Apakah kamu pernah mendengar istilah additive manufacturing? Teknologi ini merupakan salah satu pilar penting dalam revolusi industri 4.0 sekaligus menjadi terobosan yang sangat berguna di bidang manufaktur. Keberadaannya berhasil mengubah cara perusahaan dalam melakukan proses produksi untuk produk-produk mereka.
Dalam artikel ini, kita akan membahas tentang apa itu additive manufacturing, apa saja jenis-jenis, bagaimana cara kerjanya serta apa hubungan antara additive manufacturing dengan cetak 3D. Mari kita kulik sampai tuntas!
Apa itu Additive Manufacturing?
Dilansir dari Acerid, additive manufacturing adalah teknologi yang digunakan untuk membangun objek tiga dimensi (3D) dengan cara menambahkan bahan secara bertahap dan bertingkat. Contoh umum dari penerapan additive manufacturing adalah teknologi pencetakan 3D yang digunakan untuk membuat prototipe berbagai produk sebelum produksi massal dilakukan.
Ini memungkinkan perusahaan untuk menguji desain dan fungsi produk terlebih dahulu, mempersiapkan diri jika revisi diperlukan. Dengan demikian, risiko kerugian karena produksi barang yang belum sempurna dapat dihindari, sehingga biaya yang tidak perlu bisa dipangkas.
Teknologi ini berkembang pesat di berbagai sektor industri termasuk penerbangan, otomotif, pertahanan, peralatan medis, dan farmasi. Bahkan, saat ini, additive manufacturing telah merambah ke industri makanan dan minuman.
Selain itu, pencetakan 3D dalam additive manufacturing juga digunakan untuk menciptakan organ prostetik seperti tangan atau kaki palsu yang dapat membantu individu dengan disabilitas. Dengan teknologi yang terus berkembang, kita mungkin akan menyaksikan bagaimana teknologi ini digunakan lebih luas lagi di berbagai aspek kehidupan dalam beberapa tahun mendatang.
Jenis-Jenis Additive Manufacturing
Teknologi additive manufacturing sudah ada lebih dari 40 tahun. Dalam perkembangannya, berbagai jenis teknologi baru yang mendukung proses additive manufacturing pun bermunculan. Simak jenis-jenisnya berikut ini!
1. Fotopolimerisasi PPN
Photopolymerization of Positive Photoresist atau Fotopolimerisasi PPN adalah proses yang digunakan dalam pencetakan 3D untuk membuat objek dari resin cair. Resin fotosensitif diterapkan lapis demi lapis, dan setiap lapisan diawetkan (dipadatkan) dengan paparan cahaya. Proses ini diulang untuk membangun objek satu lapis demi lapis.
Ada beberapa teknologi berbeda yang dapat digunakan untuk fotopolimerisasi PPN, termasuk:
1. Stereolithography (SLA)
Jenis fotopolimerisasi PPN yang pertama adalah stereolithography atau SLA. Stereolithography (SLA) dikenal sebagai pelopor pencetakan 3D yang menggunakan laser untuk mengeraskan resin cair lapis demi lapis untuk membangun objek secara bertahap.
Mirip mencetak lembaran kertas menjadi model 3D, resin cair dipadatkan (di-curing) untuk membentuk objek yang diinginkan. Teknologi ini terkenal dengan hasil detail yang tinggi, cocok untuk prototipe dan perhiasan.
2. Direct Light Processing (DLP)
Direct Light Processing (DLP) mirip dengan SLA, namun menggunakan proyektor untuk melakukan proses curing resin secara simultan pada seluruh permukaan. Hal ini menghasilkan pencetakan yang lebih cepat, namun resolusi lebih rendah. DLP ideal untuk produksi massal karena kecepatannya, dan cocok untuk objek yang tidak memerlukan detail rumit.
2. Continuous Direct Light Processing (CDLP)
Continuous Direct Light Processing (CDLP) adalah versi DLP yang lebih cepat. CDLP menggunakan sumber cahaya kontinu untuk proses curing resin secara terus menerus, tanpa memerlukan proyektor. Hal ini menghasilkan pencetakan tercepat di antara ketiga teknologi, namun dengan resolusi terendah. CDLP ideal untuk produksi massal dengan cepat, dan cocok untuk objek yang tidak memerlukan detail rumit.
