Apa Itu Printer 3D? Beserta Sejarah dan Fungsinya

Hallo Sobat Ambisius!!

Pastinya kamu mengetahui apa itu printer?. Tapi mungkin kebanyakan dari kita hanya mengetahui dan sering melihat printer kertas yang umum digunakan.

Tahukah kamu? akhir – akhir ini teknologi printer sudah sangat berkembang menjadi teknologi printer 3 dimensi. Teknologi printer 3 dimensi sudah populer diberbagai negara.

Printer 3d merupakan sebuah benda elektronik yang mampu mencetak suatu barang 3 dimensi yaitu barang yang memiliki panjang, lebar, tinggi, volume, dan dapat dilihat dari sudut pandang manapun.

Cara kerja printer 3d

1. Modelling atau desain objek 3d

Tahap pertama yaitu jika ingin mencetak suatu objek maka, kita harus merancang desain dari benda yang ingin kita print. Desain objek 3d menggunakan software khusus printer 3d seperti :  Autodesk fusion 360, Autodesk autocad, Ultimaker cura dan lainnya. Pastikan printer 3d dan software yang digunakan saling support agar bisa digunakan.

2. Proses pencetakan

Setelah file dari rancangan desain sudah siap maka, selanjutnya lanjut ke tahap pencetakan. Lama waktu pencetakan tergantung pada ukuran atau dimensi benda yang dicetak. Mesin printer akan membaca rancangan 3d lalu menyusun lapisan berurutan sehingga menjadi model virtual yang otomatis akan menjadi sebuah objek.

3. Proses finishing

Ketika benda hasil print sudah jadi maka, pengguna printer 3d dapat melakukan finishing atau penyempurnaan apabila pada bagian tertentu ada yang kurang rapih. Selain itu proses finishing juga dapat menambahkan warna terhadap barang hasil print.

Keuntungan menggunakan printer 3d

1. Kecepatan Produksi

Pada proses produksi manufaktur tradisional, diperlukan waktu berminggu-minggu atau berbulan-bulan untuk menerima suku cadang. Pencetakan 3D mengubah model CAD menjadi bagian fisik dalam beberapa jam, memproduksi suku cadang dan rakitan dari model konsep satu kali hingga prototipe fungsional dan bahkan proses produksi kecil untuk pengujian. Hal ini memungkinkan desainer dan insinyur untuk mengembangkan ide lebih cepat, dan membantu perusahaan untuk membawa produk lebih cepat ke pasar.

2. Hemat Biaya

Dengan pencetakan 3D, tidak perlu peralatan dan penyiapan mahal yang terkait dengan pencetakan atau pemesinan injeksi; peralatan yang sama dapat digunakan mulai dari pembuatan prototipe hingga produksi untuk membuat suku cadang dengan geometri berbeda. Karena pencetakan 3D menjadi semakin mampu menghasilkan suku cadang penggunaan akhir yang fungsional, pencetakan 3D dapat melengkapi atau menggantikan metode manufaktur tradisional untuk berbagai aplikasi yang berkembang dalam volume rendah hingga menengah.

3. Kustomisasi fleksibel

Dari sepatu hingga pakaian dan sepeda, kita dikelilingi oleh produk yang dibuat dalam ukuran terbatas dan seragam karena bisnis berusaha untuk menstandardisasi produk agar ekonomis untuk diproduksi. Dengan pencetakan 3D, hanya desain digital yang perlu diubah untuk menyesuaikan setiap produk dengan pelanggan tanpa biaya perkakas tambahan. Transformasi ini pertama kali mulai mendapatkan pijakan di industri di mana penyesuaian kustom sangat penting, seperti kedokteran dan kedokteran gigi, tetapi karena pencetakan 3D menjadi lebih terjangkau, itu semakin digunakan untuk menyesuaikan produk konsumen secara massal.

