Mengenal Pencetakan 3D
Konsep 3D Printing dicetuskan oleh David E.H. Jones pada tahun 1974. Namun, metode dan bahan untuk model fabrikasi tidak dikembangkan sampai awal 1980-an.
Istilah ‘pencetakan 3D’ mencakup berbagai proses dan teknik yang menawarkan spektrum kemampuan yang luas untuk produksi suku cadang dan produk dalam bahan yang berbeda. Dalam beberapa tahun terakhir, proses ini telah berkembang secara signifikan dan sekarang dapat melakukan peran penting dalam banyak aplikasi.
Artikel ikhtisar ini bertujuan untuk menjelaskan berbagai jenis dan proses Pencetakan 3D, bagaimana cara kerjanya, dan apa kegunaan dan manfaatnya di pasar saat ini. Mari kita mulai dengan pertanyaan yang sangat mendasar.
Apa itu Pencetakan 3D?
3D Printing, juga dikenal sebagai manufaktur aditif, adalah proses pembuatan objek fisik dari model digital tiga dimensi atau model CAD. Ini melibatkan berbagai teknik yang dikendalikan komputer di mana material digabungkan atau dipadatkan untuk membangun objek yang sebenarnya.
Biasanya, bahan (seperti butiran bubuk atau molekul cair yang digabungkan bersama) ditambahkan lapis demi lapis pada skala milimeter. Inilah sebabnya mengapa 3D Printing juga disebut proses manufaktur aditif.
Pada 1990-an, teknik pencetakan 3D disebut sebagai prototipe cepat. Mereka hanya cocok untuk pembuatan prototipe estetika atau fungsional. Sejak itu, kami telah menempuh perjalanan jauh.
Teknologi pencetakan 3D saat ini cukup canggih untuk menciptakan struktur dan geometri kompleks yang tidak mungkin dibuat secara manual.
Ketepatan, jangkauan material, dan pengulangan 3D Printing telah meningkat hingga kami dapat membuat hampir semua hal — mulai dari prototipe sederhana hingga produk akhir yang kompleks seperti bangunan ramah lingkungan, suku cadang pesawat, peralatan medis, dan bahkan organ buatan menggunakan lapisan sel manusia.
Bagaimana cara kerjanya?
Semua teknik pencetakan 3D didasarkan pada prinsip yang sama: printer 3D mengambil model digital (sebagai input) dan mengubahnya menjadi objek fisik tiga dimensi dengan menambahkan bahan lapis demi lapis.
Mengenal Pencetakan 3D
Ini jauh berbeda dari proses manufaktur tradisional seperti cetakan injeksi dan mesin CNC yang menggunakan berbagai alat pemotong untuk membangun struktur yang diinginkan dari blok padat. Pencetakan 3D, bagaimanapun, tidak memerlukan alat pemotong: objek dibuat langsung ke platform yang dibangun.
Baca Juga :MENGENAL TEKNOLOGI 6G
Prosesnya dimulai dengan model 3D digital (cetak biru objek). Perangkat lunak (khusus untuk printer) memotong model 3D menjadi lapisan tipis dua dimensi. Ini kemudian mengubahnya menjadi satu set instruksi dalam bahasa mesin untuk dijalankan oleh printer.
Tergantung pada jenis printer dan ukuran objek, pencetakan membutuhkan waktu beberapa jam untuk diselesaikan. Objek yang dicetak sering kali memerlukan pasca-pemrosesan (seperti pengamplasan, pernis, cat, atau jenis sentuhan akhir konvensional lainnya) untuk mencapai permukaan akhir yang optimal, yang membutuhkan waktu tambahan dan upaya manual.
Berbagai jenis printer 3D menggunakan teknologi berbeda yang memproses bahan berbeda dengan cara berbeda. Mungkin batasan paling mendasar dari 3D Printing, dalam hal bahan dan aplikasi, adalah tidak ada solusi satu ukuran untuk semua.
Jenis/Proses Pencetakan 3D
Sesuai standar ISO/ASTM 52900, semua proses pencetakan 3D dapat dikategorikan ke dalam tujuh kelompok. Masing-masing memiliki pro dan kontra yang terkait dengannya, yang biasanya melibatkan aspek-aspek seperti biaya, kecepatan, sifat material, dan batasan geometris.
- Fotopolimerisasi PPN
Printer 3D berdasarkan fotopolimerisasi Vat memiliki wadah berisi resin fotopolimer, yang dikeraskan dengan sumber cahaya ultraviolet untuk membuat objek.
- Ekstrusi Bahan
Dalam proses ini, filamen bahan termoplastik padat didorong melalui nosel yang dipanaskan, yang melelehkan material dan menyimpannya pada platform pembuatan di sepanjang jalur yang telah ditentukan. Bahan ini akhirnya mendingin dan mengeras, membentuk objek tiga dimensi.
Baca Juga :Aplikasi Terbaik Ubah Foto Jadi Kartun
- Laminasi Lembar
Beberapa printer menggunakan kertas dan plastik sebagai bahan pembuatan untuk menurunkan biaya Pencetakan. Dalam teknik ini, beberapa lapisan plastik perekat, kertas, atau laminasi logam digabungkan secara berurutan dan dipotong menjadi bentuk menggunakan pemotong laser atau pisau.
Mengenal Pencetakan 3D
Resolusi lapisan dapat ditentukan oleh bahan baku material. Biasanya berkisar antara satu dan beberapa lembar kertas fotokopi. Proses ini dapat digunakan untuk membuat bagian besar, tetapi akurasi dimensi produk akhir akan jauh lebih rendah daripada stereolitografi.
