Memilih Metode Prototipasi Cepat Terbaik untuk Pengembangan Produk Unggul
“Prototipasi cepat” (RP) merujuk pada pembuatan fisik produk secara cepat menggunakan Desain Terbantu Komputer (CAD) selama fase desain siklus hidup produk. Ini dapat digunakan selama proses desain, mulai dari pembuatan konsep hingga pengujian akhir. Prototipasi cepat yang efektif membantu insinyur menghindari potensi masalah sejak dini, meningkatkan kualitas keseluruhan produk, dan mempercepat waktu pemasaran. Prototipasi cepat juga dapat dengan cepat mereproduksi geometri kompleks langsung dari berkas CAD tanpa perlu peralatan cetak.
Ada dua jenis prototipe: low fidelity dan high fidelity. Prototipe low fidelity adalah tiruan kasar yang digunakan di tahap awal siklus desain untuk membantu desainer dan insinyur memahami bentuk dan fungsi konsep, sehingga mereka dapat dengan cepat memperbaiki desain. Prototipe high fidelity adalah representasi yang hampir identik dengan desain akhir, digunakan untuk memvalidasi performa, tampilan, dan ergonomi produk.
Prototipasi cepat adalah salah satu manfaat utama dari manufaktur aditif, tetapi sulit untuk mengetahui jenis pencetakan 3D mana yang harus digunakan. Untuk mengurangi tekanan dalam memilih proses prototipasi cepat untuk produk tertentu, kami telah uraikan enam metode yang paling umum.
Penyetoran Model Terpadu (FDM)
Selama Penyetoran Model Terpadu (FDM), nozel pencetakan yang dipanaskan melelehkan material termoplastik seperti policarbonat atau ABS di dalam silinder dan kemudian mengeksairkan material cair, lapis demi lapis, sepanjang lintasan alat yang ditetapkan. FDM telah ada selama bertahun-tahun dan adalah salah satu teknologi prototipasi yang paling umum karena mudah, aman digunakan, dan dapat menghasilkan bagian yang relatif kuat dengan harga menengah hingga rendah.
Sayangnya, FDM tidak dikenal karena integritas strukturalnya. Proses ini sering menghasilkan bagian yang berpori, kekuatan yang tidak seragam, dan kemampuan pengujian fungsional yang terbatas. FDM juga lebih lambat dibandingkan stereolitografi atau sintering selektif laser. Namun, insinyur masih harus mempertimbangkan FDM sebagai opsi yang layak selama tahap pengembangan produk, karena menyediakan cara hemat biaya untuk prototipasi cepat.
Stereolitografi (SLA)
Stereolitografi (SLA) adalah pilihan prototipasi cepat yang teruji dan terpercaya bagi banyak tim desain dan teknik. Selama proses ini, sinar laser UV yang dikendalikan komputer melacak setiap irisan 2D dari bagian pada platform pembuatan, sehingga mengkuringkan resin fotopolimer cair. Setiap lapisan yang selesai menempel pada lapisan berikutnya dan proses diulang hingga bagian lengkap terbentuk. Proses ini cepat, terjangkau, dan tersedia secara luas. Prototipe SLA biasanya digunakan untuk peralatan medis dan model.
Karena SLA tidak memerlukan resin kelas teknik, prototipe yang dibuat dengan proses ini cenderung lebih lemah dan tidak cocok untuk pengujian yang berat. Selain itu, UV dapat merusak seiring waktu dan saat terpapar kelembaban. Namun, bagian SLA memiliki permukaan yang jauh lebih halus dibandingkan FDM karena resolusi laser yang lebih tinggi dan penurunan tampilan garis lapisan. Insinyur harus mempertimbangkan prototipasi dengan SLA untuk bagian dengan penggunaan terbatas yang memiliki desain yang rumit atau persyaratan permukaan yang lebih tinggi.
Sintesis Cahaya Digital (DLS)
Digital Light Synthesis (DLS) dari Carbon menggunakan proses fotokimia untuk membangun bagian. Cahaya ditampilkan melalui jendela yang melalui oksigen dan ke dalam wadah resin yang dapat dikuringkan UV. Kemudian, perangkat digital menampilkan sejumlah gambar UV ke dalam resin, bagian menyegel lapis demi lapis, dan bagian lengkap terbentuk. Bagian yang dicetak dipanggang dalam oven konveksi paksa dan aplikasi panas memberikan bagian yang dicetak DLS properti mekanis yang luar biasa.
Proses ini ideal untuk mengembangkan prototipe fidelitas tinggi dan bagian kecil yang isotropik karena proses pencetakan berkelanjutan. Bagian yang dicetak DLS memiliki kekuatan dan properti mekanis yang serupa dengan bagian yang dihasilkan menggunakan cetak injeksi. DLS juga kompatibel dengan berbagai macam material kelas industri, membuatnya ideal untuk banyak iterasi bagian.