4. Kebebasan Desain

Pencetakan 3D dapat membuat bentuk dan bagian yang kompleks, yang akan mahal atau bahkan tidak mungkin diproduksi dengan metode manufaktur tradisional. Ini memberikan kesempatan untuk mengkonsolidasikan rakitan menjadi bagian-bagian yang lebih sedikit untuk mengurangi berat, mengurangi sambungan yang lemah, dan mengurangi waktu perakitan, membuka kemungkinan baru untuk desain dan rekayasa.

5. Minim Resiko

Pengembangan produk adalah proses berulang yang membutuhkan beberapa putaran pengujian, evaluasi, dan penyempurnaan. Menemukan dan memperbaiki kekurangan desain lebih awal dapat membantu perusahaan menghindari revisi yang mahal dan perubahan perkakas di kemudian hari. Dengan pencetakan 3D, para insinyur dapat secara menyeluruh menguji prototipe yang terlihat dan berfungsi seperti produk akhir, mengurangi risiko masalah kegunaan dan kemampuan manufaktur sebelum beralih ke produksi.

Fungsi printer 3d

1. Rekayasa dan Desain Produk

Pembuatan prototipe cepat dengan pencetakan 3D memberdayakan para insinyur dan perancang produk untuk mengubah ide menjadi bukti konsep yang realistis, memajukan konsep-konsep ini menjadi prototipe dengan ketelitian tinggi yang terlihat dan berfungsi seperti produk akhir, dan memandu produk melalui serangkaian tahap validasi menuju produksi massal.

2. Manufaktur

Produsen mengotomatiskan proses produksi dan merampingkan alur kerja dengan membuat prototipe perkakas dan langsung mencetak 3D alat kustom, cetakan, dan alat bantu manufaktur dengan biaya dan waktu tunggu yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan manufaktur tradisional. Ini mengurangi biaya produksi dan cacat, meningkatkan kualitas, mempercepat perakitan, dan memaksimalkan efektivitas tenaga kerja.

3. Dental

Kedokteran gigi digital mengurangi risiko dan ketidakpastian yang disebabkan oleh faktor manusia, memberikan konsistensi, akurasi, dan presisi yang lebih tinggi di setiap tahap alur kerja untuk meningkatkan perawatan pasien. Printer 3D dapat menghasilkan berbagai produk dan peralatan khusus berkualitas tinggi dengan biaya satuan rendah dengan hasil yang sesuai dan dapat diulang.

4. Pendidikan

Printer 3D adalah alat multifungsi untuk pembelajaran mendalam dan penelitian lanjutan. Mereka dapat mendorong kreativitas dan mengekspos siswa ke teknologi tingkat profesional sambil mendukung kurikulum dibidang sains, teknik, seni, dan desain.

5. Kesehatan

Pencetakan 3D desktop kelas profesional yang terjangkau membantu dokter memberikan perawatan dan perangkat yang disesuaikan untuk melayani setiap individu dengan lebih baik, peran printer 3D dibidang medis berdampak tinggi sekaligus menghemat waktu dan biaya organisasi secara signifikan dari lab ke ruang operasi.

6. Hiburan

Model fisik definisi tinggi banyak digunakan dalam pembuatan patung, pemodelan karakter, dan pembuatan prop. Bagian cetakan 3D telah membintangi film stop-motion, video game, kostum dipesan lebih dahulu, dan bahkan efek khusus untuk film blockbuster.

 

7. Perhiasan

Pembuatan perhiasan secara profesional menggunakan pencetakan CAD dan 3D untuk membuat prototipe desain dengan cepat, menyesuaikan klien, dan menghasilkan sejumlah besar potongan siap pakai. Alat print 3D memungkinkan pembuatan potongan yang konsisten dan detail.

8. Audiologi

Spesialis pendengaran dan lab cetakan telinga menggunakan alur kerja digital dan pencetakan 3D untuk memproduksi produk telinga kustom berkualitas lebih tinggi secara lebih konsisten, dan pada volume yang lebih tinggi untuk aplikasi seperti alat bantu dengar di belakang telinga, pelindung pendengaran, serta penyumbat telinga dan earbud khusus.

