Prinsip Kerja Printer 3D

Hasil Printer 3d

Maket landscape perkotaan hasil printer 3D (www.stampa3d-forum.it)

Pada jaman dulu seorang arsitek atau pun designer interior harus bekerja lembur untuk menyelesaikan sebuah proyek maket. Dan itu pun belum tentu mendapatkan hasil yang memuaskan. Mulai dari bentuk detail bangunan yang tidak sempurna, skala tidak tepat, dan tentunya bakal membuang banyak waktu serta tenaga ketika hasil maket harus direvisi. Atau mungkin seorang engineer yang sedang merancang sebuah mekanisme mesin. Dia sudah menghitung ukuran diameter gear yang tepat, besaran gaya yang akan timbul, daya yang bakal dihasilkan, jenis bahan yang nantinya akan digunakan dan setelah itu dituangkan ke dalam bentuk gambar kerja. Namun ketika hasil rancangan itu dibuat ke dalam bentuk asli menggunakan bahan sebenarnya dengan harga yang tidak murah, ternyata mesin tidak bisa bekerja. Bukankah hal itu merupakan sebuah kerugian yang sangat besar.

Namun kini masalah itu dapat ditanggulangi berkat hadirnya printer 3D. Sebuah inovasi teknologi yang sangat canggih, praktis dan tidak menghabiskan banyak waktu. Jika bicara tentang printer 3D maka tidak jauh beda dengan teknologi produksi, karena sama-sama menghasilkan sebuah produk atau biasa disebut menjalankan proses manufaktur. Dan printer 3D masih dalam kategori teknologi additive manufacturing (AM) yang memiliki prinsip kerja ketika menghasilkan sebuah produk melalui metode penambahan bahan selapis demi selapis. Prinsip kerja semacam ini sama halnya seperti proses alam, saat air menetes dan menciptakan lapisan – lapisan deposit mineral hingga membentuk stalagmit dan stalaktit di dalam gua. Meski pun printer 3D jauh lebih cepat dalam proses kerjanya. Dan additive manufacturing (AM) telah diakui dalam stAndarisasi internasional ASTM (American Society for Testing and Material).

Stalagtit dan Stalagmit (www.alfiforever.com)

Stalagtit dan Stalagmit (www.alfiforever.com)

Sejarah pembuatan printer 3D dimulai pada tahun 1980-1990. Pada saat itu banyak produsen memiliki kebijakan baru, bahwa setiap hasil riset produk terbaru harus diuji ke dalam bentuk prototipe sebelum menjadi produk jadi yang diproduksi secara masal. Apalagi pada saat itu dunia design sangat berkembang pesat setelah hadirnya software komputer (CAD). Sehingga ketika hasil prototipe mengalami kesalahan bisa segera diperbaiki dan diproduksi ulang.

Printer 3D (www.instructables.com))

Printer 3D (www.instructables.com)

Perkembangan awal printer 3D dimulai oleh Massachusetts Institute of Technology (MIT). Pada saat itu MIT menghasilkan karya yang diberi merk dagang bernama 3D Printing yang disingkat dengan 3DP. Dan pada Februari 2011, MIT telah memberikan lisensi kepada enam perusahaan untuk menggunakan serta mempromosikan 3DP.

Sedangkan Sistem 3D yang berbasis pada Rock Hill, SC telah menjadi perintis printer sejak tahun 1986. Dan memiliki merek dagang bernama stereolithography apparatus (SLA) dan selective laser sintering (SLS). Namun di pasaran MIT dan sistem 3D tetap yang paling mendominasi selain Z Corporation, Objet Geometries dan Stratasys.

Pada saat ini, teknologi printer 3D tidak hanya digunakan untuk membuat prototipe tetapi juga produk jadi. Karena printer 3D telah dikembangkan untuk menghasilkan produk dengan tingkat kehalusan tinggi, proses cepat, bahan murah baik logam ataupun keramik dan memiliki kapasitas untuk mencetak seukuran microwave hingga mobil.

Namun di dalam dunia manufaktur sering terjadi salah presepsi mengenai printer 3D dan mesin CNC. Sebab secara prinsip pinter 3D bekerja secara AM atau penambahan material selapis demi selapis. Sedangkan mesin CNC bekerja dengan pengurangan material selapis demi selapis.

Mesin CNC (mesin.ft.unsri.ac.id)

Mesin CNC (mesin.ft.unsri.ac.id)

Jenis – Jenis printer 3D

1. Direct and Binder Printer 3D

Printer 3D jenis direct memiliki mekanisme kerja menggunakan teknologi inkjet. Teknologi ini sudah ada sejak 1960 ketika digunakan pada printer 2D. Meskipun teknologi inkjet digunakan ke dalam printer 3D cara kerjanya pun hampir mirip ketika digunakan ke dalam printer 2D. Dimana inkjet bergerak maju mundur sambil mengeluarkan cairan. Dan yang membedakan adalah printer 2D inkjet hanya bergerak maju mundur atau horizontal, sedangkan printer 3D inkjet juga bisa bergerak vertikal ataupun diagonal sambil mengeluarkan cairan tetapi bukan tinta seperti printer 2D melainkan lilin dan polimer plastik.

Direct Printer 3D (www.custompartnet.com)

Direct Printer 3D (www.custompartnet.com)

Perkembangan printer 3D jenis direct ditAndai ketika pembuatan prototipe dalam waktu yang sangat singkat. Terjadi pada tahun 1994, pada saat itu perusahaan bernama Solidscape berhasil menerapkan teknologi inkjet untuk proses pembuatan prototipe yang menggunakan senyawa lilin sebagai bahan dasar. Dan teknologi inkjet terus berkembang sampai saat ini setelah ditemukan multi jet modeling (MJM), yang berhasil menciptakan prototipe super cepat dengan puluhan nozel yang bekerja secara bersamaan.

