Manufaktur Aditif:5 Hal yang Perlu Anda Ketahui Tentang Pencetakan 3D
Pencetakan 3D dan manufaktur aditif akan tumbuh secara dramatis selama beberapa tahun ke depan. Tetapi perusahaan-perusahaan yang tertarik untuk mengadopsi teknologi tersebut dihadapkan pada serangkaian istilah, teknik, dan proses yang memusingkan. Berikut beberapa yang harus Anda ketahui.
Manufaktur aditif, juga dikenal sebagai pencetakan 3D atau singkatan AM, ditetapkan untuk pertumbuhan substansial. Analis industri Statista dan Fortune Business Insights memperkirakan CAGR (tingkat pertumbuhan tahunan gabungan) masing-masing 26,4 persen dan 25,8 persen, yang terakhir menunjukkan bahwa pasar pencetakan 3D global akan mencapai $51,77 miliar pada tahun 2026.
Sederhananya, ini adalah waktu yang tepat untuk berada di manufaktur aditif.
Namun, mereka yang ingin memasuki pasar yang sedang booming ini menghadapi badai istilah, teknik, dan teknologi. Ini termasuk mesin SLA (stereolithography), DLP (digital light processing) dan FDM (fused deposition modeling), untuk menyebutkan beberapa saja. Pertanyaannya adalah, “Bagaimana kita sebagai desainer dan produsen tahu harus mulai dari mana? Dan jenis printer 3D apa yang paling sesuai dengan kebutuhan kami dan sesuai dengan anggaran kami?”
Anda dapat mulai dengan bertanya kepada Zach Simkin, presiden perusahaan konsultan dan perangkat lunak AM yang berbasis di 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, resource gratis yang menyediakan detail yang dapat ditelusuri tentang lebih dari 1.500 mesin manufaktur aditif industri dan lebih dari 3.200 material yang luar biasa.
"Penting untuk diketahui bahwa istilah 'manufaktur aditif' sebenarnya adalah istilah umum yang merangkum berbagai bentuk teknologi yang sangat berbeda," kata Simkin. “The American Society for Testing and Materials (ASTM) mendefinisikan tujuh klasifikasi proses AM yang berbeda, mulai dari beberapa yang lebih umum dikenal seperti ekstrusi material dan fusi bedak hingga yang kurang dikenal seperti laminasi lembaran.”
Simkin mencatat bahwa perusahaannya adalah anggota dari America Makes, sebuah organisasi yang memberikan informasi dan dukungan berharga kepada komunitas AM. Begitu juga Stratasys Ltd., produsen printer 3D Eden Prairie, Minnesota yang pendirinya, Scott Crump, menemukan dan mematenkan FDM pada tahun 1989.
Michael Mignatti, wakil presiden teknik untuk MakerBot Industries LLC, sebuah perusahaan Stratasys yang berbasis di Brooklyn, New York, menawarkan saran berikut bagi siapa saja yang ingin berinvestasi dalam printer 3D, terlepas dari logo siapa yang ada di bagian depan mesin:
Tidak. 1:Kenali Alur Kerjanya
Jika ini adalah pengalaman pertama Anda dengan printer 3D, Anda mungkin akan terkejut dengan alur kerjanya. Misalnya, hasil cetak yang keluar dari mesin seringkali memerlukan langkah pasca-pemrosesan sebelum siap digunakan. Ini bisa berupa penghapusan dukungan dan pembersihan model umum, pengamplasan atau pemolesan untuk mendapatkan permukaan akhir yang diinginkan, pemasangan sisipan, dan sebagainya. Setiap teknologi berbeda dan memiliki langkah yang berbeda—pastikan Anda memahami hal ini agar Anda tidak terkejut atau kecewa setelah cetakan pertama Anda.
Tidak. 2:Optimalkan Jika Memungkinkan
Teknologinya masih relatif muda. Printer 3D memiliki elektronik yang kompleks, banyak bagian yang bergerak, dan dalam kasus kami, plastik cair. Terlepas dari mesin siapa yang Anda gunakan, sejumlah cetakan yang gagal tidak dapat dihindari. Jangan putus asa. Bagian tidak perlu dirancang khusus untuk pencetakan 3D, tetapi ada pengoptimalan yang tersedia yang akan meningkatkan tingkat keberhasilan. Ini menjadi kebiasaan setelah Anda menguasainya, meskipun ada sedikit kurva pembelajaran.
Tidak. 3:Kerjakan Pekerjaan Rumah Anda
Ada banyak teknologi berbeda untuk 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 beberapa yang paling populer karena mudah digunakan, memiliki penawaran material yang besar, dan dapat digunakan untuk berbagai tujuan, termasuk komponen penggunaan akhir, prototipe fungsional, jig dan perlengkapan, suku cadang kosmetik, dan sebagainya. .