3. Binder Jetting Process
Binder Jetting adalah proses pencetakan 3D yang menggunakan “lem” cair untuk merekatkan material bubuk menjadi objek 3D. Mirip seperti printer inkjet di atas kertas, printhead khusus menyemprotkan cairan pengikat ke bubuk, membentuk tiap lapisan objek. Proses ini diulang hingga objek lengkap, lalu material yang tidak terikat dibersihkan.
Binder Jetting Process dikenal cepat dan bisa menggunakan berbagai material, seperti logam, keramik, dan pasir. Ini menjadikannya ideal untuk prototipe fungsional dan produksi batch kecil.
4. Directed Energy Deposition
Directed Energy Deposition (DED) adalah proses pencetakan 3D yang melelehkan material (biasanya berupa logam atau plastik) dengan sinar laser atau elektron, lalu memadatkannya lapis demi lapis untuk membentuk objek. Material diumpankan dalam bentuk kawat atau bubuk. DED menawarkan beberapa keuntungan dibandingkan metode pencetakan 3D lainnya:
- Kemampuan mencetak objek besar. DED tidak memiliki batasan volume build yang sama dengan metode pencetakan 3D lainnya, memungkinkan pembuatan objek besar seperti turbin angin dan struktur pesawat
- Material logam. DED dapat menggunakan berbagai material logam, termasuk baja, titanium, dan aluminium, menghasilkan objek yang kuat dan tahan lama
- Perbaikan komponen. DED dapat digunakan untuk memperbaiki komponen mesin yang rusak atau aus, menghemat biaya dan waktu dibandingkan dengan manufaktur tradisional
- Kecepatan. DED dapat mencetak objek dengan kecepatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan metode manufaktur tradisional.
Teknologi DED terus berkembang dengan berbagai penelitian dan pengembangan yang dilakukan untuk meningkatkan presisi, kecepatan, dan kemampuan pencetakan.
5. Material Extrusion
Material Extrusion juga dikenal sebagai Fused Deposition Modeling (FDM), adalah proses pencetakan 3D yang paling umum. Bahan filamen plastik dilelehkan dan diekstrusi melalui nozel, membentuk objek lapisan demi lapis seperti lem panas yang membangun model.
Teknologi ini dikenal mudah digunakan, terjangkau, dan menawarkan beragam material filamen untuk berbagai aplikasi, menjadikannya pilihan ideal untuk prototipe, kerajinan, hingga pembuatan suku cadang sederhana.
6. Material Jetting
Material Jetting adalah proses pencetakan 3D yang mirip dengan inkjet printing pada kertas. Namun, alih-alih tinta, printhead khusus menyemprotkan material cair ke platform, membangun objek secara bertahap.
Material cair ini bisa berupa photopolymer yang mengeras dengan sinar UV, atau material seperti lilin yang kemudian diberi finishing. Material Jetting dikenal dengan kemampuan menghasilkan objek berwarna penuh dan detail halus, menjadikannya ideal untuk prototipe estetis dan model anatomi.
7. Powder Bed Fusion
Powder Bed Fusion (PBF) adalah proses pencetakan 3D yang menggunakan energi panas untuk melelehkan atau melekatkan bubuk material, membangun objek 3D lapis demi lapis. Ada dua jenis utama PBF:
- Selective Laser Sintering (SLS). Mencetak plastik dengan laser yang memanaskan dan melelehkan bubuk plastik secara selektif, menempelkannya pada area yang disinari
- Direct Metal Laser Sintering (DMLS). Mirip dengan SLS, tetapi menggunakan laser berdaya tinggi untuk melelehkan bubuk logam, menghasilkan objek logam padat.
8. Sheet Lamination
Sheet Lamination yang juga dikenal sebagai Laminated Object Manufacturing (LOM), adalah proses pencetakan 3D yang membangun objek dengan cara melapisi lembaran tipis material, seperti kertas, plastik, atau logam.
Setiap lapisan dipotong sesuai bentuk yang diinginkan menggunakan laser atau pisau, lalu direkatkan menggunakan perekat, panas, atau tekanan. Proses ini diulang hingga objek lengkap. LOM dikenal sebagai metode yang cepat dan hemat biaya untuk pembuatan prototipe sederhana, model visual, dan objek non-fungsional.
Bagaimana Cara Kerja Additive Manufacturing?
