Merancang untuk manufaktur aditif dapat menjadi tantangan, tetapi juga merupakan proses yang menyenangkan dan bermanfaat. Panduan ini akan membahas tip dan trik untuk membantu Anda membuat desain yang sempurna untuk pencetakan 3D. Kami juga akan melihat beberapa manfaat dari manufaktur aditif dan bagaimana hal itu mengubah operasi bisnis.
Apa itu Manufaktur Aditif?
Manufaktur aditif adalah teknologi yang membangun objek dengan menambahkan material lapis demi lapis secara berurutan hingga objek dibuat. Hal ini lebih dikenal sebagai pencetakan 3D. Teknologi AM sudah ada sejak tahun 1980-an.
Pada awalnya, terbatas dalam hal bahan yang dapat digunakan dan jenis objek yang dapat kami buat karena keterbatasan ukuran dan bentuk dari proses pencetakan. Saat ini, ada banyak Teknologi pencetakan 3D, mesin, dan bahan tersedia, yang berarti hanya ada sedikit benda yang tidak dapat diproduksi menggunakan teknologi ini.
Manfaat Manufaktur Aditif Dibandingkan Proses Manufaktur Tradisional
Manufaktur aditif membawa banyak manfaat. Mereka termasuk:
- Mengurangi lead time antara desain dan produk akhir.
- Peningkatan kebebasan desain.
- Akurasi meningkat.
- Mengurangi pemborosan bahan.
- Fleksibilitas dalam produksi—misalnya, produksi dalam jumlah kecil atau sekali produksi dapat menjadi layak secara ekonomi.
Faktor-faktor ini membuat manufaktur aditif ideal untuk usaha kecil dan pasar khusus di mana proses manufaktur klasik tidak akan berjalan. Selain itu, karena lebih banyak produk dirancang dengan mempertimbangkan manufaktur aditif sejak awal, kemungkinan besar kita akan melihat pengurangan biaya barang secara keseluruhan dan peningkatan lebih lanjut dalam kebebasan desain.
Cara Mendesain untuk Manufaktur Aditif
Sebelum Anda mulai merancang untuk manufaktur aditif, Anda perlu mempertimbangkan beberapa hal penting. Mari lihat.
1. Pastikan Model 3D Tahan Air
Salah satu manfaat desain untuk manufaktur aditif adalah memungkinkan Anda membuat geometri kompleks yang tidak mungkin dicapai dengan metode manufaktur tradisional. Namun, ini juga berarti lebih banyak peluang air untuk masuk ke dalam desain dan menyebabkan masalah. Untuk memastikan model 3D Anda tahan air, Anda perlu melakukan beberapa langkah tambahan selama proses desain.
- Pastikan bahwa semua saluran dan rongga dalam desain disegel. Jika ada area di mana air berpotensi masuk, tambahkan saluran air atau fitur lain untuk membantu mencegah air keluar.
- Jika Anda menemukan kebocoran dalam desain Anda, Anda dapat memperbaikinya dengan menambahkan atau memindahkan simpul sampai jala benar-benar tertutup.
- Cara lain untuk mencegah kebocoran adalah dengan menggunakan mesh beresolusi lebih tinggi. Ini akan menciptakan permukaan yang lebih halus yang cenderung tidak memiliki celah atau lubang. Seimbangkan resolusi mesh dengan kompleksitas model. Jika mesh terlalu padat, akan sulit untuk mengedit dan memperlambat komputer Anda.
- Terakhir, pertimbangkan untuk menggunakan bahan yang secara alami tahan terhadap air, seperti jenis plastik atau logam tertentu. Tindakan pencegahan ini dapat membantu memastikan bahwa model 3D Anda tahan terhadap paparan air.
2. Periksa Penyusutan dan Warping
Di tengah semua pembicaraan tentang desain untuk manufaktur aditif, penting untuk tidak melupakan fakta bahwa pasca-pemrosesan masih penting. Salah satu area yang masih perlu diperhatikan adalah penyusutan dan pembengkokan (lihat bagaimana menghindari warping dalam cetakan 3D).
Metode manufaktur tradisional dikendalikan oleh fitur desain seperti talang dan sudut draf. Tetapi dengan manufaktur aditif, orientasi build dapat secara signifikan mempengaruhi penyusutan dan lengkungan. Oleh karena itu, sangat penting untuk memeriksa cacat ini sebelum memulai proses pembuatan. Melakukannya dapat menghindari kejutan dan memastikan bahwa suku cadang Anda memenuhi spesifikasi desain.
3. Pertimbangkan Overhang
Saat merancang untuk pembuatan aditif, Anda harus mengingat hal-hal yang berlebihan. Overhang terjadi ketika bagian dari desain menggantung di atas ruang tanpa dukungan. Hal ini dapat menjadi masalah karena bahan disimpan lapis demi lapis selama proses pencetakan. Tidak ada apa pun di bawahnya yang menopang material, yang dapat runtuh dan merusak cetakan.
