Dasar-dasar Pencetakan 3D: Jenis Printer 3D

Pencetakan 3D tidak berfungsi seperti pencetakan biasa – sementara jika menyangkut tinta di atas kertas, hampir semua mesin yang menggunakan, baik, kertas dan tinta, akan melakukannya, pencetakan 3D jauh lebih spesifik. Tidak setiap printer, atau bahkan setiap jenis printer cocok untuk setiap jenis atau proyek filamen – Anda harus melakukan riset sebelum memilih satu untuk memastikan Anda mendapatkan jenis yang tepat untuk kebutuhan Anda.

Berikut adalah ringkasan dari beberapa jenis printer 3D paling umum yang dapat Anda temukan. Ini bukan daftar yang lengkap, tetapi ini adalah daftar yang perlu diketahui oleh penggemar pencetakan 3D pemula!

SLA

SLA atau Stereolithography adalah jenis pencetakan 3D pertama yang pernah ada. Dibuat pada tahun 1986 oleh Chuck Hall, menggunakan teknik pencetakan yang disebut Polimerisasi Vat – menggunakan karet fotopolimer yang terkena sumber cahaya. Jenis printer ini ideal untuk permukaan yang halus, dan tingkat detail yang tinggi pada proyek yang dicetak.

Ini tidak khusus untuk pemula dan memiliki banyak kegunaan dalam pengobatan, di mana ia digunakan untuk mencetak model anatomi serta mikofluida. Printer menggunakan beberapa cermin yang disusun untuk mengarahkan pilar laser melintasi permen karet yang digunakan sebagai filamen, sehingga dapat membentuk lapisan yang berbeda di zona pembentukan.

Akurasi dan kecepatan adalah kuncinya, dan proyek cetak 3D dibangun dari awal. Selain kegunaan yang disebutkan dalam kedokteran, teknik pencetakan ini juga berguna dalam penerbangan dan industri otomotif. Printer jenis ini termasuk ProJets dan Viper.

SLS

Sintering laser khusus atau SLS melembutkan bubuk nilon menjadi plastik padat. Bahan yang digunakan adalah termoplastik, yang berarti hasilnya tangguh, cocok untuk penggunaan snap-fit ​​dan high impact. Teknik yang digunakan disebut power bed fusion. Sebuah termoplastik akan dipanaskan sampai tepat sebelum mencair dan kemudian dilapisi ke tahap pembentukan. Laser digunakan untuk mensinter bubuk yang telah ditumpuk menjadi lapisan padat dan keras – dan ketika segmen melintang selesai, panggung turun dengan ketinggian lapisan itu, lebih banyak bubuk ditambahkan, dan laser sekali lagi mensinternya menjadi padat.

Bedak berlebih yang ditambahkan tetapi tidak disinter berfungsi sebagai semacam bahan pendukung yang pada akhirnya akan rontok. Struktur pendukung tidak diperlukan karena ini. Keuntungan utama SLS adalah menciptakan sifat mekanik yang hebat, dengan kelemahan waktu tunggu yang lebih lama daripada jenis printer lainnya. Contohnya termasuk Sinterit Lisa, Formlabs Fuse 1 dan Sharebot SnowWhite 2.

FDM/FFF

Pemodelan Deposisi Fused dan Fabrikasi Filamen Fused adalah jenis printer yang serupa. Mereka mengeluarkan serat plastik lapis demi lapis ke tahap pembentukan. Dengan cara ini, model lengkap dapat dibuat dengan relatif cepat dan efisien. Permukaan yang dibuat cenderung halus dan model yang dihasilkan juga biasanya tidak terlalu kuat. Dengan kata lain, penggunaan sebenarnya dari bagian yang dicetak bisa sangat terbatas. Meskipun demikian, jenis printer ini adalah pilihan yang cocok untuk pemula karena ramah eksperimen dan cukup mudah digunakan.

Konon, printer jenis ini bisa menjadi salah satu yang lebih terjangkau untuk printer dengan anggaran terbatas. Gulungan filamen dimasukkan ke dalam printer dan kemudian didorong melalui cerat yang dipanaskan. Bahan yang paling umum digunakan adalah PLA, ABS dan PET, tetapi beberapa bahan lain juga dapat digunakan, tergantung pada cerat yang digunakan.

