Apakah Cetak 3D Akan Mengganggu Industri Cetakan?

Diposting pada 11 November 2019, | Oleh WayKen Rapid Manufacturing

Manufaktur produk tidak hanya melibatkan pemrosesan bagian sebenarnya dan perakitannya. Proses produksi melibatkan banyak tugas tambahan seperti mengembangkan kemasan, memikirkan logistik, dan yang terpenting – mengembangkan dan memproduksi cetakan. Cetakan adalah makna umum untuk komponen yang diperlukan untuk produksi yang berhasil semua komponen dalam volume yang diperlukan dan dengan semua persyaratan yang ditetapkan. Industri cetakan menghabiskan miliaran dolar untuk wirausaha di seluruh dunia. Biaya cetakan dapat mencapai hingga 50% dari total biaya produk. Namun, teknologi baru sedang dikembangkan untuk mengurangi waktu dan harga cetakan. Cetak 3D terbukti menjadi teknik yang andal dan menjanjikan untuk pekerjaan semacam itu.

Selama bertahun-tahun, teknologi manufaktur additif atau seperti yang biasa disebut cetak 3D adalah analogi dengan proses konvensional menyalin gambar digital 2D pada lembar kertas. Seiring berkembangnya tekniknya, presisi, kekuatan bagian, finishing permukaan, dan rentang bahan untuk manufaktur additif telah tumbuh secara drastis. 5 tahun yang lalu bagian cetak hanya dapat digunakan untuk mock-up dan presentasi. Kini kita mendengar tentang komponen logam cetak yang dipasang pada mesin Airbus, pesawat angkasa, dan mobil. Ini berarti cetak 3D telah berguna untuk cetakan juga. Jika kita mempertimbangkan perkembangan yang cepat ini, mungkin mungkin cetak 3D akan dapat menggantikan semua proses konvensional untuk manufaktur cetakan di seluruh Industri?

Cetak 3D Plastik untuk Menggantikan Cetakan Lunak

Cetakan lunak biasanya disebut sebagai elemen yang tidak memerlukan banyak keterampilan. Contoh paling umum dari cetakan lunak adalah cetakan silikon untuk pencetakan plastik. Mereka terbuat dari campuran karet silikon yang telah mengeras sementara cetakan keras untuk cetak injeksi terbuat dari alia logam. Daya tahannya sangat kecil dibandingkan dengan cetakan keras (hanya 1-1000 bagian tergantung pada kompleksitas) tetapi harganya jauh lebih murah. Cetakan silikon sempurna untuk digunakan dalam pekerjaan prototipe, manufaktur volume kecil, dan kustomisasi. Anda hanya perlu satu model master dan satu atau dua bentuk cetakan untuk menghasilkan batch kecil namun signifikan bagian. Jadi, bagaimana manufaktur additif dapat memperbaiki dan menggantikan proses konvensional di sini?

Hubungi WayKen untuk menemukan lebih banyak detail tentang prototipe cetak injeksi cepat.

Peningkatan oleh Manufaktur Additif

Pertama, cetak 3D memainkan peran signifikan dalam pencetakan silikon saat ini. Ini tidak dapat digantikan untuk pembuatan model master. Cetak 3D unggul dalam menghasilkan satu bagian kustom dan keuntungannya adalah kompleksitas geometri memainkan sedikit atau tidak ada peran pada waktu dan biaya akhir. Satu bagian kustom kompleks adalah definisi dari model master untuk pencetakan plastik. Setelah bagian master selesai, itu direndam dalam silikon cair dan kemudian setelah mengeras, dua setengah cetakan diperoleh.

Bagaimana jika kita pergi lebih jauh dan memproduksi cetakan silikon itu sendiri dengan hanya mencetak cetakan silikon. Itu akan menghilangkan kebutuhan akan bagian master dan pemrosesan pasca. Printer 3D modern tidak cukup mencapai finishing permukaan yang diperlukan dengan bahan yang diperlukan tetapi mereka dapat menghasilkan bagian yang sangat halus dengan polimer yang lebih lemah. Siapa yang bisa mengatakan bahwa printer tidak akan dapat mencapai presisi yang sama pada bahan yang lebih kompleks dalam beberapa tahun ke depan? Ketika itu terjadi, industri cetakan silikon konvensional akan dalam masalah.