Tambahkan dukungan ke desain untuk memberikan stabilitas selama pencetakan. Atau, sudut overhang dapat disesuaikan sehingga kecil kemungkinannya untuk runtuh. Selama Anda tidak mengabaikan area ini saat mendesain untuk pembuatan aditif, Anda dapat memastikan untuk menghasilkan cetakan berkualitas tinggi.
4. Pertimbangkan Kekuatan Model
Saat merancang untuk manufaktur aditif, sangat penting untuk mempertimbangkan kekuatan model. Tidak seperti metode manufaktur tradisional, AM membangun bagian-bagian lapis demi lapis dari kumpulan cairan atau bubuk. Akibatnya, bagian-bagian ini bisa lebih lemah ke arah tertentu dan lebih rentan terhadap kerusakan.
Untuk memastikan bahwa bagian AM Anda cukup kuat untuk menahan tekanan penggunaan, sangat penting untuk mempertimbangkan orientasinya selama proses desain. Misalnya, jika Anda mendesain bagian yang akan mengalami tingkat stres tinggi pada satu bagian tertentu arah, pertimbangkan untuk mengorientasikan lapisan bagian sehingga mereka berjalan tegak lurus terhadap itu arah.
Akibatnya, insinyur DfAM harus hati-hati mempertimbangkan kekuatan bahan yang mereka gunakan dan desain bagian itu sendiri untuk membuat produk fungsional akhir.
5. Periksa Resolusi
Saat merancang komponen untuk pembuatan aditif, penting untuk mempertimbangkan resolusi model. Resolusi adalah fitur kecil yang dapat dicetak secara akurat, dan dibatasi oleh ukuran nozzle deposisi dan ketebalan lapisan. Misalnya, model dengan resolusi 0,1 mm tidak akan dapat mencetak fitur yang lebih kecil dari 0,1 mm.
Model dengan resolusi lebih tinggi lebih mahal untuk diproduksi, tetapi model ini penting untuk mencetak detail halus atau bentuk geometris yang kompleks. Saat memilih resolusi untuk model Anda, penting untuk menyeimbangkan biaya dan akurasi.
6. Pertimbangkan Lubang Pelarian
Saat membuat objek dengan banyak bagian yang perlu dilampirkan, desainer harus mempertimbangkan bahwa akan ada rongga atau ruang di antara bagian-bagiannya. Rongga ini dapat menyebabkan masalah selama pencetakan, karena menjebak udara dan mencegah bagian tersebut menempel dengan benar ke pelat penyusun. Salah satu cara untuk mengatasi masalah ini adalah dengan memasukkan lubang pelepasan dalam desain.
Lubang keluar adalah bukaan kecil yang memungkinkan udara dan bahan berlebih keluar selama proses pencetakan, sehingga mencegah udara yang terperangkap menyebabkan masalah selama proses pencetakan. Jadi, memasukkan lubang keluar dalam desain sangat penting bagi siapa pun yang tertarik merancang untuk pembuatan aditif.
7. Hindari Undercut dan Sudut Tajam
Desain sangat penting dalam pencetakan 3D. Salah satu kesalahan umum adalah mendesain objek dengan undercut atau sudut tajam. Fitur-fitur ini mungkin terlihat baik-baik saja di layar komputer tetapi dapat menyebabkan masalah selama pencetakan. Alasannya adalah printer 3D membangun objek satu lapisan pada satu waktu.
Jika suatu objek memiliki potongan yang lebih rendah, printer mungkin tidak dapat meletakkan material dengan benar, sehingga mengakibatkan bagian yang lemah atau berubah bentuk. Sudut tajam juga dapat menyebabkan masalah, karena cenderung melengkung atau patah selama pencetakan. Oleh karena itu, lebih baik untuk mencegah undercut dan sudut tajam dengan memilih desain yang dapat Anda cetak dengan mudah tanpa masalah.
Uji Desain Anda Sebelum Mengirimnya ke Printer
Sekarang setelah Anda mengetahui cara mendesain untuk pembuatan aditif, penting untuk menguji desain Anda sebelum mengirimkannya ke printer 3D Anda. Ini akan memungkinkan Anda untuk menilai bagaimana desain bekerja dalam proses manufaktur aditif dan mengidentifikasi potensi masalah. Ini juga merupakan cara terbaik untuk mendapatkan gambaran tentang biaya yang terlibat dalam pencetakan 3D produk Anda.
Setelah Anda menguji desain Anda dan puas dengan hasilnya, Anda dapat mengirimkannya ke printer. Dengan mengingat tip berharga ini, Anda dapat memastikan bahwa produk Anda akan dicetak dengan benar dan sesuai dengan spesifikasi Anda.