Jenis – jenis printer 3d

1. Stereolithography (SLA) Technology

SLA adalah proses pembuatan prototipe yang cepat. Mereka yang menggunakan teknologi ini sangat serius dengan akurasi dan presisi. Ini dapat menghasilkan objek dari file data CAD 3D (yang dihasilkan komputer) hanya dalam beberapa jam. Ini adalah proses pencetakan 3D yang populer karena detail dan ketepatannya yang bagus.

Mesin yang menggunakan teknologi ini menghasilkan model, pola, prototipe, dan berbagai bagian produksi yang unik. Mereka melakukan ini dengan mengubah photopolymers cair (jenis plastik khusus) menjadi objek 3D padat, satu lapis pada satu waktu.

Pencetakan SLA memiliki keunggulan dari segi biaya yang ekonomis yang cocok digunakan untuk berbagai industri.

2. Digital Light Processing (DLP) Technology

DLP merupakan teknologi printer 3D tertua di dunia, dibuat oleh seorang fisikawan bernama Larry Hornbeck pada tahun 1987. Ini mirip dengan SLA mengingat ia juga bekerja dengan fotopolimer. Resin plastik cair yang digunakan oleh printer dimasukkan ke dalam wadah resin bening. Perbedaan utama antara keduanya, yaitu sumber cahaya. Printer dengan teknologi SLA menggunakan sinar ultra violet,  Sedangkan printer DLP menggunakan sumber cahaya tradisional, contohnya lampu busur. Proses ini dapat meningkatkan kecepatfdm an proses pencetakan. Saat ada banyak cahaya, resin cepat mengeras. Dibandingkan dengan pencetakan 3D SLA, DLP mencapai waktu cetak yang lebih cepat untuk sebagian besar bagian. Alasan lebih cepat adalah karena mengekspos seluruh lapisan sekaligus. Dengan pencetakan SLA, laser harus menarik keluar setiap lapisan ini, dan ini membutuhkan waktu.

Kelebihan lainnya untuk teknologi pencetakan DLP adalah kuat dan menghasilkan model resolusi tinggi setiap saat. Ini juga ekonomis dengan kemampuan untuk menggunakan bahan yang lebih murah bahkan untuk objek yang rumit dan detail.

3. Fused Deposition Modeling (FDM) Technology

Teknologi FDM merupakan proses pencetakan 3D yang berhasil dikembangkan dan dipantenkan oleh seorang  penemu pemodelan yang bernama Scott Crump, dan kemudian diimplementasikan oleh Stratasys Ltd., pada 1980-an. Ini menggunakan bahan plastik termal kelas produksi untuk mencetak objek 3D-nya.

FDM populer untuk memproduksi prototipe fungsional, model konsep, dan alat bantu manufaktur. Ini adalah teknologi yang dapat membuat detail akurat dan menawarkan rasio kekuatan terhadap berat yang luar biasa.

FDM digunakan di berbagai industri, termasuk untuk teknik mesin dan produsen suku cadang.

4. Selective Laser Sintering (SLS) Technology

Seorang pengusaha, penemu, dan guru Amerika bernama Dr. Carl Deckard berhasil mematenkan dan mengembangkan teknologi SLS pada pertengahan 1980-an. Teknologi SLS menggunakan laser CO2 berdaya tinggi untuk menyatukan partikel – partikel. Bahan logam bubuk sinter laser (meskipun dapat menggunakan bahan lain juga, seperti bubuk nilon putih, keramik, dan bahkan kaca).