Sedangkan printer 3D jenis binder dalam proses kerjanya sama menggunakan nozel inkjet untuk menuangkan cairan untuk membentuk setiap lapisan. Tetapi memiliki perbedaan dengan jenis direct, dimana jenis binder untuk melakukan pencetakan menggunakan dua bahan yang terpisah yang berupa bubuk kering dan lem cair. Dengan mekanisme kerja, pertama bubuk kering dilakukan penuangan kemudian diberikan lem cair agar terjadi pengikatan. Begitu seterusnya hingga seluruh proses selesai.

binder printing

Printer 3D jenis Binder (computer.howstuffworks.com)

Secara teknis Printer jenis binder memiliki beberapa keunggulan dibandingkan jenis direct. Pertama proses pengerjaan jenis binder lebih cepat karena setiap kekurangan bahan dapat di-suplay melalui dua mekanisme yang berbeda, nozel lem cair dan penuangan material jenis bubuk. Selain itu, jenis binder dapat dilakukan proses penggabungkan berbagai bahan, seperti: logam,  keramik dan berbagai macam warna.

2. Photopolymerization dan Sintering

Photopolymerization jika diamati dari penamaannya berasal dari kata Photo yang berati cahaya dan polymer yang memiliki arti senyawa kimia plastik. Jadi dapat dikatakan sebagai jenis printer 3D yang memiliki cara kerja dengan meneteskan cairan plastik kemudian diberikan penyinaran laser berupa ultraviolet. Dan selama proses penyinaran ini sanggup merubah cairan menjadi bentuk padat.

Printer 3D jenis Photopolymerization (code.google.com)

Printer 3D jenis Photopolymerization (code.google.com)

Sedangkan Printer 3D jenis sintering dalam proses kerjanya melibatkan partikel padat diberikan proses penyinaran. Dan proses semacam ini biasa disebut dengan Selective laser sintering (SLS) yakni proses printer 3D yang bekerja menggunakan laser untuk mencairkan bubuk plastik yang kemudian mencair dan membeku kembali membentuk lapisan dicetak. Jenis sintering sangat kompatibel untuk mencetak benda yang berasal dari logam. Karena proses manufaktur pada logam sering membutuhkan mekanisme dari bentuk padat kemudian cair lalu padat lagi. Dan keuntungan yang dihasilkan dari proses sintering adalah tingkat presisi yang tinggi.

Peinter 3D jenis sintering (computer.howstuffworks.com)

Peinter 3D jenis sintering (computer.howstuffworks.com)

 

Proses Kerja Printer 3D

Langkah 1

Membuat model 3D melalui software komputer (CAD). Software ini dapat memberikan petunjuk struktural kepada produk jadi, serta memberikan data ilmiah tentang bahan-bahan tertentu untuk membuat simulasi virtual bagaimana objek akan berperilaku dalam kondisi tertentu.

Langkah 2

Mengkonversi gambar CAD gambar ke dalam format STL. Format ini merupakan singkatan dari tessellation stAndar atau format file yang dikembangkan untuk Sistem 3D pada tahun 1987 yang digunakan oleh perusahaan stereolithography aparat (SLA). Kebanyakan printer 3D dapat menggunakan file STL disamping beberapa jenis file seperti ZPR oleh Z Corporation dan OBJDF oleh geometri Objet.

Langkah 3

Transfer ke dalam AM Mesin dan STL file Manipulasi. Di sini adalah proses penyalinan pengguna file STL ke komputer yang mengendalikan printer 3D yang digunakan untuk menentukan ukuran dan orientasi cetakan. Hal ini sama dengan saat pembuatan printer 2D untuk mencetak secara landscape atau portrait.

Langkah 4

Machine Setup. Setiap mesin memiliki persyaratan sendiri untuk melakukan persiapkan. Tahap ini termasuk proses pengisian polimer, pengikat dan bahan habis pakai lainnya.

Langkah 5

Pencetakan. Biarkan mesin melakukan hal tersebut secara otomatis. Sebab setiap lapisan biasanya memiliki ketebalan sekitar 0,1 mm atau lebih tipis lagi. Karena sangat tipis proses ini bisa berlangsung berjam-jam atau bahkan berhari-hari. Pastikan untuk memeriksa mesin secara berkala untuk memastikan tidak ada kesalahan proses.

Langkah 6

Removal. Hapus objek dicetak dari mesin. Pastikan dalam proses ini menggunakan Alat Pelindung Diri (APD) untuk menghindari cedera. Seperti sarung tangan untuk melindungi diri dari permukaan yang panas atau bahan kimia beracun.

Langkah 7

Post processing. Banyak printer 3D memerlukan post processing untuk objek dicetak. Seperti menyikat bubuk yang tersisa atau mencuci objek cetak dengan air. Dalam proses ini lebih berhati-hati sebab objek cetak masih rapuh, sehingga mudah pecah dan retak.

Jika artikel ini bermanfaat buat Anda, mohon untuk di Share because “Sharing is Caring”

Referensi:

  1. computer.howstuffworks.com
  2. www.stampa3d-forum.it
  3. www.alfiforever.com
  4. mesin.ft.unsri.ac.id
  5. www.custompartnet.com
  6. www.instructables.com
  7. code.google.com
  8. www.youtube.com

COMMENTS

Loading Facebook Comments ...