Apa itu pencetakan 3D?

Pencetakan 3D adalah teknologi manufaktur aditif yang digunakan untuk memproduksi suku cadang. Disebut "aditif" karena metode ini tidak bergantung pada satu potong bahan atau cetakan untuk membuat objek fisik. Sebaliknya, ia membangun objek dengan menumpuk dan menggabungkan lapisan bahan.

Teknologi ini biasanya menawarkan kecepatan produksi yang cepat dan biaya pemasangan tetap yang rendah, serta mampu menciptakan geometri yang lebih kompleks daripada teknik manufaktur tradisional. Selain itu, variasi bahan yang digunakan dalam pencetakan 3D terus berkembang. Telah menemukan aplikasi luas dalam industri teknik, khususnya untuk pembuatan prototipe dan pembuatan geometri ringan.

Istilah "pencetakan 3D" sering dikaitkan dengan budaya pembuat, penggemar, dan penggemar, yang mencakup printer desktop, teknologi pencetakan yang mudah diakses seperti FDM, dan bahan berbiaya rendah seperti ABS dan PLA (kami akan menjelaskan akronim ini nanti). Fenomena ini sebagian besar disebabkan oleh demokratisasi pencetakan 3D, khususnya kebangkitan gerakan RepRap, yang mengarah pada mesin desktop yang terjangkau seperti MakerBot dan Ultimaker asli. Perkembangan ini juga menyebabkan pertumbuhan eksplosif teknologi pencetakan 3D pada tahun 2009.

Penerapan Manufaktur Aditif yang Luas
Dibandingkan dengan pencetakan 3D, manufaktur aditif adalah konsep yang lebih luas yang mencakup berbagai teknologi dan bahan, dengan aplikasi dalam produksi industri, perawatan medis, dirgantara, dan bidang lainnya. Manufaktur aditif menekankan pembangunan objek dengan menambahkan bahan lapis demi lapis dan biasanya digunakan untuk aplikasi presisi tinggi dan kinerja tinggi.

Secara umum, meskipun pencetakan 3D adalah bentuk manufaktur aditif, ada perbedaan signifikan dalam teknologi, aplikasi, dan penempatan pasar.

Sebaliknya, manufaktur aditif (AM) hampir selalu dikaitkan dengan aplikasi komersial dan industri.

"Pembuatan prototipe cepat" adalah istilah yang terkadang digunakan untuk merujuk pada teknologi pencetakan 3D. Nama ini berasal dari masa-masa awal teknologi pencetakan 3D. Pada tahun 1980-an, ketika teknologi pencetakan 3D pertama kali ditemukan, ia disebut sebagai pembuatan prototipe cepat karena terutama digunakan untuk pembuatan prototipe daripada memproduksi suku cadang yang sebenarnya.

Evolusi Teknologi
Dalam beberapa tahun terakhir, pencetakan 3D telah matang menjadi solusi yang sangat baik untuk memproduksi suku cadang. Pada saat yang sama, teknologi manufaktur lainnya, seperti pemesinan CNC, telah menjadi lebih ekonomis dan nyaman, membuatnya cocok untuk pembuatan prototipe. Oleh karena itu, sementara beberapa orang masih menganggap "pembuatan prototipe cepat" identik dengan pencetakan 3D, frasa tersebut secara bertahap berkembang untuk merujuk pada semua bentuk pembuatan prototipe cepat.

Singkatnya, sementara "pembuatan prototipe cepat" awalnya mengacu secara khusus pada pembuatan prototipe, maknanya telah berkembang dengan kemajuan teknologi untuk mencakup berbagai metode manufaktur.

Pencetakan 3D awalnya dirancang untuk mempercepat pengembangan produk industri melalui pembuatan prototipe yang lebih cepat. Meskipun beberapa paten terkait ada sebelum ini, Chuck Hull umumnya dianggap sebagai penemu pencetakan 3D. Pada tahun 1984, ia mematenkan alat stereolitografi (SLA), yang menjadi teknologi perintis untuk printer 3D.

Penemuan Hull meletakkan dasar bagi teknologi pencetakan 3D selanjutnya dan memajukan pengembangan manufaktur aditif, yang terus digunakan secara luas di berbagai industri saat ini.

