Panduan Penting untuk Manufaktur Komponen Kritikal Berdampak Tinggi

Bagian atau komponen kritikal adalah bagian yang, jika gagal atau rusak, dapat berdampak katastrofik pada kinerja aplikasi mereka atau dapat menahan keselamatan pengguna akhir. Karena itu, bagian kritikal sering tunduk pada standar regulasi yang ketat, dan beberapa industri memiliki persyaratan spesifik pasar yang dirancang untuk memastikan fungsi optimal perangkat dan aplikasi sambil juga memaksimalkan keselamatan pengguna atau konsumen.

Contoh bagian kritikal adalah peralatan dukungan darat di industri penerbangan angkasa. Ini adalah bagian yang digunakan untuk mendukung gerakan dan pemeliharaan pesawat di darat. Peralatan dukungan darat berinteraksi langsung dengan komponen kritikal penerbangan, menegaskan kebutuhan akan peralatan dukungan darat yang memenuhi regulasi mekanis dan keselamatan yang ketat industri. Khi dirancang dan diproduksi dengan benar, teknisi dapat menggunakan bagian ini dengan aman dan yakin di lapangan, dijamin keandalan yang inherent.

Produsen bagian kritikal diharapkan untuk secara konsisten menciptakan bagian yang sangat presisi yang mematuhi regulasi spesifik industri, yang seringkali terkait dengan biaya produksi yang tinggi dan waktu tunggu yang panjang.

Namun, perkembangan dalam teknologi manufaktur additif telah mulai mengubah cara insinyur mendekati merancang dan memproduksi bagian kritikal. Ada sejumlah faktor yang terlibat dalam menciptakan bagian kritikal praktis dan berkualitas tinggi, dan artikel ini akan membahas tiga di antaranya: desain rekayasa, proses manufaktur, dan bahan.

Pertimbangan desain produk

Untuk mengoptimalkan desain bagian dan komponen kritikal, ada beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan. Ini termasuk industri, aplikasi, dan lingkungan tempat bagian akan digunakan; potensi untuk penyalahgunaan yang dapat diantisipasi; dan pelatihan serta ekspektasi pengguna akhir.

Pertama, mengetahui industri dan kasus penggunaan memungkinkan desainer produk untuk menyiapkan persyaratan spesifik. Industri medis, misalnya, mengikuti persyaratan ketat untuk penggunaan bagian kritikal dan bahan yang diizinkan untuk menciptakan bagian ini. Pertimbangan fisik dan kimia lainnya meliputi tingkat kelembaban dan apakah bagian dapat didesterilkan dengan kimia tertentu.

Dengan memahami industri dan bagaimana produk diharapkan akan berfungsi dalam lingkungan yang dituju, insinyur akan mendapatkan gambaran yang lebih baik tentang cara mengoptimalkan desain bagian.

Ini meluas pada beban dan tekanan yang akan ditanggung bagian, serta seberapa sering beban tersebut akan diterapkan. Jika ada kemungkinan bagian dapat mengalami kelelahan, insinyur juga perlu mempertimbangkan siklus hidup bagian untuk menyesuaikan solusi mereka.

Pengguna akhir adalah faktor kunci lainnya. Produk konsumen, misalnya, cenderung menuntut desain yang lebih intuitif daripada yang dimaksudkan untuk personel yang terlatih. Pengetahuan tentang penggunaan akhir memungkinkan insinyur untuk menjalani penilaian risiko untuk menentukan apakah bagian dapat digunakan dengan cara yang tidak dimaksudkan, serta risiko yang terkait dengan penyalahgunaan yang dapat diantisipasi.

Pertimbangan proses manufaktur

Mitra umum tentang manufaktur additif adalah bahwa ia hanya baik untuk prototiping dan bukan untuk membuat bagian produksi yang viable. Namun, dalam banyak kasus, metode additif menawarkan opsi yang lebih baik ketika datang ke manufaktur bagian kritikal karena mereka memungkinkan insinyur untuk menciptakan bagian dengan kemudahan dan efisiensi yang lebih besar dari metode tradisional.

