Pencetakan 3D adalah proses manufaktur yang menciptakan objek fisik tiga dimensi dari file digital. Proses ini disebut manufaktur aditif, artinya bahan ditambahkan, bukan dihilangkan.
Dengan pencetakan 3D, Anda membuat desain digital 3D dalam program pemodelan, yang dikenal sebagai perangkat lunak CAD, dan kemudian menggunakan printer 3D untuk menghasilkan lapisan material untuk membentuk objek jadi. Bisnis, peneliti, profesional medis, penggemar, dan lainnya menggunakan pencetakan 3D untuk berbagai aplikasi.
Berikut adalah gambaran bagaimana pencetakan 3D muncul, cara kerjanya, kegunaannya, dan masa depan teknologi ini.
Pencetakan 3D mungkin menjadi bagian dari film favorit Anda. Alat peraga dalam film seperti Black Panther, Iron Man, The Avengers, dan Star Wars menggunakan pencetakan 3D, memungkinkan desainer set untuk membuat dan membuat ulang alat peraga dengan mudah dan murah.
Sejarah (dan Masa Depan) Pencetakan 3D
Pada awal tahun 1980-an muncul teknologi 3D printing, namun dikenal dengan istilah rapid prototyping technology atau RP. Pada tahun 1980, Dr. Kodama dari Jepang mengajukan permohonan paten untuk teknologi RP, namun prosesnya belum selesai.
Pada tahun 1984, Charles "Chuck" Hull menemukan proses yang disebutnya stereolitografi, yang menggunakan sinar UV untuk memadatkan material dan membuat objek 3D lapis demi lapis. Pada tahun 1986, Hull mengeluarkan paten untuk peralatan stereolitografinya, atau mesin SLA.
Chuck Hull kemudian membentuk 3D Systems Corporation, salah satu perusahaan teknologi 3D terbesar di dunia.
Proses dan teknologi pencetakan 3D lainnya sedang dikembangkan sekitar waktu yang sama, dan penyempurnaan lebih lanjut berlanjut sepanjang tahun 1990-an dan awal 2000-an. Namun, fokus utama dari teknologi pencetakan 3D adalah pembuatan prototipe dan aplikasi industri.
Teknologi pencetakan 3D mulai diperhatikan oleh media arus utama pada tahun 2000 ketika ginjal cetak 3D pertama dibuat, meskipun transplantasi ginjal 3D yang berhasil tidak terjadi sampai tahun 2013. Pada tahun 2004, Proyek RepRap telah printer 3D mencetak printer 3D lainnya. Lebih banyak perhatian media ditarik pada tahun 2008 dengan kaki palsu cetak 3D pertama.
Kemajuan 3D lainnya mengikuti dengan cepat, termasuk rumah cetak 3D yang dipindahkan oleh sebuah keluarga pada tahun 2018.
Saat ini, pencetakan 3D tidak hanya tentang prototipe dan manufaktur industri. Penggemar, ilmuwan, dan semua orang di antaranya menggunakan pencetakan 3D untuk pembuatan produk, barang konsumsi, kemajuan medis, materi pendidikan, dan banyak lagi. Ini dengan cepat menjadi lebih bermanfaat bagi konsumen sehari-hari.
Oscar Adelman, CEO Remi, mengatakan bahwa proses ini menjadi lebih populer di industri gigi, misalnya. Keakuratan pencetakan 3D sangat mengesankan dan dapat membantu pelanggan gigi menghemat hingga 80 persen pada produk dibandingkan dengan harga kantor gigi tradisional.
"Seiring teknologi pencetakan menjadi lebih cepat, lebih murah, dan lebih umum, kita akan melihat industri seperti sektor kedokteran gigi lebih mengandalkan teknologi untuk prosedur sehari-hari," katanya.
Pencetakan 4D juga sedang dalam proses, dengan objek tercetak yang dapat berubah bentuk seiring waktu.
Cara Kerja Printer 3D
Ada beberapa jenis teknologi pencetakan 3D, termasuk Fused Deposition Modeling (FDM), juga dikenal sebagai Fused Filament Fabrication (FFF). FDM adalah metode yang paling umum dan populer dan digunakan di printer 3D paling terjangkau.
