Pencetakan 3D mengubah gulungan filamen plastik atau baki resin menjadi benda fisik. Pencetakan 3D bukan milik dunia ini sama sekali. NASA memiliki printer 3D di Stasiun Luar Angkasa Internasional, dan para astronot dapat membuat alat khusus (seperti kunci pas perbaikan ini) tanpa harus menerbangkannya ke luar angkasa.
Pencetakan 3D telah diadopsi oleh siswa, pengusaha, amatir, dan pabrik besar. Karena pencetakan 3D memungkinkan desain digital untuk dikonversi menjadi objek nyata, berbagai penggunaan telah ditemukan.
Dokter dapat mencetak model fisik anatomi pasien untuk memvisualisasikan program dengan lebih baik dan menunjukkan praktiknya. Insinyur pabrik dapat membuat perlengkapan dan perlengkapan khusus yang menghemat waktu dan mengurangi kerusakan selama pembuatan. Komunitas mendorong ruang kewirausahaan, mengajarkan keterampilan STEM dan membantu memulai usaha baru, menciptakan lapangan kerja baru dan peluang lokal.
Sementara pencetakan 3D terutama digunakan untuk produksi benda-benda plastik, pencetakan 3D juga dapat menghasilkan benda-benda logam, meskipun ini adalah proses yang lebih mahal dan kurang umum daripada pencetakan 3D plastik.
Ringkasan bisnis plan
Apa itu pencetakan 3D? Pencetakan 3D adalah proses menciptakan objek fisik dari model digital. Pencetakan 3D adalah proses tambahan. Lapisan plastik dibangun satu demi satu untuk membuat objek.
Bagaimana pencetakan 3D memengaruhi ekonomi?
Pencetakan 3D adalah bagian integral dari gerakan pabrikan dan bermanfaat bagi masyarakat, pendidikan, pengusaha, dan bisnis tradisional. Ini membantu mempromosikan penciptaan produk baru dan perusahaan baru, dan mengajarkan keterampilan yang dapat dikonversi menjadi berbagai pekerjaan teknis dan profesional.
Seberapa mahalkah pencetakan 3D dibandingkan dengan proses pembuatan tradisional?
Itu tergantung. Harganya jauh lebih murah dan membuat prototipe, perlengkapan, peralatan, dan perlengkapan dengan pencetakan 3D jauh lebih sedikit waktu. Namun, begitu biaya pemasangan dan alat dibayar, teknik pembuatan tradisional (seperti cetakan injeksi) dapat menghasilkan objek lebih cepat dan dengan biaya lebih rendah.
Bagaimana pencetakan 3D memengaruhi rantai pasokan?
Pencetakan 3D sangat ideal untuk pembuatan jangka pendek dan produksi skala kecil. Ini juga memungkinkan suku cadang untuk "disimpan di cloud" sehingga persediaan fisik tidak diperlukan sebelum objek diperlukan. Dengan menyediakan objek 3D secara global dalam bentuk digital dan mencetaknya secara lokal, biaya dan waktu transportasi dapat sepenuhnya dihilangkan.
Bisakah pencetakan 3D mengubah manufaktur?
Manufaktur sedang mengalami perubahan luar biasa, dan pencetakan 3D adalah salah satu elemennya. Faktor-faktor lain termasuk peningkatan volume dan throughput data yang signifikan, peningkatan analisis, peningkatan faktor manusia, dan otomatisasi berbagai proses produksi.
Apa itu pencetakan 3D?
Pencetakan 3D adalah proses menciptakan objek (biasanya plastik, tetapi kadang-kadang bahan logam atau komposit) dari model digital. Sebagian besar printer 3D menambahkan bahan ke lapisan yang sangat tipis pada suatu waktu, itulah sebabnya printer 3D diklasifikasikan sebagai "manufaktur aditif."
Bagaimana cara kerja manufaktur aditif?
