Metal 3D printing merupakan inovasi terbaru dalam industri percetakan. Bisnis percetakan sendiri memiliki sejarah panjang dalam keterlibatannya dengan berbagai sektor, baik bisnis, pendidikan, dan lainnya. Keseluruhan industri memiliki sifat dinamis atau terus berinovasi dengan perkembangan zaman. Sebab itu, industri percetakan pun dituntut demikian, hingga terlahir konsep metal printing 3D tersebut.
Apa Itu Metal 3D Printing?
Jadi, 3D metal printing biasa disebut juga dengan istilah additive manufacturing untuk logam. Teknik ini merupakan sebuah terobosan besar dalam dunia manufaktur karena memungkinkan kita menciptakan objek tiga dimensi dari logam yang tingkat detail dan kompleksitasnya sulit dicapai dengan metode cetak konvensional. Bagaimana teknik printing metal 3D ini bisa ditemukan?
Perjalanan penemuan teknik cetak tiga dimensi dengan material logam ini cukup panjang. Tahun 1970, konsep percetakan tiga dimensi baru ditemukan di mana masih menggunakan material cetak pada umumnya seperti karton. Kemudian pada 1980, dr. Carl Deckard mengembangkan printer 3D laser sintering plastik yang meningkatkan potensi peleburan logam sebagai objek cetak.
Baru pada 1995, logam benar-benar dileburkan untuk menjadi objek cetak menggunakan mesin printer dan pengembangannya dipimpin oleh EOS, perusahaan multi nasional yang bergerak di bidang teknologi dan perangkat lunak. Sejak itu, industri cetak 3D dengan bahan metal terus berkembang dan bertahan hingga saat ini.
Apa yang membuat metal 3D printing berbeda dengan metode cetak tiga dimensi yang lainnya? Banyak sekali, mulai dari proses persiapan dan pengerjaan lebih lama, harga material juga tentu lebih mahal, tapi hasilnya presisi dan detail yang tidak diperoleh dari teknik cetak 3D selain logam.
Metal 3D Print Digunakan untuk Apa?
Setelah memahami pengertian dari 3D metal printing dan perbedaannya dengan teknik cetak tiga dimensi yang lain, bagaimana dengan penggunaannya? Implementasi percetakan objek logam ini sangat luas, antara lain:
- Industri kedirgantaraan (aerospace) di mana teknik cetak 3D logam dipakai membuat prototipe pesawat terbang, membuat komponen kritis seperti turbin, dan komponen lain yang disesuaikan dengan kebutuhan spesifik pesawat.
- Industri medis untuk membuat: komponen implan seperti tulang buatan, model anatomi tubuh manusia, dan membuat alat bedah custom.
- Industri otomotif untuk membuat prototipe, komponen khusus seperti saluran pendingin, dan komponen mobil yang dipersonalisasi sesuai preferensi pelanggan.
- Industri perhiasan guna membuat prototipe model perhiasan dengan desain unik atau produksi masal.
- Industri energi untuk mencetak turbin atau peralatan yang dioperasikan di lingkungan keras.
- Industri elektronik yang biasa dipakai membuat prototipe barang-barang elektronik.
Baca juga: Hasil 3D Printer, 9 Produk Ini Ternyata Sering Ditemui!
Bahan yang Digunakan untuk Metal 3D Printing
Luas bukan skala penggunaan teknik metal 3D printing di atas? Berikutnya, kamu perlu tahu bahan-bahan yang dipakai dalam proses cetak tiga dimensi ini. Apa saja? Secara teknis, materilanya terbagi menjadi 3 jenis – yang kemudian kembali diklasifikasikan menjadi beberapa macam material berbeda, yaitu:
1. Logam Paduan
- Baja Tahan Karat (Stainless Steel): logam yang populer karena kekuatannya, ketahanan terhadap korosi, dan kemudahan pengolahannya.
- Titanium: kekuatannya yang tinggi namun bobotnya ringan, serta ketahanan terhadap suhu ekstrem dan korosi. Umumnya dipakai dalam industri kedirgantaraan dan medis.
- Aluminium: ringan dan mudah dibentuk, biasa untuk prototipe dan komponen ringan.
- Nikel Superalloy: tahan terhadap suhu tinggi dan korosi, sering digunakan dalam industri penerbangan.
- Cobalt Chrome: biasa dipakai untuk implan medis karena biokompatibilitasnya.
2. Logam Murni
- Emas: Digunakan untuk membuat perhiasan dan prototipe elektronik.
- Perak: Sering digunakan dalam pembuatan perhiasan dan kontak listrik.
- Tembaga: Digunakan untuk membuat konduktor listrik dan komponen elektronik.
3. Paduan Khusus
- Inconel: paduan nikel-kromium yang tahan terhadap suhu tinggi dan korosi, sering dipakai dalam industri penerbangan dan tenaga nuklir.
