Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa teknologi pencetakan 3D semakin kuat dan menggantikan teknologi manufaktur tradisional yang lebih lama?
Jika Anda mencoba membuat daftar alasan mengapa transformasi ini terjadi, daftar tersebut pasti akan dimulai dengan kustomisasi. Orang-orang mencari personalisasi. Mereka kurang tertarik pada standardisasi.
Dan karena pergeseran perilaku masyarakat ini serta kemampuan teknologi pencetakan 3D untuk memenuhi kebutuhan personalisasi masyarakat melalui kustomisasi, teknologi ini mampu menggantikan teknologi manufaktur berbasis standardisasi tradisional.
Fleksibilitas adalah faktor tersembunyi di balik pencarian personalisasi oleh masyarakat. Dan fakta bahwa tersedia material pencetakan 3D fleksibel di pasaran yang memungkinkan pengguna untuk mengembangkan komponen yang semakin fleksibel dan prototipe fungsional merupakan sumber kebahagiaan tersendiri bagi sebagian pengguna.
Pakaian yang dicetak 3D dan lengan prostetik yang dicetak 3D adalah contoh aplikasi di mana fleksibilitas pencetakan 3D harus dihargai.
Pencetakan 3D karet adalah bidang yang masih dalam tahap penelitian dan belum dikembangkan. Namun untuk saat ini, kita belum memiliki teknologi pencetakan 3D karet, sampai karet benar-benar dapat dicetak, kita harus menggunakan alternatif lain.
Dan berdasarkan penelitian, alternatif terdekat untuk karet yang termasuk dalam kategori ini disebut Elastomer Termoplastik. Ada empat jenis material fleksibel berbeda yang akan kita bahas secara mendalam dalam artikel ini.
Material pencetakan 3D fleksibel ini diberi nama TPU, TPC, TPA, dan Soft PLA. Kita akan mulai dengan memberikan penjelasan singkat tentang material pencetakan 3D fleksibel secara umum.
Filamen manakah yang paling fleksibel?
Memilih filamen fleksibel untuk proyek pencetakan 3D Anda berikutnya akan membuka berbagai kemungkinan berbeda untuk hasil cetakan Anda.
Tidak hanya dapat mencetak berbagai macam objek dengan filamen fleksibel Anda, tetapi jika Anda memiliki printer dengan ekstruder dual-head atau multi-head, Anda juga dapat mencetak hal-hal yang luar biasa menggunakan material ini.
Komponen dan prototipe fungsional seperti sandal jepit khusus, kepala bola pereda stres, atau sekadar peredam getaran dapat dicetak menggunakan printer Anda.
Jika Anda bertekad untuk menjadikan filamen Flexi sebagai bagian dari proses pencetakan objek Anda, Anda pasti akan berhasil mewujudkan imajinasi Anda menjadi kenyataan.
Dengan begitu banyak pilihan yang tersedia saat ini di bidang ini, akan sulit membayangkan waktu yang telah berlalu di bidang pencetakan 3D tanpa adanya material pencetakan ini.
Bagi para pengguna, mencetak dengan filamen fleksibel, kala itu, sangat merepotkan. Kerepotan itu disebabkan oleh banyak faktor yang berputar di sekitar satu fakta umum, yaitu bahan-bahan ini sangat lunak.
Sifat material cetak 3D yang fleksibel dan lunak membuatnya berisiko jika dicetak dengan sembarang printer; sebaliknya, Anda membutuhkan printer yang benar-benar andal.
Sebagian besar printer pada masa itu menghadapi masalah efek "benang dorong", jadi setiap kali Anda mendorong sesuatu tanpa kekakuan apa pun melalui nosel, benda itu akan bengkok, terpelintir, dan melawan.
Siapa pun yang terbiasa mengeluarkan benang dari jarum untuk menjahit kain apa pun pasti dapat memahami fenomena ini.
Terlepas dari masalah efek dorong, pembuatan filamen yang lebih lunak seperti TPE merupakan tugas yang sangat sulit, terutama dengan toleransi yang baik.
Jika Anda mempertimbangkan toleransi yang buruk dan mulai memproduksi, ada kemungkinan filamen yang Anda produksi mungkin mengalami detail yang buruk, kemacetan, dan proses ekstrusi yang tidak sempurna.
Namun, keadaan telah berubah. Saat ini, tersedia berbagai filamen lunak, beberapa di antaranya bahkan memiliki sifat elastis dan tingkat kelembutan yang bervariasi. PLA lunak, TPU, dan TPE adalah beberapa contohnya.