Cetak 3D dan Industri Cetak Injeksi

Kami telah melihat cetakan lunak. Sekarang mari kita lihat apa yang dapat dibawa cetak 3D ke industri cetakan keras. Mayoritas industri ini melibatkan dies tahan lama baja untuk bagian cetak injeksi plastik. Namun, cetakan keras termasuk dies pemukulan logam, fixture pemesinan, dan alat pemegang pengukuran (atau unit alat pengukuran khusus untuk bagian tertentu).

Cetakan Keras untuk Berbagai Industri

Cetakan keras paling umum diproduksi oleh pemesinan CNC. Dies dan fixture terbuat dari baja tahan karat atau alia logam keras, yang dapat dipanaskan untuk meningkatkan daya tahan lebih lanjut. Bahan semacam ini sangat sulit diproses. Itulah sebabnya manufaktur cetakan keras menghabiskan banyak uang dan mengambil bagian signifikan dari waktu produksi produk.

Cetakan keras biasanya diproduksi sebagai satu unit atau sebagai batch sangat kecil. Biasanya memiliki geometri yang sangat kompleks dengan fitur internal. Situasi ini tepatnya tempat di mana cetak 3D unggul. Namun, manufaktur additif belum banyak digunakan untuk memproduksi dies.

Alasan Kami Belum Melihat Manufaktur Additif

Ada beberapa alasan untuk itu. Satu alasan adalah bahwa Manufaktur Additif logam belum menyediakan presisi dan finishing permukaan yang dapat dicapai oleh bagian pemesinan CNC. Jadi, Anda tidak dapat sepenuhnya menghindari pemrosesan dengan alat pemotong. Semuanya berarti Anda tidak dapat menghindari pemrosesan pasca dan biaya bagian yang telah diproses pasca lebih tinggi. Namun, alasan yang paling penting adalah bahwa properti kelelahan bagian sintilasi belum diteliti dengan baik. Ini berarti bahwa daya tahan bagian cetak tidak dapat diprediksi dengan andal. Setelah lebih banyak uji coba dilakukan, kami dapat menentukan kurva kelelahan keseluruhan dari bahan sintilasi. Setelah itu selesai, akan mungkin untuk menggunakan manufaktur additif untuk komponen tahan lama. Selain itu, tidak ada banyak bahan yang cocok untuk sintilasi bagian logam sehingga variasi dies terbatas.

Masa Depan Industri Cetakan

Sekarang setelah kita mengetahui keterbatasan saat ini dari cetak 3D dalam logam, mari kita lihat apa yang mungkin terjadi di masa depan ketika keterbatasan tersebut akhirnya teratasi. Jika kita mengembangkan printer yang dapat membuat bagian presisi dari komponen kompleks, pace manufaktur akan melonjak memang. Dies akan diproduksi dalam hitungan hari dan jauh lebih murah dibandingkan dengan manufaktur saat ini. Biaya pemesinan satu bagian sangat tinggi sementara mencetak 3D hewan peliharaan kustom sebenarnya lebih menguntungkan daripada membuat batch. Kekerasan bahan tidak akan masalah karena dilelehkan secara lokal dan tidak dipotong.

Dan yang tidak kalah penting, manufaktur additif dapat menambahkan banyak dalam hal saluran pendingin internal. Bor dan sumur tidak dapat mencapai rongga dan ruang yang lebih dalam, yang menghasilkan tingkat pendinginan yang berbeda. Namun, teknologi aditif dapat menawarkan bentuk saluran yang kompleks yang efisien, tersebar merata di seluruh rongga, dan tidak menambah biaya pada dies.

Kesimpulan

Manufaktur additif masih memiliki jalan panjang untuk menggantikan metode konvensional yang pasti untuk menciptakan cetakan. Namun, setelah teknologi matang dan properti bagiannya lebih dipahami, metode konvensional tidak akan punya kesempatan.