- Hastelloy: perpaduan nikel yang sangat tahan terhadap korosi yang digunakan dalam industri kimia.
- Stellites: paduan kobalt-kromium keras dan tahan abrasi, sering digunakan untuk membuat alat potong.
Teknologi Apa yang Digunakan untuk Metal 3D Printing?
Dalam penerapan teknik metal 3D printing, ada 6 macam teknologi yang digunakan seperti berikut:
1. Selective Laser Melting (SLM)
Teknologi ini melibatkan penggunaan laser berdaya tinggi untuk melebur bubuk logam lapisan demi lapisan atau secara selektif, hingga membentuk objek tiga dimensi yang diinginkan. Berikut cara kerja dan proses teknologi SLM selengkapnya:
- Pembentukan lapisan di mana bubuk logam disebarkan secara merata pada platform build (nampan cetak).
- Pembacaan data berformat CAD (Computer-Aided Design) dari objek yang akan dicetak. Kemudian data itu diubah menjadi instruksi untuk laser.
- Pengerjaan laser berdaya tinggi yang memindai bubuk logam sesuai dengan data CAD, lalu melebur partikel logam menjadi objek.
- Pengulangan proses pada setiap lapisan, hingga objek tiga dimensi berhasil terbentuk sempurna.
- Pengerjaan pasca proses di mana objek dibersihkan dari bubuk logam yang tidak meleleh, kemudian dilakukan heat treatment dan finishing.
2. Direct Metal Laser Sintering (DMLS)
Proses ini berlaku untuk membuat objek logam tiga dimensi langsung dari model (data) digital. Berikut proses dan cara kerjanya:
- Meletakkan bubuk logam pada platfrom built.
- Pemindaian laser pada bubuk logam yang akan membentuk titik-titik memadat sesuai pola data.
- Pengulangan proses hingga objek terbentuk sempurna.
- Finishing.
3. Electron Beam Melting (EBM)
Electron Beam Melting (EBM) merupakan teknologi metal 3D printing yang menggunakan berkas elektron berenergi tinggi untuk melelehkan bubuk logam. Proses dan cara kerja EBM bisa kamu lihat di bawah ini:
- Pemanasan preheating di mana seluruh ruang proses dipanaskan hingga suhu tinggi (sekitar 700-1000o C) sebelum proses peleburan dimulai. Hal ini membantu mengurangi tekanan internal dan meningkatkan kualitas hasil jadi.
- Pemindaian berkas elektron yaitu pemancaran berkas dari sumber elektron dan diarahkan secara presisi ke bubuk logam menggunakan medan magnet.
- Proses pendinginan dan solidifikasi dari bubuk logam yang sudah terbentuk menjadi pola.
- Penambahan lapisan dan pembentukan objek hingga tercetak sempurna.
- Finishing akhir.
4. Binder Jetting
Secara teknis prosedur dan cara kerja sama seperti DMLS dan BEM, hanya saja untuk proses perekatan logam untuk membentuk lapisan demi lapisan objek menggunakan perekat. Leburan logam direkatkan satu per satu hingga membentuk objek cetak sempurna sesuai keinginan.
5. Laser Metal Deposition (LMD)
Teknik ini mirip dari cara kerja DMLS yang menggunakan sinar laser. Hanya saja, ditambahkan penggunaan substart untuk mendeposisikan logam yang dibentuk. Alhasil objek cetak yang sudah jadi bisa dengan mudah diubah apabila terdapat kesalahan. Prosesnya memang memakan waktu lebih panjang, tapi hasilnya sangat memuaskan.
6. Metal Filament Deposition (MFD)
Proses ini menggunakan filamen yang terbuat dari campuran bubuk logam dan polimer pengikat. Cara Kerja MFD cukup berbeda dari teknologi 3D metal printing lainnya, yaitu:
- Ekstrusi filamen yang mana campuran bubuk logam dan polimer pengikat dimasukkan ke dalam sebuah ekstruder yang sudah dipanaskan.
- Deposisi material yang sudah dipanaskan untuk ekstruksi lapisan demi lapisan ke atas platform build dan memulai pembentukan objek.
- Pembuangan pengikat polimer dengan cara dihilangkan dari bagian yang sudah dicetak, biasanya menggunakan terapi panas.
- Sintering, yaitu melebur bubuk logam yang tersisa menjadi satu hingga padat, kemudian dibersihkan saat finishing.
Lengkap bukan penjelasan metal 3D printing di atas? Kalau kamu ingin mencetak objek dari logam dengan format tiga dimensi, kamu bisa mempercayakannya ke Fomu. Baik untuk industri maupun kebutuhan pribadi, Fomu siap mencetak objek logam 3D sesuai permintaanmu. Konsultasi sekarang lewat nomor layanan pelanggan Fomu yang selalu siaga untuk kamu!