Kekerasan Shore
Ini adalah kriteria umum yang mungkin Anda lihat pada produsen filamen yang disebutkan bersamaan dengan nama material pencetakan 3D mereka.
Kekerasan Shore didefinisikan sebagai ukuran ketahanan setiap material terhadap lekukan.
Skala ini diciptakan di masa lalu ketika orang tidak memiliki acuan saat membicarakan kekerasan suatu material.
Jadi, sebelum kekerasan Shore ditemukan, orang-orang harus menggunakan pengalaman mereka untuk menjelaskan kekerasan suatu material yang telah mereka uji, daripada menyebutkan angka.
Skala ini menjadi faktor penting saat mempertimbangkan bahan cetakan mana yang akan dipilih untuk pembuatan bagian dari prototipe fungsional.
Jadi, misalnya, ketika Anda ingin memilih antara dua jenis karet untuk membuat cetakan patung balerina dari plester, kekerasan Shore akan memberi tahu Anda bahwa karet dengan kekerasan Shore 70 A kurang bermanfaat dibandingkan karet dengan kekerasan Shore 30 A.
Biasanya, saat berurusan dengan filamen, Anda akan mengetahui bahwa kekerasan Shore yang direkomendasikan untuk material fleksibel berkisar antara 100A hingga 75A.
Jelas, material pencetakan 3D fleksibel yang memiliki kekerasan Shore 100A akan lebih keras daripada yang memiliki kekerasan Shore 75A.
Apa yang Perlu Dipertimbangkan Saat Membeli Filamen Fleksibel?
Ada berbagai faktor yang perlu dipertimbangkan saat membeli filamen apa pun, bukan hanya filamen fleksibel.
Anda harus mulai dari titik pusat yang paling penting bagi Anda, sesuatu seperti kualitas material yang akan menghasilkan bagian prototipe fungsional yang tampak bagus.
Kemudian Anda harus memikirkan keandalan dalam rantai pasokan, yaitu bahan yang Anda gunakan sekali untuk pencetakan 3D, harus tersedia secara terus menerus, jika tidak, Anda akan berakhir menggunakan bahan pencetakan 3D yang ketersediaannya terbatas.
Setelah mempertimbangkan faktor-faktor tersebut, Anda harus memikirkan elastisitas tinggi dan beragam warna. Karena, tidak semua material pencetakan 3D fleksibel tersedia dalam warna yang ingin Anda beli.
Setelah mempertimbangkan semua faktor ini, Anda dapat mempertimbangkan layanan pelanggan dan harga perusahaan tersebut dibandingkan dengan perusahaan lain di pasaran.
Berikut ini adalah beberapa material yang dapat Anda pilih untuk mencetak bagian fleksibel atau prototipe fungsional.
Daftar Material Pencetakan 3D Fleksibel
Semua material yang disebutkan di bawah ini memiliki beberapa karakteristik dasar, seperti sifatnya yang fleksibel dan lunak. Material-material tersebut memiliki ketahanan lelah yang sangat baik dan sifat kelistrikan yang baik.
Material ini memiliki peredaman getaran dan kekuatan benturan yang luar biasa. Material ini menunjukkan ketahanan terhadap bahan kimia dan cuaca, serta memiliki ketahanan sobek dan abrasi yang baik.
Semuanya dapat didaur ulang dan memiliki kemampuan peredam guncangan yang baik.
Persyaratan printer untuk mencetak dengan material pencetakan 3D fleksibel
Ada beberapa pengaturan standar yang perlu Anda tetapkan pada printer sebelum mencetak dengan bahan-bahan ini.
Kisaran suhu ekstruder printer Anda sebaiknya antara 210 dan 260 derajat Celcius, sedangkan kisaran suhu alas cetak sebaiknya dari suhu sekitar hingga 110 derajat Celcius, tergantung pada suhu transisi kaca dari material yang ingin Anda cetak.
Kecepatan cetak yang disarankan saat mencetak dengan material fleksibel dapat berkisar dari serendah lima milimeter per detik hingga tiga puluh milimeter per detik.
Sistem ekstruder pada printer 3D Anda sebaiknya menggunakan penggerak langsung (direct drive), dan Anda disarankan untuk memiliki kipas pendingin agar proses pasca-produksi komponen dan prototipe fungsional yang Anda buat berjalan lebih cepat.