Metode pencetakan FDM menggunakan filamen dari bahan plastik, agak mirip tali. Filamen diumpankan dari gulungan ke kepala yang dipanaskan, yang melelehkan plastik. Kepala mengekstrusi plastik yang meleleh ke tempat tidur mesin. Kepala bergerak di atas tempat tidur, dalam 2D, meletakkan lapisan pertama material.
Setelah lapisan pertama selesai, kepala dipindahkan ke atas dengan ketebalan lapisan pertama, dan lapisan berikutnya disimpan di atas. Bagian ini dibuat lapis demi lapis, seperti memanggang sepotong roti irisan demi irisan.
Printer 3D FDM populer termasuk MakerBot dan Ultimaker.
Contoh Cara Menggunakan Printer 3D
Berikut adalah cara kerja pencetakan 3D sederhana pada printer FDM.
-
Unduh model 3D yang ingin Anda cetak, atau desain sendiri.
Temukan model yang dapat diunduh di Thingiverse atau GrabCAD. Untuk mendesain model sendiri, coba SketchUp atau Blender. Untuk bagian teknik, coba perangkat lunak CAD seperti SolidWorks.
- Jika belum, ubah model menjadi format pencetakan 3D, seperti file STL.
-
Impor model ke dalam perangkat lunak pengiris, seperti MakerWare, Cura, atau Simplify 3D.
MakerWare bekerja dengan Printer 3D MakerBot. Cura dan Simplify 3D menghasilkan G-code, yang bekerja dengan sebagian besar printer 3D.
-
Konfigurasikan build di perangkat lunak pengiris. Putuskan bagaimana mengorientasikan model pada printer 3D. Untuk FDM, minimalkan overhang yang lebih curam dari 45 derajat karena memerlukan struktur pendukung.
Saat menentukan orientasi, pertimbangkan bagaimana model akan dimuat sehingga lapisan tidak mudah terpisah.
Image Untuk menghemat waktu dan bahan, model umumnya tidak solid. Tentukan persentase pengisi (biasanya 10 hingga 35 persen), jumlah lapisan perimeter (biasanya 1 atau 2), dan jumlah lapisan bawah dan atas (biasanya 2 hingga 4). Ada hal lain yang perlu dipertimbangkan saat menyiapkan model untuk pencetakan 3D.
- Ekspor program, yang biasanya berupa file kode-G. Perangkat lunak slicing mengonversi model dan konfigurasi build yang Anda tentukan menjadi serangkaian instruksi. Printer 3D mengikuti ini untuk membuat bagian.
- Transfer program ke printer 3D menggunakan kartu SD, USB, atau Wi-Fi.
-
Cetak model pada printer 3D.
Image - Saat printer 3D selesai membuat model, lepaskan dan mungkin juga bersihkan. Hancurkan semua struktur pendukung dan gosok semua gumpalan yang tersisa dengan amplas halus.
Jenis Mesin Cetak 3D Lainnya
Selain printer FDM, metode pencetakan 3D juga mencakup stereolithography (SLA), Digital Light Processing (DLP), Selective Laser Sintering (SLS), Selective Laser Melting (SLM), Laminated Object Manufacturing (LOM), dan Digital Beam Melting (EBM).
SLA adalah teknologi pencetakan 3D tertua dan masih digunakan sampai sekarang. DLP menggunakan pencahayaan serta polimer, sedangkan SLS menggunakan laser sebagai catu daya untuk membuat objek cetak 3D yang kuat. SLM, LOM, dan EBM sebagian besar tidak disukai.
Masa Depan Pencetakan 3D
Akankah pencetakan 3D mengarah ke masa depan produk sesuai permintaan dan khusus yang dibuat secara instan sesuai spesifikasi kami? Meskipun hal ini masih belum jelas, teknologi pencetakan 3D berkembang pesat dan digunakan di banyak bidang.
Pencetakan rumah 3D, organ tubuh seperti ginjal dan anggota badan, dan kemajuan lainnya memiliki potensi untuk meningkatkan kehidupan orang-orang yang tak terhitung jumlahnya di seluruh dunia.