1. 1981: Hideo Kodama dari Jepang mematenkan perangkat pertama untuk menyembuhkan fotopolimer menggunakan sinar UV. Dia merancangnya sebagai perangkat "pembuatan prototipe cepat" untuk membuat model dan prototipe, tetapi paten tersebut akhirnya ditinggalkan karena kurangnya minat.
2. 1984: Penemu Prancis Alain Le Mehaute, Olivier de Witte, dan Jean Claude André mengajukan paten untuk perangkat yang menggunakan sinar UV untuk menyembuhkan fotopolimer. General Electric meninggalkan paten tersebut, percaya bahwa paten tersebut tidak memiliki potensi komersial.
3. 1984: Hanya beberapa minggu setelah Le Mehaute mengajukan patennya, Charles "Chuck" Hull dari Amerika mengajukan patennya untuk "Aparatus untuk memproduksi objek tiga dimensi dengan stereolitografi," yang menciptakan istilah "stereolitografi" (SLA). Pada tahun 1987, Hull menemukan format file STL dan mendirikan 3D Systems pada tahun yang sama.
4. 1987: Carl Deckard dari Amerika mematenkan Selective Laser Sintering (SLS) dan ikut mendirikan Desktop Manufacturing (DTM) Corp., yang diakuisisi oleh 3D Systems pada tahun 2001.
5. 1989: S. Scott Crump dari Amerika mengajukan paten untuk Fused Deposition Modeling (FDM) dan mendirikan Stratasys dengan istrinya pada tahun yang sama.

Penemuan dan perusahaan awal ini meletakkan dasar bagi perkembangan pesat teknologi pencetakan 3D.

1. 1987: 3D Systems merilis printer SLA komersial pertama, "SLA-1," menandai dimulainya komersialisasi teknologi pencetakan 3D.
2. 1992: Paten FDM akhirnya diberikan kepada Stratasys, yang mengarah pada peluncuran printer FDM pertama, "3D Modeler."
3. 1992: DTM merilis printer SLS komersial pertama, "Sinterstation 2000," yang selanjutnya mempromosikan adopsi teknologi pencetakan 3D.
4. 1994: EOS, yang didirikan pada tahun 1989, meluncurkan "EOSINT M160," printer 3D logam komersial pertama, membuka pasar baru untuk manufaktur aditif logam.

1. 2005: Proyek RepRap sumber terbuka ("Replicating Rapid Prototyping") diluncurkan, yang bertujuan untuk membuat printer 3D yang mereplikasi diri sendiri yang mampu mencetak bagiannya sendiri. Proyek ini secara signifikan memacu minat publik pada teknologi pencetakan 3D.
2. 2009: Paten FDM utama memasuki domain publik, dan MakerBot meluncurkan printer 3D desktopnya, "Cupcake CNC." Dengan harga hanya beberapa ratus dolar, jauh lebih sedikit daripada ribuan dolar untuk printer tradisional, semua komponen tersedia untuk diunduh di Thingiverse, sebuah situs web yang didedikasikan untuk berbagi file desain digital yang dibuat pengguna.
3. 2012: Formlabs merilis "Form 1," printer SLA terjangkau pertama, dan berhasil mengumpulkan rekor $2,95 juta di Kickstarter.
4. 2013: Protolabs Network diluncurkan sebagai layanan pencetakan 3D peer-to-peer, yang memungkinkan transaksi skala besar antara pembeli cetakan dan pengguna mesin. Platform ini dengan cepat berkembang menjadi platform pencetakan 3D tunggal terbesar di dunia, dengan lebih dari 50.000 "hub" cetak, dan beralih untuk membuat berbagai bentuk manufaktur khusus lebih mudah diakses oleh pelanggan komersial.
5. 2014: Paten SLS utama memasuki domain publik, yang mengarah pada banyak perusahaan untuk memproduksi printer SLS yang lebih kecil dan lebih terjangkau.

Perkembangan ini membuat teknologi pencetakan 3D lebih mudah diakses, mendorong aplikasi dan inovasinya di berbagai sektor.

Sejak 2018, sementara publisitas media seputar pencetakan 3D telah mereda secara signifikan, minat pada aplikasi komersial untuk bisnis dari semua ukuran telah mencapai titik tertinggi sepanjang masa. Saat ini, ribuan perusahaan memproduksi printer 3D dan menawarkan berbagai layanan yang menggunakan teknologi pencetakan 3D.

Fase ini menandai kematangan teknologi pencetakan 3D, karena perusahaan mulai mengintegrasikannya ke dalam proses produksi mereka untuk aplikasi di berbagai bidang, termasuk pembuatan prototipe, manufaktur khusus, medis, dan dirgantara. Kemajuan teknologi terus meningkatkan efisiensi dan efektivitas biaya pencetakan 3D, yang selanjutnya mendorong adopsinya secara luas.