5. Selective Laser Melting (SLM) Technology

SLM membuat penampilan debutnya kembali pada tahun 1995. Itu adalah bagian dari proyek penelitian Jerman di Institut Fraunhofer ILT, yang terletak di kota paling barat negara Aachen. Seperti SLA, SLM juga menggunakan sinar laser bertenaga tinggi untuk membentuk bagian 3D. Selama proses pencetakan, sinar laser meleleh dan menggabungkan

Penggunaan umum untuk pencetakan SLM adalah dengan bagian 3D yang memiliki struktur, geometri, dan dinding yang rumit. Industri kedirgantaraan menggunakan pencetakan 3D SLM di beberapa proyek perintisnya.

SLM biasanya digunakan untuk berfokus pada suku cadang yang presisi, tahan lama, dan ringan. Ini adalah teknologi yang mahal. SLM cukup luas sekarang di antara industri kedirgantaraan dan ortopedi medis. Mereka yang berinvestasi dalam printer 3D SLM termasuk peneliti, universitas, dan pengembang bubuk logam.

6. Electron Beam Melting (EBM) Technology

Perusahaan asal Swedia yaitu Arcam AB berhasil mengembangkan dan mendirikan EBM pada tahun 1997. EBM merupakan teknologi pencetakan 3D yang mirip dengan SLM karena menggunakan teknik fusi bedak. Perbedaan keduanya terletak pada sumber tenaganya. Pendekatan SLM di atas menggunakan laser bertenaga tinggi dalam ruang gas mulia, atau inert. EBM, di sisi lain, menggunakan berkas elektron yang kuat dalam ruang hampa.

Selain dari sumber daya, proses yang tersisa di antara keduanya sangat mirip. Penggunaan utama EBM adalah untuk mencetak bagian logam 3D. Karakteristik utamanya adalah kemampuannya untuk mencapai geometri kompleks dengan kebebasan desain. EBM juga menghasilkan bagian-bagian yang sangat kuat dan padat dalam riasannya.

Berikut adalah beberapa fitur mengesankan EBM lainnya:

·        Tidak memerlukan peralatan bantu tambahan untuk proses pencetakan 3D

·        Telah meningkatkan efisiensi menggunakan bahan baku

·        Mengurangi waktu tunggu sehingga suku cadang lebih cepat dipasarkan

·        Dapat membuat suku cadang yang berfungsi penuh dan tahan lama sesuai permintaan untuk berbagai industri

7. Laminated Object Manufacturing (LOM) Technology

Perusahaan asal California, Amerika Serikat yang bernama Helisys Inc. pertama kali berhasil mengembangkan LOM sebagai metode pencetakan 3D yang efektif dan terjangkau. Seorang insinyur desain AS bernama Michael Feygin—pelopor dalam teknologi cetak 3D—awalnya mematenkan LOM.

LOM merupakan sistem prototyping cepat yang bekerja dengan menggabungkan lapisan plastik atau kertas menggunakan panas dan tekanan.

LOM tetap menjadi salah satu yang tercepat. Ini juga mungkin metode yang paling terjangkau untuk membuat prototipe 3D. Alasan untuk ini adalah karena rendahnya biaya bahan yang digunakan (kertas dan plastik). Ini juga merupakan proses yang dapat membuat objek cetak 3D yang cukup besar. Mereka yang terus menggunakan printer LOM saat ini termasuk arsitek, seniman, dan pengembang produk.

8. Binder Jetting (BJ) Technology

Massachusetts Institute of Technology (MIT) pertama kali menemukan pencetakan BJ 3D.

BJ adalah proses pencetakan 3D yang menggunakan dua jenis bahan untuk membangun objek: bahan berbasis bubuk (biasanya gipsum) dan bahan pengikat. Seperti namanya, “bonding” agent bertindak sebagai perekat yang kuat untuk merekatkan (mengikat) lapisan bedak menjadi satu. Nozel printer mengeluarkan pengikat dalam bentuk cair yang mirip dengan printer inkjet 2D biasa. Setelah menyelesaikan setiap lapisan, pelat bangunan sedikit diturunkan untuk memungkinkan lapisan berikutnya. Proses ini berulang sampai objek mencapai ketinggian yang diinginkan.

