3DKanAja.com – Metal 3D printing saat ini digunakan di hampir setiap industri, mulai dari perkakas, implan tulang, suku cadang kendaraan hingga perhiasan.
Berkat kemajuan teknologi, membuat karya 3D print berbahan metal bisa lebih cepat, murah dan andal dari sebelumnya.
Biasanya metal 3D printing digunakan untuk menciptakan prototipe fungsional berkecepatan tinggi. Bahan yang digunakan sama dengan komponen pada produksi akhir.
Metal 3D printing memungkinkan pembuatan komponen yang kompleks dengan presisi tinggi. Hal ini berguna dalam industri kedirgantaraan, otomotif, kesehatan, dan manufaktur untuk membuat komponen-komponen yang sulit dicetak secara konvensional.
Ada juga komponen metal 3D printing yang dapat ditemukan sehari-hari, seperti tongkat golf, komponen hingga rangka sepeda, dan sebagai produk medis, seperti implan gigi dan peralatan bedah.
Untuk metal 3D printing, ada lebih dari 10 jenis teknologi yang digunakan dan ratusan 3D printable metals.
Ada mesin desktop metal yang mudah digunakan dan terjangkau serta solusi industri berskala besar.
Metal 3D printing kini semakin populer di kalangan pelaku bisnis, dari usaha kecil hingga produsen besar dengan teknologi canggih.
Dalam beberapa tahun terakhir, terhentinya rantai pasokan suku cadang logam dari pabrik luar negeri telah mendorong berbagai jenis pabrikan, mulai dari bengkel mesin lokal hingga produsen mobil besar, untuk memindahkan produksi suku cadang logam sendiri, terutama untuk prototipe dan peralatan.
Metal 3D printing menggantikan proses pemesinan untuk suku cadang tunggal, penggantian, dan kebutuhan jangka pendek karena lebih cepat dan ekonomis.
Ini menghemat biaya dan memungkinkan pencetakan satu bagian dalam hitungan jam, bukan hari.
Ini jauh lebih menguntungkan daripada menunggu pesanan dari pabrik luar negeri yang bisa memakan waktu berbulan-bulan, bahkan tahunan.
Perusahaan yang dulunya mengandalkan fabrikasi logam pihak ketiga sekarang dapat melakukan proses ini sendiri.
Di seluruh dunia, militer menjadi salah satu pengguna utama metal 3D printing, menggunakan teknologi ini untuk suku cadang lapangan agar operasi militer tetap berjalan.
Peran Metal 3D Printing dalam Inovasi di Industri Aeronautika dan Medis
Khususnya dalam industri aeronautika dan medis, perusahaan memanfaatkan kemampuan unik metal 3D printing untuk menghasilkan produk baru yang revolusioner.
Teknologi ini mampu mencetak bentuk yang rumit yang sulit dicapai dengan metode pembuatan logam lainnya.
Dari saluran internal hingga struktur berjaringan yang kompleks, hingga konsolidasi beberapa bagian menjadi satu kesatuan padat, metal 3D printing membuka jalan bagi inovasi, dari mesin roket hingga implan tulang belakang khusus pasien.
Merancang suku cadang dari awal dan mencetaknya dengan metal 3D printing memungkinkan pembuatan bagian yang lebih ringan, lebih kecil, dan lebih efisien.
Kenapa Harus Memilih Metal 3D Printing?
Metal 3D printing bukan satu-satunya teknologi, namun merupakan salah satu alternatifnya. Ada sekitar 10 cara untuk mencetak komponen logam 3D, mulai dari printer desktop hingga versi industri seukuran kontainer pengiriman.
Anda dapat mencetak komponen logam 3D pada printer dengan harga terjangkau atau bahkan komponen satelit bersertifikasi penerbangan pada printer dengan harga yang lebih terjangkau.
Metode metal 3D printing meliputi filamen metal, bubuk metal, atau kawat metal. Bahkan ada pilihan material seperti resin berinfusi logam, batang logam, dan pelet logam, masing-masing menghasilkan suku cadang dengan karakteristik yang berbeda.
Memilih teknologi metal 3D printing yang tepat melibatkan pertimbangan terhadap detail dan bentuk, ukuran, kekuatan, jenis logam, biaya, kecepatan pencetakan, dan volume produksi.
Setiap teknologi memiliki kelebihan dan kekurangan dalam hal ini, dan tidak ada metode 3D printing yang bisa memberikan kekuatan, kecepatan, dan kualitas yang sempurna sekaligus, sehingga prioritas harus dipilih sesuai kebutuhan.
Aneka Teknologi Metal 3D Printing
Sekarang ini, setidaknya sudah tersedia 10 jenis teknologi Metal 3D Printing, antara lain:
- Fused Deposition Modeling (FDM)
- Laser Powder Bed Fusion (LPBF) / Selective Laser Melting (SLM)
- Electron Beam Melting (EBM) / Powder Bed Fusion with Electron Beam
- Metal Binder Jetting
- Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM)
- Directed Energy Deposition with laser (DED)
- Directed Energy Deposition with electron beam (DED eBeam)
- Metal Lithography
- Cold Spray
- Micro 3D Printing
Metal 3D printing di sini tidak perlu metal bahan khusus. Banyak mesin dan teknologi dapat menggunakan bahan metal yang sama persis dengan yang digunakan dalam metode pembuatan lainnya, seperti print injeksi atau pengelasan.
Namun, beberapa teknologi 3D printing bekerja paling baik dengan metal, terutama bubuk, yang dibuat khusus untuk 3D printing.