Printer komputer biasanya mengoperasikan satu baris pada satu waktu. Printer 3D lebih seperti plotter, menggerakkan print head di sepanjang sumbu X dan Y untuk menggambar pola. Dalam hal printer 3D, printer 3D adalah tiga dimensi. Setelah pola digambar, print head bergerak ke atas (atau print bergerak menghadap ke bawah) dan pola lainnya digambar pada yang pertama.
Bagaimana cara kerja printer 3D?
Ada beberapa jenis printer 3D, tetapi kami akan fokus pada dua jenis: pemodelan deposisi menyatu (atau FDM) dan stereolithografi (atau SLA).
FDM dimulai dengan koil filamen. Biasanya ini adalah helai setebal 1,75 atau 2,85 mm yang digulung ke poros. Printer FDM memanaskan filamen, mengekstrusinya melalui nozzle ekstruder, dan meletakkan lapisan pada permukaan build. Lapisan-lapisan ini sangat tipis dan ketika setiap lapisan cair diletakkan di atas lapisan sebelumnya, sebagian meleleh saat didinginkan.
Seiring waktu - terkadang dibutuhkan banyak waktu - sebuah objek dibangun dari ratusan atau ribuan lapisan ini.
SLA dimulai dengan resin cair. Baki pembangun turun ke dalam resin (biasanya terbalik) dan cahaya (kadang-kadang dari LCD, kadang-kadang dari laser UV) menghasilkan reaksi kimia dalam resin yang mengeras. Ketika setiap lapisan terkena cahaya, printer mengangkat platform build sedikit menjauh dari sel resin, mengekspos lapisan berikutnya.
FDM adalah bentuk paling umum dari pencetakan 3D bahan ekstrusi. SLA adalah bentuk paling umum dari pencetakan 3D photopolymeric. Kedua metode pencetakan ini telah mencapai tingkat biaya yang cukup rendah yang terjangkau oleh konsumen, amatir, pendidik, pengusaha, dan usaha kecil, tetapi mereka biasanya terbatas pada produksi plastik, komposit plastik, dan bahan nilon. .
Bentuk lain dari printer 3D dapat digunakan, tetapi membutuhkan biaya pembelian yang besar. Ini termasuk pencetakan 3D bed bed (menjatuhkan bubuk dan kemudian membentuk fusi), pembuatan laminasi (mengikat lembaran dan kemudian memotongnya), deposisi energi terarah (ini agak mirip jika tukang las dan printer FDM lahir) Dan fabrikasi bentuk berkas elektron bebas bentuk (Mengeluarkan sinar elektron dalam ruang hampa untuk menghasilkan logam cair berdasarkan model 3D).
Bentuk-bentuk terakhir dari pencetakan 3D ini biasanya digunakan untuk membuat bagian logam, sedangkan FDM dan SLA paling sering digunakan untuk membuat benda-benda plastik.
Yang sama adalah bahwa mereka membuat objek baru dengan menambahkan dan memadukan bahan baku secara bertahap.
Apa pencetakan 3D tidak
Printer 3D bukan replikator Star Trek. Siapa pun dengan printer 3D akan memberi tahu Anda bahwa begitu tamu melihat printer beraksi, imajinasi mereka akan bersemangat. Hampir segera, mereka akan mulai memanggil jenis barang yang ingin mereka buat. Seringkali ini bahkan bukan barang yang sudah ada, tetapi mereka percaya bahwa keajaiban pencetakan 3D dapat menciptakan penemuan baru dalam semalam.
Bagaimana pencetakan 3D memengaruhi ekonomi?
Sama seperti pencetakan 3D adalah faktor dalam tren transformasi manufaktur digital, pencetakan 3D adalah elemen tren ekonomi yang lebih besar dan kebangkitan gerakan produsen.
Aspek produksi yang menarik adalah inklusivitas dan netralitas gender. Ini mencakup semuanya, mulai dari pembuatan boneka hingga desain robot, dari scrapbooking hingga membuat furnitur, dari pembuatan kulit hingga pencetakan 3D. Ini adalah kata yang mengandung apa pun yang membuat segala sesuatu menjadi murni dan sederhana.