Kepala printer bergerak di sepanjang sumbu yang ditetapkan, dan mengeluarkan lapisan plastik cair demi lapisan. Ketika satu lapisan selesai, lapisan berikutnya diluncurkan sampai objek selesai. Beberapa kegunaan terbaik untuk teknik ini adalah perlengkapan dan casing, tetapi FFF dan FDM juga cocok untuk semua jenis proyek cetak rias kecil.

Model printer termasuk Snapmaker dan Ultimaker, serta banyak lainnya. Mengingat betapa luasnya jenis printer ini sekarang, ada banyak model yang berbeda di semua rentang harga.

DLP

Digital Light Processing agak mirip dengan pencetakan SLA. Ini mencetak lebih cepat dan mengungkap lapisan pada saat yang sama daripada melakukannya secara melintang dengan menggunakan laser. SLA dan DLP memiliki tujuan penggunaan yang serupa dan merupakan model tipe bentuk infus. Tidak seperti FFF, permukaannya halus dan oleh karena itu proyek dapat menemukan aplikasi dalam hal-hal seperti aplikasi gigi.

Di sisi lain, cetakan DLP agak lemah. Mereka biasanya tidak berguna untuk bagian mekanis atau apa pun yang membutuhkan stabilitas tertentu. Adapun perbedaan antara SLA dan DLP – di mana yang pertama menggunakan laser untuk menggambar bentuk bulat, DLP menggunakan a layar untuk memproyeksikan voxel persegi dengan ukuran minimum tertentu untuk membuat bentuk yang sedang dicetak.

Printer jenis ini termasuk Micromake L2, SprintRay Moonray dan Anycubic Photon S.

MJF

Printer Multi Jet Fusion merakit bagian dari bubuk nilon. Alih-alih laser (seperti dalam pencetakan SLS), kluster inkjet digunakan untuk menerapkan panas untuk melelehkan bubuk. Hasilnya adalah sifat mekanik yang lebih stabil dan dapat diprediksi, serta hasil permukaan yang lebih baik.

Waktu fabrikasi yang lebih cepat yang ditawarkan teknik ini juga mengarah pada biaya pembuatan yang lebih rendah secara keseluruhan. Kepala cetak mengeluarkan ratusan tetesan kecil fotopolimer yang kemudian dikeringkan dan dipadatkan dalam sinar UV. Ketika lapisan disembuhkan, lapisan berikutnya diterapkan sampai objek selesai.

Teknik ini memang membutuhkan bahan pembantu yang dikeluarkan pada pasca penanganan. Meskipun hal itu dapat menimbulkan beberapa kesulitan, MJF adalah satu-satunya teknik yang memungkinkan printer menghasilkan banyak objek dalam satu baris tanpa mengorbankan kecepatan pembuatannya. Itu juga dapat menghasilkan sesuatu menggunakan bahan yang berbeda dan dengan nada penuh. Ini berarti bahwa ketika diatur secara optimal, MJF dapat memproduksi secara massal bagian-bagian kecil yang identik secara signifikan lebih cepat daripada jenis printer lainnya. Printer jenis ini termasuk seri HP Jet Fusion.

PolyJet

Printer PolyJet menghasilkan suku cadang yang halus dan akurat yang cocok untuk berbagai hal. Mereka menawarkan resolusi lapisan mikroskopis dan dapat menghasilkan dinding tipis dan elemen kompleks karena dapat bekerja dengan berbagai bahan terluas dari printer 3D mana pun (asalkan dilengkapi dengan nosel/tempat tidur yang tepat, tentu saja). Cetakan PolyJet dapat digunakan untuk membuat perlengkapan, cetakan, dan berbagai alat manufaktur.