Beberapa metal, terutama yang reaktif atau reflektif, seperti tembaga, memerlukan 3D printer khusus dengan fitur khusus untuk menangani logam ini.
Pada akhirnya, hampir tidak ada metal yang tidak bisa di-print 3D. Anda dapat melakukan 3D printing mulai dari emas murni hingga krom kobalt.
Metal yang paling umum untuk 3D print adalah baja tahan karat. Semua teknologi 3D print dapat mencetak bahan ini ke berbagai tingkat kekuatan dan kerapatan.
Misalnya, saat menilai opsi pencetakan 3D baja tahan karat, pertimbangkan kerapatan bagian akhir yang diperlukan (90% – 99,6%), porositas (yang bisa menjadi kelemahan atau keuntungan tergantung pada aplikasinya), dan perangkat mekanis biasa sifat-sifat yang diperlukan, seperti kekuatan tarik.
Jenis Bahan Metal 3D Print
Ada beberapa jenis bahan yang biasa digunakan untuk metal 3D printing. Apa sajakah itu?
Stainless Steel (SS316L)
Stainless Steel (SS316L) adalah paduan baja tahan karat rendah karbon yang menawarkan kekuatan luar biasa, ketahanan korosi dan keuletan yang tinggi, serta sifat termal yang baik, sehingga cocok untuk pembuatan prototipe umum, komponen mesin, instrumen medis, dan lain-lain.
Berikut ini karakteristik utama metal 3D printing berbahan stainless steel:
- Kekuatan luar biasa
- Korosi, suhu, dan ketahanan kimia yang tinggi
- Daktilitas tinggi
- Cocok untuk aplikasi yang aman untuk makanan
- Dimensi bagian maksimal: 250 x 250 x 305 mm
Aluminium (AlSi₁₀Mg)
Kekuatan, sifat termal, bobot rendah, dan pasca-pemrosesan yang fleksibel dari paduan aluminium ini, AlSi₁₀Mg, menjadikannya ideal untuk pembuatan prototipe dan manufaktur di industri seperti otomotif dan ruang angkasa.
Berikut ini karakteristik utama metal 3D printing berbahan aluminium:
- Menawarkan volume pencetakan terbesar dari semua bahan pencetakan 3D logam
- Ringan, dengan rasio kekuatan-terhadap-berat yang baik
- Konduktivitas termal dan listrik yang tinggi
- Cocok untuk pasca-pemesinan
- Dimensi bagian maksimal: 500 x 280 x 345 mm
Titanium (Ti₆Al₄V)
Ti₆Al₄V adalah paduan titanium ringan dengan kekuatan mekanik yang sangat baik dan ketahanan korosi yang unggul, menjadikannya ideal untuk prototipe fungsional dan suku cadang penggunaan akhir berperforma tinggi.
Berikut ini karakteristik utama metal 3D printing berbahan titanium:
- Sifat mekanik yang sangat baik
- Ringan, dengan rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi
- Ketahanan korosi dan suhu yang tinggi
- Cocok untuk pasca-pemesinan
- Dimensi bagian maksimal: 250 x 250 x 305 mm
Inconel (IN718)
Inconel merupakan bahan paduan berkekuatan tinggi dan tahan korosi dengan ketahanan termal yang luar biasa.
Jenis bahan ini ideal untuk prototipe fungsional dan suku cadang berperforma tinggi yang perlu tahan terhadap kondisi ekstrem.
Berikut ini karakteristik utama metal 3D printing berbahan Inconel:
- Ketahanan termal yang luar biasa hingga 700°C
- Ketahanan korosi yang tinggi
- Kekuatan luluh, tarik, dan pecah yang tinggi
- Cocok untuk pasca-pemesinan
- Dimensi bagian maksimal: 250 x 250 x 305 mm
Tembaga
Pada pencetakan logam 3D menggunakan tembaga, biasanya digunakan metode seperti DMLS (Direct Metal Laser Sintering) atau SLM (Selective Laser Melting).
Proses ini melibatkan pemilihan serbuk tembaga yang dilebur dan dicetak lapis demi lapis oleh sinar laser yang dikontrol komputer.
Karakteristik utama produk yang tercetak dari tembaga biasanya memiliki sifat konduktivitas panas dan listrik yang sangat baik. Namun, kurang kuat daripada logam lain seperti baja.
Biasanya cetakan tembaga dari metal 3D printing ini untuk kebutuhan elektronik, misalnya, dalam pembuatan komponen listrik, heatsink, atau bahkan alat-alat musik seperti terompet.
Baja Perkakas (Tool Steel)
Baja perkakas sering dicetak menggunakan proses seperti DMLS atau SLM juga. Baja perkakas memiliki komposisi yang kuat dan kaku, sehingga proses pencetakannya membutuhkan kontrol suhu yang ketat dan sinar laser yang kuat untuk mencairkan dan membentuk lapisan demi lapisan dari serbuk logam.
Metal 3D printing berbahan baja perkakas dirancang untuk memiliki kekuatan, ketahanan aus, dan kemampuan mempertahankan ketajaman yang tinggi.
Sehingga membuatnya ideal untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan dan kekuatan yang tinggi.
Biasanya digunakan dalam pembuatan perkakas industri, cetakan injeksi plastik, alat pemotong, dan komponen mesin yang memerlukan kekuatan dan ketahanan aus yang tinggi.
Demikian beberapa informasi mengenai metal 3D printing yang perlu diketahui sebagai gambaran awal saja. Sebagian besar orang mungkin masih asing dengan hal tersebut. Semoga penjelasan di atas dapat bermanfaat bagi Anda!