Bahan – bahan yang seringkali digunakan dalam proses pencetakan BJ meliputi:

·        Keramik

·        logam

·        Pasir

·        plastik

Tidak mungkin mendapatkan objek 3D beresolusi super tinggi atau terlalu kasar dengan pencetakan BJ, tetapi ada keuntungan lain. Misalnya, printer ini memungkinkan kamu untuk mencetak bagian dalam warna penuh. Untuk melakukan ini, kamu cukup menambahkan pigmen warna ke pengikat, yang biasanya meliputi hitam, putih, cyan, kuning, dan magenta. Teknologi ini masih berkembang, jadi harapkan lebih banyak hal hebat akan datang di masa depan. Pada saat penulisan, beberapa aplikasi pencetakan BJ 3D termasuk prototipe cepat, dan berbagai kegunaan di industri kedirgantaraan, otomotif, dan medis.

9. Material Jetting (MJ) Polyjet and Wax Casting Technology
Material Jetting disebut sebagai pengecoran lilin. Tidak seperti teknologi pencetakan 3D lainnya, tidak ada satu pun penemu untuk MJ. Faktanya, hingga saat ini lebih merupakan teknik daripada proses pencetakan yang sebenarnya. Itu adalah sesuatu yang telah digunakan perhiasan selama berabad-abad.

Pengecoran lilin telah menjadi proses tradisional di mana pengguna menghasilkan perhiasan berkualitas tinggi yang dapat disesuaikan. Alasan disebutkan di sini adalah karena pengenalan pencetakan 3D. Berkat kedatangan teknologi ini, pengecoran lilin sekarang menjadi proses otomatis.

Saat ini, printer MJ 3D memproduksi suku cadang beresolusi tinggi, terutama untuk industri gigi dan perhiasan. Teknologi Polyjet juga menawarkan resolusi yang sangat baik. Tidak seperti printer lilin digital, orang menggunakan perangkat Polyjet untuk membuat suku cadang untuk berbagai industri.

Sejarah singkat printer 3d

Tahun 80-an

Pada 1981 Hideo Kodama mencoba menemukan cara untuk mengembangkan sistem prototipe cepat. Dia datang dengan pendekatan lapis demi lapis untuk manufaktur, menggunakan resin fotosensitif yang dipolimerisasi oleh sinar UV.

Meskipun Kodama tidak dapat mengajukan persyaratan paten untuk teknologi ini, ia paling sering dianggap sebagai penemu pertama dari sistem manufaktur ini, yang merupakan versi awal dari mesin SLA modern.

Di seluruh dunia beberapa tahun kemudian, trio peneliti Prancis juga berusaha membuat mesin prototipe cepat. Alih-alih resin, mereka berusaha menciptakan sistem yang menyembuhkan monomer cair menjadi padat dengan menggunakan laser.

Mirip dengan Kodama, mereka tidak dapat mengajukan paten untuk teknologi ini, tetapi mereka masih dikreditkan dengan datangnya sistem tersebut.

Pada tahun yang sama, Charles Hull, mengajukan paten pertama untuk Stereolithography (SLA). Seorang pembuat furnitur Amerika yang frustrasi karena tidak dapat dengan mudah membuat suku cadang kustom kecil, Hull mengembangkan sistem untuk membuat model 3D dengan menyembuhkan resin fotosensitif lapis demi lapis.

Pada tahun 1986 ia mengajukan permohonan patennya untuk teknologi tersebut, dan pada tahun 1988 ia melanjutkan untuk mendirikan 3D Systems Corporation. Printer 3D SLA komersial pertama, SLA-1, dirilis oleh perusahaannya pada tahun 1988.

Tapi SLA bukan satu-satunya proses manufaktur aditif yang dieksplorasi selama ini.