Tidak. 4:Materi Adalah Kunci
Sebagian besar mesin FDM dapat mencetak bahan komoditas seperti PLA, PETG, dll. Saat Anda beralih ke bahan yang lebih maju atau kelas teknik seperti ABS, PC, nilon, PEKK, serat karbon, dan lainnya, kesulitan pencetakan meningkat secara signifikan. Beberapa bahan memerlukan lingkungan yang terkendali seperti ruang yang dipanaskan atau bebas oksigen agar berhasil, sementara yang lain memerlukan ekstruder dan sistem khusus untuk menangani persyaratan bahan. Pastikan Anda mengetahui bahan apa yang ingin Anda gunakan dan bahwa mesin dapat menanganinya dengan sukses.
Tidak. 5:Lebih Besar Tidak Selalu Lebih Baik
Bertentangan dengan apa yang disarankan banyak orang, volume build yang lebih besar tidak selalu lebih baik. Meskipun tergoda untuk membuktikan masa depan dan mendapatkan mesin dengan volume build terbesar yang Anda mampu, ini tidak selalu masuk akal. Cetakan besar bisa memakan waktu sangat lama, terutama dengan bahan pendukung, dan ini tidak selalu praktis. Dalam banyak kasus, Anda lebih baik pergi ke biro layanan untuk kasus langka yang memerlukan volume build yang besar. Tentu saja, ini adalah keputusan yang harus dibuat berdasarkan kebutuhan unik Anda.
Seperti yang disebutkan sebelumnya, kata-kata Mignatti relevan terlepas dari printer apa yang sedang Anda gunakan atau pertimbangkan untuk dibeli. Namun penting untuk merujuk kembali pada apa yang dikatakan Simkin—bahwa ada tujuh teknologi pencetakan 3D, masing-masing dengan kekuatan dan kelemahannya sendiri. MakerBot dan perusahaan induknya Stratasys mewakili tiga di antaranya—FDM, SLA, dan PolyJet—meskipun teknologi bersaing SLS (selective laser sintering), DMLS (sintering laser logam langsung), Binder Jet, dan lainnya tidak kalah relevan dengan komunitas manufaktur.
Teknologi Pencetakan 3D
Bagi mereka yang baru mengenal pencetakan 3D, berikut adalah beberapa teknologi manufaktur aditif yang dikategorikan oleh Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO/ASTM 52900).
Semua suku cadang atau suku cadang bangunan menampilkan satu lapisan pada satu waktu, biasanya dari bawah ke atas, dan semua suku cadang tersebut memerlukan beberapa tingkat pelepasan dukungan pasca-pemrosesan yang mungkin mencakup pembersihan, pengamplasan, dan pemesinan.
Fotopolimerisasi PPN termasuk stereolithography (SLA) dan pemrosesan cahaya digital (DLP) . Sesuai dengan namanya, ia menggunakan tong resin fotoreaktif dan platform build yang dapat dipindahkan, bersama dengan sumber cahaya ultraviolet (UV) seperti laser atau proyektor digital untuk "menyembuhkan" setiap lapisan resin cair.
Perpaduan bubuk bedak (PBF) printer membuat bagian logam atau plastik dengan menggunakan laser untuk melebur atau bahkan melebur menjadi satu bagian dari bubuk yang menyerupai pasir halus. Perusahaan seperti GE Aviation telah membuat berita selama beberapa tahun terakhir dengan nozel bahan bakar pencetakan 3D untuk mesin LEAP, meskipun banyak aplikasi lain yang ada untuk teknologi penting ini.
Laminasi lembaran (SL) lebih dikenal sebagai manufaktur objek laminasi (LOM) , yang melibatkan menempelkan potongan kertas laser satu di atas yang lain untuk membuat bagian. Sistem yang lebih baru telah beralih ke komposit yang diperkuat serat daripada kertas, membuatnya cocok untuk komponen struktural besar yang ditemukan di industri kedirgantaraan dan otomotif.
Ada banyak lagi. Manufaktur berkas elektron (EBM) persis seperti namanya, menggunakan senjata elektron daripada laser untuk melelehkan bubuk logam. Pengaliran pengikat (BJ) menyuntikkan pengikat cair seperti lem ke tempat tidur bubuk plastik, sementara pengaliran material (MJ) menyemprotkan fotopolimer cair ke platform build, lalu menyembuhkannya dengan sinar UV. Untuk lima puluh dolar, siapa pun yang ingin membaca spesifikasi lengkapnya dapat menemukannya di sini: ISO/ASTM 52900:2015.
Bagaimana Anda memanfaatkan manufaktur aditif di fasilitas Anda? Bagikan pemikiran dan wawasan Anda di komentar di bawah.