- Deposisi Energi Terarah
Teknik deposisi energi terarah umumnya digunakan dalam industri logam berteknologi tinggi dan aplikasi manufaktur cepat. Peralatan pencetakan berisi nosel yang dipasang pada lengan robot multi-sumbu. Nosel menyimpan kekuatan logam pada platform pembuatan, yang kemudian dilebur oleh sinar laser, plasma, atau elektron, untuk membentuk benda padat.
Jenis Pencetakan 3D ini mendukung berbagai logam, material bergradasi fungsional, dan komposit, termasuk aluminium, baja tahan karat, dan titanium. Tidak hanya dapat membangun bagian logam yang benar-benar baru tetapi juga dapat menempelkan material ke bagian yang ada, memungkinkan aplikasi manufaktur hybrid.
- Pengaliran Bahan
Pengaliran material beroperasi dengan cara yang mirip dengan printer kertas inkjet. Dalam proses ini, bahan fotosensitif diterapkan dalam tetesan melalui nosel berdiameter kecil dan kemudian dikeraskan oleh sinar ultraviolet, membangun bagian lapis demi lapis.
Bahan yang digunakan dalam teknik ini adalah termoset fotopolimer (akrilik). Pencetakan multi-bahan dan berbagai bahan (termasuk bahan seperti karet dan bahan transparan) juga tersedia.
Karena pengaliran material Pencetakan 3D dapat membuat bagian dengan akurasi dimensi tinggi dengan permukaan akhir yang halus, ini merupakan pilihan yang menarik untuk pembuatan prototipe visual dan alat komersial.
- Pengaliran Pengikat
Binder jetting menggunakan dua bahan yaitu bahan dasar bubuk dan bahan pengikat cair. Bubuk didistribusikan dalam lapisan yang rata di ruang pembuatan, dan pengikat diterapkan melalui nozel jet, yang ‘merekat’ partikel bubuk untuk membangun objek yang diinginkan.
Polimer lilin atau termoset sering dicampur dengan bubuk terikat untuk meningkatkan kekuatannya. Setelah pencetakan 3D selesai, bubuk sisa dikumpulkan dan digunakan untuk mencetak struktur lain.
Mengenal Pencetakan 3D
Karena tekniknya sangat mirip dengan proses seperti inkjet, teknik ini juga disebut pencetakan 3D injeksi. Ini sebagian besar digunakan untuk mencetak bagian elastomer, overhang, dan prototipe berwarna-warni.
- Fusi Tempat Tidur Bubuk
Fusi tempat tidur bubuk adalah bagian dari manufaktur aditif dimana sumber panas (seperti kepala cetak termal atau laser) digunakan untuk mengkonsolidasikan bahan dalam bentuk bubuk untuk membangun objek fisik.
Aplikasi
Dalam dekade terakhir, 3D Printing telah berkembang secara signifikan. Karena dapat digunakan untuk membuat desain kompleks dengan cepat dengan biaya lebih murah, ia telah menjadi alat penting dalam berbagai industri, mulai dari manufaktur komersial dan obat-obatan hingga arsitektur dan desain khusus.
Banyak teknik manufaktur aditif dapat digunakan untuk memproduksi produk makanan. Printer 3D modern hadir dengan resep yang sudah dimuat sebelumnya dan juga memungkinkan pengguna membuat makanan dari jarak jauh di komputer dan ponsel cerdas mereka. Makanan yang dicetak 3D dapat disesuaikan dalam tekstur, warna, bentuk, rasa, dan nutrisi.
Teknologi ini juga terbukti efektif dalam formulasi farmasi. Formulasi pertama yang diproduksi oleh 3D Printing diproduksi pada tahun 2015. Pada tahun yang sama, FDA menyetujui tablet cetak 3D pertama.
Pada tahun 2014, SpaceX mengirimkan printer 3D tanpa gravitasi pertama ke Stasiun Luar Angkasa Internasional. Sekarang digunakan oleh astronot untuk mencetak alat yang berguna seperti kunci pas soket.
Faktanya, banyak proyek perakitan yang direncanakan di planet atau asteroid akan di-bootstrap dengan menggunakan bahan yang tersedia di wilayah terdekat. 3D Printing adalah salah satu langkah utama dalam bootstrap ini.
Saat ini, perusahaan teknologi mengintegrasikan manufaktur aditif dengan komputasi awan untuk memungkinkan produksi terdistribusi yang terdesentralisasi dan independen secara geografis. Beberapa perusahaan menawarkan layanan pencetakan 3D online (melalui situs web) kepada pelanggan pribadi dan komersial. http://printer 3d
Mengenal Pencetakan 3D
Masa Depan Pencetakan 3D
Impian besar dari 3D Printing adalah “pabrik di rumah semua orang.” Ini mungkin terdengar aneh, tetapi tidak dapat disangkal bahwa memiliki mesin yang dapat secara instan menghasilkan hal-hal yang dapat disesuaikan tanpa batas sangat menarik.
Sama seperti komputer dan smartphone telah memberdayakan miliaran orang, printer 3D mungkin melakukan hal yang sama untuk manufaktur.
Menurut GrandViewResearch, pasar cetak 3D global bernilai $11,58 miliar pada 2019, dan diperkirakan akan mencapai lebih dari $33 miliar pada 2027 (dengan tingkat pertumbuhan 14% per tahun).
Faktor-faktor yang diharapkan dapat mendorong pertumbuhan pasar termasuk R&D yang agresif dan meningkatnya permintaan untuk aplikasi prototipe dari berbagai vertikal industri, terutama otomotif, kedirgantaraan, pertahanan, dan perawatan kesehatan.