Pada tahun 1988, Carl Deckard di University of Texas mengajukan paten untuk teknologi Selective Laser Sintering (SLS). Sistem ini menggabungkan bubuk, bukan cairan, menggunakan laser.

 

Fused Deposition Modeling (FDM) juga dipatenkan pada waktu yang hampir bersamaan oleh Scott Crump. FDM, juga disebut Fabrikasi Filamen Fused, berbeda dari SLS dan SLA dalam hal daripada menggunakan cahaya, filamen langsung diekstrusi dari nozzle yang dipanaskan. Teknologi FFF telah menjadi bentuk paling umum dari pencetakan 3D yang kita lihat sekarang.

Ketiga teknologi ini bukan satu-satunya jenis metode pencetakan 3D yang ada. Tapi, mereka adalah tiga yang berfungsi sebagai blok bangunan yang akan meletakkan dasar bagi teknologi untuk tumbuh dan industri akan terganggu.

Tahun 90-an

Di tahun 90-an, banyak perusahaan dan startup mulai bermunculan dan bereksperimen dengan berbagai teknologi manufaktur aditif.

Tahun 2000-an - sekarang

Pada tahun 2005, Open Source mengubah permainan untuk pencetakan 3D, memberi orang lebih banyak akses ke teknologi ini. Dr. Adrian Bowyer menciptakan Proyek RepRap, yang merupakan inisiatif sumber terbuka untuk membuat printer 3D yang dapat membuat printer 3D lain, bersama dengan objek cetak 3D lainnya.

Pada tahun 2006, printer SLS pertama yang tersedia secara komersial dirilis, mengubah permainan dalam hal pembuatan suku cadang industri sesuai permintaan.

Alat CAD juga menjadi lebih tersedia saat ini, memungkinkan orang untuk mengembangkan model 3D di komputer mereka. Ini adalah salah satu alat terpenting dalam tahap awal pembuatan cetakan 3D.

Selama ini, mesin sangat berbeda dari yang kita gunakan sekarang. Mereka sulit digunakan, mahal, dan banyak cetakan akhir membutuhkan banyak pasca-pemrosesan. Tetapi inovasi terjadi setiap hari dan penemuan, metode, dan praktik disempurnakan dan diciptakan.

Pada tahun 2008, kaki palsu pertama dicetak, mendorong pencetakan 3D menjadi sorotan dan memperkenalkan istilah tersebut kepada jutaan orang di seluruh dunia.

 

Pada tahun 2009, paten FDM yang diajukan pada tahun 80-an jatuh ke domain publik, mengubah sejarah pencetakan 3D dan membuka pintu bagi inovasi. Karena teknologi sekarang lebih tersedia untuk perusahaan baru dan persaingan, harga printer 3D mulai turun dan pencetakan 3D menjadi lebih dan lebih mudah diakses.

Pada tahun 2010-an, harga printer 3D mulai menurun, membuatnya tersedia untuk umum. Seiring dengan penurunan harga, kualitas dan kemudahan pencetakan juga meningkat.

Bahan yang digunakan printer juga telah berevolusi. Sekarang ada berbagai macam plastik dan filamen yang banyak tersedia. Bahan seperti Carbon Fiber dan Glass Fiber juga dapat dicetak 3D. Beberapa materi iklan bahkan bereksperimen dengan bahan cetak seperti cokelat atau pasta!

Pada tahun 2019, bangunan cetak 3D fungsional terbesar di dunia selesai dibangun. Pencetakan 3D sekarang secara konsisten digunakan dalam mengembangkan alat bantu dengar dan aplikasi perawatan kesehatan lainnya, dan banyak industri dan sektor telah mengadopsi teknologi tersebut ke dalam alur kerja sehari-hari mereka.

Inilah informasi yang membahas tentang Apa Itu Printer 3D Beserta Sejarah, Jenis, dan Fungsinya. Semoga dari penjelasan tersebut dapat memberikan kamu informasi yang bermanfaat. Terima kasih dan semoga bermanfaat. 

Share this post