Bagaimana Cara Kerja Printer 3D? Inilah Lowdown Pada Manufaktur Aditif

Pencetakan 3D ada di mana-mana saat ini. Orang-orang menggunakannya untuk membuat segalanya mulai dari prototipe produk hingga mesin jet, dan segala sesuatu di antaranya - tetapi bagaimana tepatnya cara kerja printer 3D? Bagaimana mesin ajaib ini membuat objek tiga dimensi - dengan hampir semua bentuk - dalam hitungan jam? Nah, jika Anda pernah penasaran dengan hal-hal ini, Anda beruntung. Berikut adalah ikhtisar sederhana dari empat teknologi pencetakan 3D yang paling umum digunakan saat ini.

FDM

Pemodelan deposisi filamen, juga dikenal sebagai fabrikasi filamen leburan, adalah jenis pencetakan 3D yang paling umum - setidaknya di sisi konsumen. Jika Anda pernah melihat printer 3D secara langsung sebelumnya, kemungkinan besar itu adalah printer FDM.

Secara fungsional, mesin FDM rata-rata Anda bekerja sangat mirip dengan lem tembak yang dioperasikan oleh robot (yang cukup menarik, begitulah sebenarnya FDM ditemukan pada tahun 1980-an!). Bahan padat masuk di satu ujung, didorong melalui nosel panas, meleleh, dan disimpan dalam lapisan tipis. Ini terjadi berulang kali hingga benda tiga dimensi muncul. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa alih-alih lem, printer 3D ini biasanya menggunakan filamen termoplastik seperti ABS atau PLA. Plastik yang direkayasa dengan sengaja ini dirancang untuk meleleh dan menjadi seperti cairan pada suhu yang sangat spesifik tetapi kembali ke keadaan padat setelah mendingin hanya beberapa derajat.

Dalam istilah yang paling sederhana, pencetakan FDM 3D pada dasarnya adalah pencetakan 2D berulang kali. Setiap kali satu lapisan selesai, nosel bergerak sedikit ke atas (atau terkadang alas bergerak ke bawah) dan lapisan berikutnya dicetak di atasnya. Akhirnya, setelah ratusan atau bahkan ribuan lapisan ditumpuk satu sama lain, hasilnya adalah objek 3D.

SLA / DLP

SLA dan DLP adalah dua sisi dari mata uang yang sama. SLA (Stereolitografi) dan DLP (proyeksi laser digital) keduanya menggunakan cahaya untuk "menumbuhkan" objek dalam kumpulan resin fotoreaktif. Perbedaannya adalah SLA bekerja dengan mem-flash laser - titik kecil cahaya terkonsentrasi - melintasi area tertentu untuk mengeras dan membuat lapisan. Sebaliknya, mesin DLP menyembuhkan semua area lapisan secara bersamaan, dengan memproyeksikan cahaya ke resin dalam bentuk lapisan itu.

Terlepas dari spesifikasi teknisnya, mesin SLA / DLP umumnya beroperasi dengan cara yang sama. Untuk memulai, pelat pembuat printer diturunkan menjadi genangan resin cair, dan berhenti hanya sepersekian milimeter sebelum mencapai dasar. Omong-omong, pelat dasar ini benar-benar transparan - yang memungkinkan cahaya menyinari bagian bawah. Saat ini terjadi, resin cair apa pun yang terkena cahaya secara langsung akan mengeras, sehingga membentuk lapisan pertama dari suatu objek dan menyatukannya ke pelat bangunan. Setelah itu, build plate bergerak naik beberapa mikron (yang menarik lebih banyak resin cair di bawahnya), dan prosesnya dimulai lagi. Dengan cara ini, objek dibuat lapis demi lapis, dari bawah ke atas.

SLS

Pencetakan SLS bekerja sangat berbeda dari FDM dan SLA. Untuk membuat objek, mesin mem-flash laser di atas bedak halus, menggabungkan partikel bersama-sama untuk membentuk lapisan tipis dan padat. Mesin kemudian menyapu lebih banyak bubuk di atas lapisan itu (secara efektif menguburnya) dan mengulangi proses tersebut sampai pencetakan selesai.

Mencetak objek dengan cara ini memiliki sejumlah keunggulan berbeda. Ia bekerja dengan berbagai bahan, dapat mencetak overhang dan bentang besar tanpa menggunakan bahan pendukung, dan bagian yang dihasilkannya berkualitas sangat tinggi. Printer SLS dapat membuat objek yang hampir sebagus komponen yang dibuat melalui pencetakan injeksi, penggilingan, dan proses manufaktur tradisional lainnya.

Satu-satunya downside? Printer SLS sangat mahal dibandingkan dengan FDM dan SLA / DLP. Ini karena laser berenergi tinggi yang mampu menggabungkan partikel-partikel halus menjadi satu, yah, cukup mahal untuk memulai. Secara umum, bahkan printer SLS termurah harganya hingga $ 200.000 dolar - dan yang lebih tinggi dengan mudah dapat berharga jutaan. Meskipun demikian, ada beberapa perusahaan yang saat ini bekerja untuk mendemokratisasi teknologi ini dan membuatnya lebih mudah diakses, sehingga ada kemungkinan printer SLS akan tersedia untuk penghobi dan konsumen dalam waktu yang tidak terlalu lama.

Polyjet

Pikirkan pencetakan polyjet sebagai hibrida luar biasa antara FDM, pencetakan SLA, dan printer 2D-inkjet normal. Mesin ini menyemprotkan tetesan kecil resin foto-reaktif ke permukaan bangunan, dan kemudian segera menyembuhkan (mengeras) dengan sinar ultraviolet. Proses ini kemudian diulang ratusan (jika tidak ribuan) kali untuk membuat objek lapis demi lapis. Perbedaan besar adalah bahwa tidak seperti printer FDM, mesin polyjet dapat menyimpan material dari beberapa nozel (sesuai namanya) sekaligus - yang memberi mereka berbagai keuntungan.

Manfaat terbesar dari polyjet adalah bahwa objek dapat dibuat dengan berbagai macam warna, gradien, dan pola yang berbeda. Banyak mesin polyjet juga dapat mencetak dengan banyak bahan secara bersamaan. Misalnya, jika Anda memerlukan rumah bor tanpa kabel dengan badan nilon dan pegangan karet, mesin polyjet yang cukup canggih berpotensi membuat objek itu dalam satu sesi pencetakan. Selain itu, printer polyjet juga mampu menghasilkan resolusi yang sangat tinggi - sedemikian rupa sehingga seringkali sulit untuk mengatakan bahwa objek yang dihasilkan dalam mesin polyjet kelas atas adalah yang dicetak 3D.