Manufaktur berbeda dari manufaktur, meskipun sering mengarah ke manufaktur. Ketika seseorang mendesain produk dan membuat prototipe, pertimbangkan membuatnya. Setelah prototipe dalam produksi aktif, itu adalah pembuatan. Sekarang, menggabungkan produksi desktop dengan crowdfunding, Anda dapat merancang prototipe yang sangat kompleks yang kemudian didanai oleh pelanggan potensial.
Keuntungan dan kerugian printer FDM dan SLA
Karena printer FDM dan SLA sudah tersedia untuk amatir dan profesional, mereka adalah jenis printer 3D yang paling umum. Versi konsumen dapat digunakan untuk ratusan dolar, dan mesin profesional untuk pembuatan prototipe dan fixture dihargai antara $ 3.000 dan $ 6.000.
Ini adalah teknologi pencetakan 3D yang kemungkinan besar akan Anda investasikan.
Printer FDM
FDM adalah teknologi pencetakan 3D amatir arus utama, masih memimpin pasar dalam hal merek dan pasokan produk serta volume penjualan.
Salah satu tantangan utama pencetakan 3D adalah untuk mendapatkan hasil cetak objek yang sukses. Pencetakan gagal karena plastik yang diendapkan memanas atau mendingin terlalu cepat karena lapisan tersebut tidak berhasil mengikat karena cetakan terlepas dari permukaan pelat cetak karena penyumbatan filamen pada ekstruder, serta berbagai masalah produksi lainnya.
Printer FDM dapat mencetak dalam berbagai plastik. Setiap plastik memiliki karakteristik berbeda yang membuat pencetakan lebih mudah atau lebih sulit dan menghasilkan karakteristik yang berbeda di bagian akhir.
Jenis filamen yang paling umum adalah PLA (polylactic acid), yang sangat mudah dicetak, tetapi bisa sangat rapuh dan akan berubah bentuk di bawah sinar matahari.
Nylon sangat fleksibel, tetapi biasanya membutuhkan banyak mengutak-atik agar pengaturan cetaknya berfungsi.
ABS lebih kuat (terbuat dari LEGO), tetapi laju pendinginannya biasanya menyebabkan ikal yang mendasarinya mengubah seluruh cetakan. Ini juga memiliki bau yang tidak menyenangkan dan asap yang cukup beracun.
Beberapa pemasok menyuntikkan plastik dasar (terutama PLA) ke dalam bahan lain, termasuk kayu, logam dan serat karbon. Masing-masing mengubah karakteristik objek cetakan jadi.
Sebagian besar printer FDM memiliki extruder yang dapat mencetak satu gulungan filamen pada satu waktu. Printer FDM yang lebih maju (dan mahal) dapat mencetak dua, tiga, empat atau lebih filamen sekaligus, memungkinkan printer untuk mencampurkan warna, sifat fungsional (seperti plastik padat dan engsel fleksibel) dan bahan pendukung yang larut.
Cetakan terbuat dari seutas plastik cair, jadi menggantungnya bisa menjadi masalah. Meskipun printer FDM biasanya dapat mencetak lingkaran atau sudut hingga 45-60 derajat, mereka tidak dapat mencetak pada celah udara karena plastik cair hanya akan tenggelam ke dalam celah tersebut.
Untuk mengompensasi celah besar, sebagian besar printer akan menghasilkan dukungan, atau menara plastik sementara yang dapat mendukung area jembatan. Printer monofilamen menggunakan bahan yang sama dengan objek itu sendiri dan memiliki berbagai pengaturan yang membuatnya mudah untuk menghapus dukungan.