Setelah memahami apa itu additive manufacturing dan jenis-jenisnya, hal berikutnya yang perlu kamu ketahui adalah bagaimana cara kerja teknologi ini. Additive manufacturing bekerja dengan menambahkan material, berbeda dengan proses manufaktur tradisional yang umumnya melibatkan pengurangan atau penghapusan sebagian bahan mentah untuk mencapai bentuk akhir produk yang diinginkan.
Dalam additive manufacturing, mesin menambahkan ribuan lapisan kecil yang bergabung secara bersamaan untuk membentuk produk akhir sesuai keinginan. Proses ini membutuhkan teknologi komputer dan perangkat lunak khusus yang disebut computer-aided-design (CAD).
Perangkat lunak itulah yang memberikan instruksi kepada printer 3D mengenai bentuk akhir produk yang diinginkan. Bahan yang digunakan dalam cartridge juga dapat disesuaikan sesuai kebutuhan perusahaan. Secara umum, proses atau cara kerja dalam additive manufacturing dapat kamu lihat dalam uraian berikut:
- Desain. Model 3D dibuat dengan perangkat lunak CAD
- Persiapan. Model 3D diiris menjadi lapisan-lapisan tipis
- Pencetakan. Material ditambahkan secara bertahap, mengikuti instruksi dari irisan model 3D
- Pasca-pemrosesan. Objek 3D dibersihkan dan di-finishing.
Apa Hubungan Additive Manufacturing dengan Cetak 3D?
Cetak 3D adalah salah satu teknologi additive manufacturing, yang merupakan proses pembuatan objek 3D dengan cara menambahkan material secara bertahap. Additive manufacturing memiliki banyak teknologi lain, seperti Selective Laser Sintering (SLS), Stereolithography (SLA), dan Fused Deposition Modeling (FDM). Hubungan antara additive manufacturing dan cetak 3D dapat kamu pahami melalui uraian berikut ini!
- Cetak 3D adalah salah satu bentuk additive manufacturing. Additive manufacturing adalah istilah umum untuk semua teknologi yang membangun objek 3D secara bertahap, sedangkan Cetak 3D adalah salah satu teknologi spesifik yang termasuk dalam kategori additive manufacturing
- Cetak 3D menggunakan file 3D untuk membuat objek. File 3D ini dapat dibuat dengan software CAD atau dengan cara scanning objek yang sudah ada. Additive manufacturing di sisi lain, adalah proses yang lebih luas yang dapat menggunakan berbagai jenis format file, termasuk file 3D, untuk membuat objek sesuai dengan kebutuhan
- Cetak 3D dapat digunakan untuk membuat berbagai macam objek. Cetak 3D dapat digunakan untuk membuat prototipe, produk akhir, dan bahkan bagian tubuh manusia. Additive manufacturing di sisi lain, lebih umum digunakan untuk pembuatan prototipe dan manufaktur produk
- Cetak 3D masih merupakan teknologi yang relatif baru. Teknologi ini terus berkembang dan semakin banyak digunakan di berbagai industri. Additive manufacturing, sebagai istilah yang lebih luas, telah ada selama beberapa dekade, tetapi teknologi additive manufacturing yang spesifik, seperti cetak 3D terus berkembang pesat.
Additive manufacturing termasuk pencetakan 3D telah membawa revolusi besar dalam dunia produksi barang, memungkinkan perusahaan untuk mengurangi biaya dan risiko dengan menguji desain produk sebelum produksi massal.
Dengan beragam teknologi yang terus berkembang, additive manufacturing tidak hanya memengaruhi industri konvensional, tetapi juga merambah ke sektor-sektor baru seperti makanan dan minuman serta produksi organ prostetik. Dengan inovasi terus-menerus, additive manufacturing akan terus menjadi kekuatan utama dalam industri manufaktur modern.
Ingin merasakan sendiri bagaimana kemudahan teknologi cetak 3D ini? Kamu bisa mencobanya langsung dengan menggunakan jasa 3D printing dari FOMU merupakan penyedia layanan cetak 3D yang siap membantumu memproduksi berbagai item baik bahan jadi, prototipe maupun spare part sesuai dengan kebutuhan. Hubungi Fomu dan konsultasikan kebutuhan cetak 3D-mu sekarang juga!
Baca juga: Apa Sih CAM (Computer-Aided Manufacturing)? Yuk, Kenalan!