Contohnya, bidang medis mikrofluida, yang melibatkan pengambilan sampel jaringan dan darah, pengobatan farmasi, atau pemberian dosis cairan dalam jumlah kecil. Sektor ini bergantung pada komponen yang memungkinkan transfer cairan semacam itu — yang, secara umum, tidak dapat dibuat dengan mode manufaktur konvensional.

Produk ini sering dibuat dengan manufaktur additif, karena alternatifnya adalah proses tooling yang melibatkan dan mahal yang menggunakan cetak injeksi dan micro-cetak injeksi. Keduanya dapat memakan waktu mingguan atau bulanan untuk mencapai apa yang dapat dilakukan manufaktur additif dalam sehari.

Manufaktur additif dalam kasus semacam ini mempercepat siklus pengujian dan secara drastis mengurangi waktu ke pasar. Selain itu, sementara biaya tooling cetak injeksi dapat dengan mudah mencapai ratusan ribu dolar, metode manufaktur additif menjanjikan harga yang lebih rendah kurang dari $100 per unit.

Banyak aplikasi komponen kritikal memerlukan bekerja dengan volume kecil dan fitur presisi. Saat mencoba membuat bagian ini dengan plastik melalui cara tradisional, insinyur harus memesinnya dengan presisi ekstrim atau membuat cetakan ke mana plastik akan disuntik, keduanya meningkatkan biaya produksi dan memperpanjang timeline.

Metode additif, di sisi lain, memungkinkan produsen untuk membuat bagian kritikal tanpa cetakan, jadi mereka tidak perlu mempertimbangkan bagaimana tooling mempengaruhi ukuran fitur minimum atau melakukan analisis aliran cetakan.

Pertimbangan bahan

Mengidentifikasi properti ideal bagian kritikal adalah kunci untuk menentukan bahan mana yang paling cocok untuk aplikasi tertentu. Bagian yang perlu menahan suhu tinggi mungkin perlu diproduksi dari bahan yang berbeda daripada yang membutuhkan tingkat fleksibilitas atau kekuatan benturan. Dengan menguraikan stres, beban, atau penampilan spesifik yang diharapkan dari bagian, insinyur dapat dengan cepat mengidentifikasi bahan atau keluarga bahan yang akan menghasilkan bagian optimal untuk aplikasi.

Manufaktur additif juga berperan di sini. Meskinkan sebagian besar proses pencetakan 3D tradisional memerlukan plastik yang kaku, Carbon Digital Light Synthesis™ memungkinkan insinyur untuk menggunakan bahan yang lebih lunak, seperti polyurethane elastomerik atau silicone, yang dapat digunakan untuk aplikasi yang memerlukan bagian yang secara fisik dapat mematuhi yang menyediakan karakteristik deming, penyerapan guncangan, atau penutupan.

Mengembangkan bagian kritikal melalui manufaktur additif

Pada akhirnya, bagian dan komponen kritikal harus memenuhi dua persyaratan kunci: mereka harus dapat berfungsi sesuai dengan persyaratan aplikasi yang dituju, dan jika mereka degradasi atau gagal seiring waktu, mereka harus melakukannya tanpa menyebabkan kerugian pada pengguna.

Fast Radius bekerja di tepi tajam rekayasa untuk memproduksi komponen kritikal yang memiliki dampak langsung pada keselamatan konsumen. Pelanggan kami tahu dan percaya bahwa saat mereka bekerja dengan kami, kami akan memberikan solusi untuk menjaga bisnis mereka berjalan dengan kecepatan yang ekonomi minta — sambil menjamin bagian berkualitas tak tertandingi yang mematuhi regulasi kunci.

Tim pengembangan kami juga tersedia untuk berkonsultasi tentang proses desain — dan bahkan dapat menerapkan metode manufaktur inovatif pada produk lama. Hubungi kami hari ini untuk memulai pada run produksi Anda berikutnya.