Namun, DLS bukan proses prototipasi terbaik untuk mencetak bagian yang lebih besar dari telapak tangan seseorang dan insinyur mungkin harus memikirkan ulang desain mereka untuk mempertimbangkan dukungan proses ini. Selain itu, biasanya lebih mahal dibandingkan proses prototipasi lain yang tersedia dan tidak memiliki volume pembuatan yang besar.
Sintering Selektif Laser (SLS)
Sintering Selektif Laser (SLS) menggunakan laser komputer yang kuat untuk mensinter beberapa lapisan bubuk material, biasanya berbasis nylon, menjadi padat. Selain nylon, SLS kompatibel dengan bubuk TPU elastomerik yang secara mekanis mirip dengan termoplastik. Proses prototipasi cepat ini sangat cocok untuk membuat bagian perangkat keras mobil.
Prototipe yang dibangun dengan SLS lebih tahan lama, lebih durabel, dan lebih cocok untuk pengujian fungsional dibandingkan yang dibangun dengan SLA. Proses ini juga lebih serbaguna dari SLA, karena dapat dilakukan dengan berbagai macam material sambil tetap mempertahankan kekuatan yang seragam. Namun, produk yang dicetak SLS berpori, kurang detail, lebih mahal, dan membutuhkan waktu lebih lama untuk diproduksi.
Multi Jet Fusion (HP MJF)
Multi Jet Fusion (HP MJF) adalah teknologi sisa bubuk yang membangun irisan 2D menggunakan kepala injek untuk menyetorkan agen peler pada lapisan bubuk yang kemudian diler oleh lampu inframerah. Bagian kemudian diungkap dari kotak pembuatan dan dikompres untuk menghapus bubuk berlebih.
HP MJF cepat, rata-rata tiga hari lebih cepat dibandingkan SLS. Proses ini dapat menghasilkan prototipe fungsional, tahan kimia, dan sangat padat dalam waktu singkat hanya satu hari. Ini membuatnya ideal untuk aplikasi tahan air, penutup, dan prototipe lain yang memiliki rangkaian kompleks. Prototipe juga dapat dibuat dalam warna penuh, memungkinkan desainer untuk menguji estetika produk. Namun, HP MJF hanya dapat digunakan dengan nylon PA12 dan tidak menjamin akurasi tinggi saat membuat fitur kecil.
PolyJet
Selama proses pencetakan PolyJet, kepala cetak menyemprotkan lapisan resin fotopolimer pada matriks gel, dan kemudian mengkuringkan resin di bawah cahaya ultraviolet. Ini menghasilkan lapisan material yang sangat tipis dan sangat halus yang dapat memberikan permukaan yang unggul pada prototipe Anda. Selain itu, kepala cetak dapat mengeluarkan titik-butir material yang berbeda, memungkinkan Anda untuk membuat prototipe multi-material dalam satu cetakan.
Namun, PolyJet memiliki banyak kerentanan yang sama dengan SLA. Prototipe yang dibangun dengan proses ini tidak terlalu kuat dan dapat merusak karena sensitivitas UV. Namun, jika insinyur mencari proses prototipasi cepat yang kompatibel dengan banyak material dan menghasilkan cetakan resolusi tinggi yang elegan, PolyJet dapat menjadi opsi yang cocok.
Bangun Prototipe yang Lebih Baik dengan Saran Ahli
Memilih proses prototipasi cepat terbaik bisa terasa memberatkan. Dengan menyeimbangkan keterbatasan anggaran, jadwal, persyaratan fisik, dan faktor-faktor kritis lainnya, insinyur dapat mulai menyempitkan proses prototipasi cepat yang terbaik untuk proyek mereka. Beberapa mitra manufaktur ahli dapat membantu memastikan Anda membuat pilihan yang tepat.
Jika Anda mencari mitra yang tepat untuk mengoptimalkan tidak hanya proses prototipasi cepat Anda, tetapi setiap fase proyek manufaktur Anda, barlah kepada Fast Radius. Tim ahli kami membawa pengalaman bertahun-tahun dan dapat meningkatkan operasi Anda dari konsep hingga pengiriman, memastikan Anda mendapatkan produk dengan kualitas yang tak tertandingi. Hubungi kami hari ini untuk mendapatkan penawaran.
Untuk informasi lebih lanjut tentang proses manufaktur aditif yang kami tawarkan dan apa yang dapat Anda bangun dengan setiap proses, baca artikel terkait di pusat sumber daya kami.
Siap membuat bagian Anda dengan Fast Radius?
Mulai penawaran Anda
