untuk mengakses data AM, menghasilkan data AM, dan menganalisis data AM." Salah satu produk tersebut adalah Senvol Database, sumber daya gratis yang memberikan detail yang dapat dicari lebih dari 1.500 mesin manufaktur aditif industri dan lebih dari 3.200 material.
"Penting untuk diketahui bahwa istilah 'manufaktur aditif' sebenarnya adalah istilah umbrella yang mencakup berbagai bentuk teknologi yang cukup berbeda," kata Simkin. "American Society for Testing and Materials (ASTM) mendefinisikan tujuh klasifikasi proses AM yang berbeda, mulai dari yang lebih umum seperti material extrusion dan powder bed fusion hingga yang kurang dikenal seperti sheet lamination."
Simkin mencatat bahwa perusahaan kami adalah anggota America Makes, organisasi yang menyediakan informasi dan dukungan berharga bagi komunitas AM. Begitu pula Stratasys Ltd., produsen printer 3D berbasis di Eden Prairie, Minnesota yang pendirinya, Scott Crump, menciptakan dan mematenkan FDM pada tahun 1989.
Michael Mignatti, vice president of engineering untuk MakerBot Industries LLC, perusahaan Stratasys berbasis di Brooklyn, New York, menawarkan saran berikut untuk siapa saja yang berencana untuk berinvestasi dalam printer 3D, terlepas dari siapa logo yang ada di depan mesin:
No. 1: Kenali Alur Kerja
Jika ini adalah pengalaman pertama Anda dengan printer 3D, Anda mungkin terkejut dengan alur kerjanya. Misalnya, hasil cetak yang keluar dari mesin seringkali memerlukan langkah post-processing sebelum siap digunakan. Ini bisa berupa penghapusan dukungan dan pembersihan model umum, penggerusan atau polishing untuk mendapatkan finishing permukaan yang diinginkan, pemasangan insert, dan sebagainya. Setiap teknologi berbeda dan memiliki langkah yang berbeda—pastikan Anda memahami ini agar tidak terkejut atau kecewa setelah cetak pertama Anda.
No. 2: Optimalkan Secara Mungkin
Teknologi masih relatif muda. Printer 3D memiliki elektronika kompleks, banyak bagian yang bergerak, dan dalam kasus kami, plastik cair. Terlepas dari siapa mesin yang Anda gunakan, sejumlah cetak yang gagal adalah hal yang tak terhindarkan. Jangan putus asa. Bagian tidak harus dirancang secara khusus untuk cetak 3D, tetapi ada optimisasi yang tersedia yang akan meningkatkan tingkat keberhasilan. Ini menjadi hal yang wajar setelah Anda terbiasa, meskipun ada kurva pembelajaran yang sedikit.
No. 3: Lakukan Pekerjaan Rumah Anda
Ada banyak teknologi yang dapat dipilih (FDM, SLA, DLP, dll.) dan masing-masing memiliki kekuatan dan kelemahan yang berbeda. Lihat aplikasi Anda dan pilih teknologi yang paling sesuai dengan kebutuhan Anda. Printer FDM adalah yang paling populer karena mudah digunakan, menawarkan ragam material yang luas, dan dapat digunakan untuk berbagai tujuan, termasuk komponen end-use, prototipe fungsional, jigs dan fixtures, bagian kosmetik, dan sebagainya.
No. 4: Material Adalah Kunci
Sebagian besar mesin FDM dapat mencetak material komoditas seperti PLA, PETG, dll. Seiring Anda beralih ke material yang lebih canggih atau kelas teknik seperti ABS, PC, nylon, PEKK, carbon fiber dan lainnya, kesulitan mencetak meningkat secara signifikan. Beberapa material memerlukan lingkungan yang terkontrol seperti kamar panas atau bebas oksigen untuk berhasil, sementara yang lain memerlukan extruder dan sistem khusus untuk menangani persyaratan material. Pastikan Anda mengetahui material apa yang ingin Anda gunakan dan bahwa mesin dapat mengaturnya dengan sukses.