Printer filamen ganda sering mencetak dengan bahan pendukung yang dapat larut seperti PVA (alkohol polivinil) yang merupakan bahan yang hampir sama dengan yang terbuat dari Lem Elmer. Setelah pencetakan filamen ganda selesai, itu tenggelam dalam air selama berjam-jam (atau kadang-kadang hari) dan PVA larut, meninggalkan cetakan utuh dengan rongga terbuka yang dirancang oleh perancang untuk objek akhir.
Karena printer FDM mencetak berlapis-lapis, orientasi objek yang sedang dicetak bisa menjadi penting. Ikatan antar lapisan seringkali lebih lemah dari plastik linier. Dengan demikian, penempatan di atas tempat tidur harus memperhitungkan hal-hal yang mungkin menjadi stres.
Printer FDM tersedia dalam berbagai ukuran. Semakin besar ukurannya, semakin sulit cetaknya, karena seringkali sulit untuk menyeimbangkan karakteristik panas dalam area full build.
Printer FDM juga menawarkan berbagai ukuran nozzle. Semakin besar nozzle, semakin banyak bahan diekstrusi per menit, tetapi semakin halus hasil akhirnya. Semakin kecil nosel, semakin detail cetakannya. Mencetak dengan nosel besar atau nosel kecil akan menimbulkan tantangan lain, seringkali terkait dengan dukungan, penghubung, dan manajemen panas.
Printer SLA
Printer SLA memiliki banyak fitur yang membuatnya keluar dari arus utama:
Resin cair yang mereka gunakan sangat beracun dalam bentuknya yang tidak diawetkan. Jika Anda mendapatkannya, itu dapat menyebabkan luka bakar atau ruam yang menyakitkan.
Hasil cetak yang sudah jadi perlu diproses dalam bak mandi dan kemudian disembuhkan. Mereka akan berubah bentuk selama waktu pemrosesan ini. Mereka juga beracun.
Printer SLA lebih rumit daripada printer FDM karena resin cair dan rendaman pemrosesan.
Printer SLA biasanya memiliki area bangun yang sangat kecil, menghasilkan cetakan yang biasanya kecil. Resin biasanya diformulasikan secara khusus untuk printer tertentu, sehingga pengguna dapat mengunci produk pemasok, yang dapat membatasi pilihan material dan warna.
Meski begitu, printer SLA menjadi lebih populer, terutama karena mereka menghasilkan cetakan dengan detail yang sangat halus dan beberapa lapis lapisan. Ini membuatnya sangat cocok untuk membuat prototipe desain perhiasan dan cetakan, desain medis dan gigi kecil, dan hobi seperti model kereta api dan miniatur game.
Desain dan persiapan cetakan
Proses perpindahan dari objek cetakan kreatif ke 3D harus terlebih dahulu melewati dua teknologi alat perangkat lunak: perangkat lunak pemodelan 3D (atau CAD) dan alat pengiris.
Perangkat lunak pemodelan 3D
Perangkat lunak pemodelan 3D (juga dikenal sebagai CAD (untuk desain berbantuan komputer)) dapat dianggap sebagai mesin pembuat model 3D. Dengan cara yang sama, Anda dapat menggunakan Photoshop untuk membuat grafik, Illustrator untuk membuat ilustrasi, atau menggunakan Word untuk membuat artikel seperti ini, dan perangkat lunak CAD untuk membuat desain model 3D.
Ada banyak program CAD di luar sana, dan setiap program paling cocok untuk tugas yang berbeda. Saya berganti-ganti antara TinkerCAD dan Fusion 360, tergantung pada apakah saya perlu membuat bagian cepat atau desain yang lebih kompleks.
Alat pengiris
Program CAD menghasilkan model virtual objek 3D. Tetapi kebanyakan pencetakan 3D dilakukan lapis demi lapis. Proses mengubah desain 3D menjadi serangkaian gerakan mesin pada bidang dua dimensi (dan kemudian memindahkan bidang) adalah tugas dari program slicer.
Baca lebih lanjut: https://www.zdnet.com/article/everything-you-need-to-know-about-3d-printing-and-its-impact-on-your-business/