Ada berbagai model printer khusus untuk digunakan dalam perawatan gigi – untuk laboratorium gigi dan pencetakan gigi. Cetakan cepat dan berkualitas tinggi yang dihasilkan dari teknologi ini menjadikannya pilihan tepat untuk penggunaan medis semacam itu. Printer ini bekerja dengan menggunakan beberapa jetting head – mereka menyimpan lapisan bahan bangunan dengan meluncur di sepanjang sumbu. Setiap kepala menyumbang jumlah yang berbeda di tempat yang berbeda untuk menciptakan apa pun bentuk lapisan itu. Pengaturan paling umum dari printer ini menampilkan kepala cetak bergaya inkjet multi-nosel.

Materi yang didistribusikan di-flash dan dikeraskan oleh lapisan UV sebelum printer bergerak – platform menjatuhkan lapisan, dan lapisan berikutnya ditambahkan. Bahan mentah dan filamen disimpan tidak pada gulungan melainkan dalam kartrid yang terhubung ke nozel, tidak seperti printer inkjet biasa. Printer jenis ini termasuk seri Connex 3, Objet30 dan J5 DentaJet.

DMLS

Printer DMLS memiliki satu aplikasi utama – mencetak benda berbahan dasar logam. Menggunakan aditif berbasis logam, DMLS adalah mesin standar untuk segala jenis cetakan 3D yang melibatkan filamen MF. Sementara beberapa printer lain juga mampu menangani materi, printer DMLS sangat baik dalam membuat bagian yang seragam dengan kualitas yang mirip dengan hal-hal yang dikeluarkan dari logam 'normal'.

DMLS adalah kependekan dari Direct Metal Laser Sintering, dan begitulah cara kerjanya – ia menggunakan a laser bertenaga tinggi untuk melelehkan lapisan bubuk campuran logam/plastik sebelum mengeraskannya lagi untuk membuat proyek. Ini bekerja mirip dengan bagaimana seseorang bisa mengelas atau menyolder dengan laser yang sangat halus dan presisi, namun lebih cepat dan jauh lebih akurat daripada yang bisa diharapkan oleh tangan manusia.

Printer ini cukup rumit untuk digunakan dan memerlukan/menggunakan beberapa elemen yang tidak konvensional (seperti biasanya argon ruang build berisi gas) dan oleh karena itu sama sekali tidak cocok untuk pemula – terutama mengingat mereka sangat menyakitkan harga tinggi. Konon, mereka dapat bekerja dengan berbagai paduan dan logam, termasuk baja, titanium, nikel, kobalt, dan tembaga. Model printer DMLS mencakup EOS M 290 dan FormUp 350.

EBM

Electron Beam Melting adalah jenis pencetakan fusi tempat tidur bubuk. Ini menggunakan berkas elektron daripada laser khas untuk menggabungkan partikel dan membangun bagian. Ini menciptakan struktur yang sangat stabil dan tahan dengan menggabungkan logam ke logam. Saat ini, teknologi ini hanya digunakan dan diproduksi oleh satu perusahaan – GE Additive.

Dibandingkan dengan printer lain yang menggunakan laser sebagai sumber panas, printer EBM menggunakan pistol elektron untuk mengekstrak elektron dari misalnya filamen baja tungsten dalam ruang hampa. Mereka kemudian dipercepat dan diproyeksikan ke bubuk logam yang disimpan untuk setiap lapisan.

Saat proyek dicetak, kelebihan bubuk dihilangkan dengan sumpitan. Karena seluruh proses terjadi di bawah vakum, bagian dan bubuk tidak teroksidasi saat digunakan – dan saat pencetakan selesai, sejumlah besar bubuk yang tidak digunakan dapat langsung digunakan. Ini berbeda dari kebanyakan teknik pencetakan lainnya, dan secara signifikan mengurangi biaya pencetakan, karena bahan bisa menjadi sangat mahal, terutama jika menyangkut filamen logam.

Dibandingkan dengan printer sinar laser, yang sinar elektron memiliki keunggulan kecepatan, tetapi sedikit menderita dalam hal presisi dan ukuran bagian produksi maksimum. Karena sinar lebih lebar dari laser, beberapa hal yang mungkin dengan laser tidak dapat dilakukan di printer EBM. Mengingat terbatasnya jumlah model printer yang tersedia, ada juga batasan ukuran komponen – volume produksi printer laser dapat dengan mudah menjadi dua kali lipat dari model EBM yang sebanding.