3D Printing
Teknik manufaktur cetak tiga dimensi (3D Printing) adalah teknik produksi yang mulai diciptakan pada tahun 1980-an dan mekin berkembang hingga saat ini. Cetak 3D memiliki berbagai jenis, yang paling populer diantaranya: Stereolitography (SLA), Selective Laser Sintering (SLS), dan Fused Deposition Material (FDM). Cetak 3D termasuk ke dalam kategori manufaktur aditif, yaitu dengan prinsip mendepositkan material sedikit demi sedikit sehingga menjadi objek yang diinginkan.
Prinsip Cetak 3D
Fused Deposition Modeling (FDM) atau juga dikenal sebagai Fused Filament Fabrication (FFF)
adalah proses ekstrusi lelehan material lapis demi lapis (layer by layer) dengan aliran
terkontrol dari nozel yang digerakkan oleh komponen mekanis yang terkendali oleh suatu
kode program komputer sehingga dapat membentuk suatu objek.
Proses Cetak 3D
Proses cetak dimulai dengan memasukkan file
model 3D (umumnya format .STL / .OBJ / .3MF) ke dalam software slicer yang telah tercantum semua
karakteristik mesin printer 3D yang akan digunakan (ukuran maksimum bidang cetak, kecepatan ,
metode cetak , properti bahan , dsb). Di dalam proses slicing, model 3D diatur orientasinya,
lalu ditentukan berbagai pengaturan seperti: resolusi, ketebalan permukaan, kepadatan dan pola
struktur isian, suhu cetak, kecepatan cetak, kecepatan kipas pendingin dan sebagainya. Setelah
proses slicing, file keluaran berupa ''.gcode' dijalankan ke mesin 3D printer FFF.
Layer height adalah resolusi atau tingkat kehalusan
cetak. Pada 3D printer komersial, layer height bervariasi dari yang halus 0.05 mm hingga yang terlihat kasar
0.5 mm. Semakin tipis layer height resolusi semakin meningkat dan durasi cetak pun makin lama, dan sebaliknya.
Layer height secara langsung dipengaruhi oleh diameter nozel. Semakin besar diameter nozel , semakin layer height
bisa diatur lebih tebal.
Infill density yaitu rentang kepadatan objek 3D print.
Ia bisa diatur nilainya dari 0% berongga, hingga 100% benar benar padat . Semakin tinggi infill density, maka
bobot bertambah, kekuatan mekanis bertambah, durasi cetak semakin lama, konsumsi material semakin banyak, daya
apung menurun, dan sebaliknya. Selain tingkat kepadatan, bentuk pola struktur atau Infill pattern juga dapat diatur.
Ini dapat dapat memengaruhi kekuatan , berat , waktu cetak , dan bahkan fleksibilitas suatu bagian objek cetak 3D.
Material Cetak
3D printer FFF menggunakan bahan
termoplastik, yaitu polimer plastik yang menjadi lunak / dapat dibentuk pada suhu tinggi tertentu dan
mengeras saat pendinginan, yang dibentuk berupa gulungan filamen. Terdapat berbagai macam jenis dan warna
filamen yang tersedia di pasaran, diantaranya:
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)
PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol)
Nylon (Polyamide, PA)
TPU (Thermoplastic Polyurethane)
HIPS (High Impact Polystyrene)
PVA (Polyvynil Alcohol)
PP (Polypropylene)
Wood Composite, Metal Composite
PLA (Polylactic Acid)
●
●
●
●
●
●
Biodegradable
Jenis filamen paling populer
Sangat mudah untuk dicetak
Suhu cetak relatif rendah
Harganya yang murah
Banyak pilihan warna
●
●
Saat terkena benturan , mudah pecah rapuh
Higroskopik mudah menyerap kelembapan ruangan
Keuntungan
untuk aplikasi hasil cetak 3D yang tidak memerlukan kebutuhan fungsional / mekanik tertentu, hanya estetika
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)
●
●
●
Memiliki ketahanan yang baik terhadap benturan
Finishing penghalusan pasca cetak mudah dgn aseton
Tahan terhadap paparan sinar UV ( cocok untuk luar ruangan)
Tahan suhu tinggi hingga 105 ˚C
●
●
●
Saat terkena benturan , mudah pecah rapuh
sangat sensitif terhadap perubahan suhu saat cetak (mudah warping & crack ), butuh enclosure selama pencetakan
Higroskopik, mudah menyerap kelembapan ruangan
Tidak cocok untuk kemasan makanan
Keuntungan
untuk barang barang yang akan bersentuhan dengan makanan atau minuman , untuk suku cadang fungsional
Kelebihan dan kekurangan Cetak 3D FFF
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Teknologi 3D printer dengan harga paling terjangkau
Tingkat kehalusan / kecepatan cetak bisa disesuaikan kebutuhan
Tidak harus mencetak dalam jumlah besar (cocok untuk prototyping)
Dapat mencetak variasi kompleksitas model 3D yang tidak dapat dicapai oleh metode molding
Tersedia banyak pilihan material/ bahan cetak , cth . berbagai jenis termoplastik , termoplastik komposit kayu / metal), bahkan makanan cth . coklat
Material cetak / bahan bakunya murah , tahan lama, dan mempertahankan integritas dimensi
Mudah untuk mengganti material cetak
Berbagai macam printer FFF tersedia di pasaran saat ini
Mampu untuk mencetak beberapa material yang berbeda (untuk printer 3D multicolor)
2.
3.
4.
Tingkat resolusi cetak relatif lebih rendah (> 0.1 mm ) ketimbang teknik cetak 3D fotopolimer (SLA, UV resin)
Kekuatan hasil cetak 3D terbatas pada kekuatan tiap layer tergabung pada layer dibawahnya
Waktu penyelesaian objek relatif lebih lama dibanding teknik molding karena proses penyusunan material lapis demi lapis
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Automotive
Aerospace
Manufacturing
Industrial
Medical
Architecture
Consumer Goods
Fashion
Education & Research