No. 5: Ukuran Lebih Besar Tidak Selalu Lebih Baik
Berlawanan dengan apa yang banyak orang saran, volume build yang lebih besar tidak selalu lebih baik. Sementara menggiurkan untuk memproteksi masa depan dan mendapatkan mesin dengan volume build terbesar yang dapat Anda beli, ini tidak selalu masuk akal. Cetak besar dapat memakan waktu yang sangat lama, terutama yang memiliki material dukungan, dan ini tidak selalu praktis. Dalam banyak kasus, Anda lebih baik pergi ke service bureau untuk kasus langka di mana volume build besar diperlukan. Tentu saja, ini adalah keputusan yang harus dibuat berdasarkan kebutuhan unik Anda.
Seperti yang disebutkan sebelumnya, kata-kata Mignatti relevan terlepas dari printer yang Anda gunakan saat ini atau pertimbangkan untuk dibeli. Dan namun, penting untuk kembali kepada apa yang dikatakan Simkin—adalah tujuh teknologi cetak 3D yang ada, masing-masing dengan kekuatan dan kelemahan yang berbeda. MakerBot dan perusahaan induknya Stratasys mewakili tiga di antaranya—FDM, SLA dan PolyJet—meskipun teknologi kompetitif SLS (selective laser sintering), DMLS (direct metal laser sintering), Binder Jet dan lainnya tidak kalah relevan bagi komunitas manufaktur.
Teknologi Cetak 3D
Bagi yang baru dalam cetak 3D, berikut beberapa teknologi manufaktur aditif yang dikategorikan oleh International Organization for Standardization (ISO/ASTM 52900).
Semua membangun bagian atau fitur bagian satu lapis demi lapis, biasanya dari bawah ke atas, dan semua memerlukan bagian untuk melalui beberapa tingkat post-processing penghapusan dukungan yang mungkin mencakup pembersihan, penggerusan dan machining.
Vat photopolymerization mencakup stereolithography (SLA) dan digital light processing (DLP). Seperti yang namanya implikasikan, ini menggunakan bak resin fotoreaktif dan platform build yang dapat bergerak, bersama dengan sumber cahaya ultraviolet (UV) seperti laser atau proyektor digital untuk "mengkuringkan" setiap lapisan cairan resin.
Powder bed fusion (PBF) membuat bagian logam atau plastik dengan menggunakan laser untuk menyatukan atau melelehkan butiran-butiran bubur yang menyerupai pasir halus. Perusahaan seperti GE Aviation telah membuat berita selama beberapa tahun terakhir dengan 3D-printing fuel nozzle untuk mesin LEAP, meskipun masih banyak aplikasi lain yang ada untuk teknologi penting ini.
Sheet lamination (SL) lebih dikenal sebagai laminated object manufacturing (LOM), yang melibatkan lembaran kertas yang dipotong laser yang dilem satu di atas yang lain untuk membangun bagian. Sistem yang lebih baru telah beralih ke komposit fiber-reinforced daripada kertas, membuatnya cocok untuk komponen struktural besar yang ditemukan di industri penerbangan dan otomotif.
Ada banyak lagi. Electron beam manufacturing (EBM) persis seperti namanya, menggunakan electron gun daripada laser untuk melelehkan metal powder. Binder jetting (BJ) menyuntikkan cairan binder seperti lem ke atas bak bubur plastik, sementara material jetting (MJ) menyemprotkan cairan photopolymer ke atas platform build, lalu mengurinya dengan cahaya UV. Untuk lima puluh dolar, siapa pun yang ingin membaca spesifikasi lengkap dapat menemukannya di sini: ISO/ASTM 52900:2015.
Bagaimana Anda memanfaatkan manufaktur aditif di fasilitas Anda? Bagikan pikiran dan wawasan Anda dalam komentar di bawah.