Tantangan saat mencetak dengan bahan-bahan ini
Tentu saja, ada beberapa hal yang perlu Anda perhatikan sebelum mencetak dengan bahan-bahan ini berdasarkan kesulitan yang telah dihadapi oleh pengguna sebelumnya.
-Elastomer termoplastik dikenal sulit ditangani oleh ekstruder printer.
-Filamen menyerap kelembapan, jadi perkirakan hasil cetakan Anda akan membesar jika filamen tidak disimpan dengan benar.
-Elastomer termoplastik sensitif terhadap gerakan cepat sehingga dapat melengkung saat didorong melalui ekstruder.
TPU
TPU adalah singkatan dari thermoplastic polyurethane (poliuretan termoplastik). Bahan ini sangat populer di pasaran, sehingga saat membeli filamen fleksibel, kemungkinan besar Anda akan sering menemukan material ini dibandingkan filamen lainnya.
Produk ini terkenal di pasaran karena memiliki kekakuan yang lebih besar dan memungkinkan proses ekstrusi yang lebih mudah dibandingkan filamen lainnya.
Bahan ini memiliki kekuatan yang layak dan daya tahan yang tinggi. Ia memiliki rentang elastisitas yang tinggi, yaitu sekitar 600 hingga 700 persen.
Kekerasan Shore material ini berkisar antara 60 A hingga 55 D. Material ini memiliki kemampuan cetak yang sangat baik dan bersifat semi-transparan.
Ketahanan kimianya terhadap lemak alami dan minyak membuatnya lebih cocok untuk digunakan dengan printer 3D. Material ini memiliki ketahanan abrasi yang tinggi.
Anda disarankan untuk menjaga suhu printer antara 210 hingga 230 derajat Celcius dan suhu alas cetak antara suhu tanpa pemanasan hingga 60 derajat Celcius saat mencetak dengan TPU.
Kecepatan pencetakan, seperti yang disebutkan di atas, sebaiknya antara lima dan tiga puluh milimeter per detik, sedangkan untuk daya rekat pada alas cetak, Anda disarankan untuk menggunakan selotip Kapton atau selotip pelukis.
Ekstruder harus berupa penggerak langsung dan kipas pendingin tidak disarankan setidaknya untuk lapisan pertama printer ini.
TPC
Singkatan tersebut merujuk pada kopoliester termoplastik. Secara kimia, kopoliester adalah ester polieter yang memiliki urutan panjang acak bergantian dari glikol rantai panjang atau pendek.
Segmen keras dari bagian ini adalah unit ester rantai pendek, sedangkan segmen lunaknya biasanya berupa polieter alifatik dan glikol poliester.
Karena material pencetakan 3D fleksibel ini dianggap sebagai material kelas teknik, material ini tidak akan sering Anda lihat seperti TPU.
TPC memiliki kepadatan rendah dengan rentang elastisitas 300 hingga 350 persen. Kekerasan Shore-nya berkisar antara 40 hingga 72 D.
TPC menunjukkan ketahanan yang baik terhadap bahan kimia dan kekuatan tinggi dengan stabilitas termal dan ketahanan suhu yang baik.
Saat mencetak dengan TPC, Anda disarankan untuk menjaga suhu dalam kisaran 220 hingga 260 derajat Celcius, suhu alas cetak dalam kisaran 90 hingga 110 derajat Celcius, dan kecepatan cetak yang sama seperti pada TPU.
TPA
Kopolimer kimia TPE dan Nylon yang disebut Poliamida Termoplastik adalah kombinasi dari tekstur halus dan berkilau yang berasal dari Nylon dan fleksibilitas yang merupakan keunggulan dari TPE.
Material ini memiliki fleksibilitas dan elastisitas tinggi dalam kisaran 370 hingga 497 persen, dengan kekerasan Shore dalam kisaran 75 hingga 63 A.
Material ini sangat tahan lama dan menunjukkan kemampuan cetak yang setara dengan TPC. Material ini juga memiliki ketahanan panas dan daya rekat lapisan yang baik.
Suhu ekstruder printer saat mencetak material ini harus berada dalam kisaran 220 hingga 230 derajat Celcius, sedangkan suhu alas cetak harus berada dalam kisaran 30 hingga 60 derajat Celcius.
Kecepatan cetak printer Anda dapat sama dengan yang direkomendasikan saat mencetak TPU dan TPC.
Perekat alas cetak printer sebaiknya berbahan dasar PVA, dan sistem ekstruder dapat berupa penggerak langsung maupun Bowden.
Waktu posting: 10 Juli 2023