Manufaktur aditif atau lebih dikenal dengan additive manufacturing adalah salah satu teknologi canggih yang identik dengan pencetakan 3D dan menawarkan banyak keuntungan signifikan bagi perusahaan manufaktur. Teknologi tersebut biasanya digunakan untuk menciptakan produk yang lebih kompleks dan disesuaikan dengan efisiensi yang tinggi.
Kemampuan memproduksi barang dengan cepat dengan desain berkualitas tinggi bisa Anda dapatkan dalam penerapan Additive Manufacturing (AM) ini. Dalam artikel ini, mari kita bahas apa itu additive manufacturing, serta jenis, contoh, juga manfaat penerapannya dalam perusahaan manufaktur. Simak penjelasan berikut!
1. Apa itu Additive Manufacturing
Additive manufacturing adalah metode produksi dengan menggunakan teknologi, dimana produk dibuat dan didesain dengan menumpuk material secara bertahap. Metode ini akan membantu pembuatan desain produk yang rumit, dan seringkali tidak bisa dilakukan dengan teknik manufaktur tradisional.
Teknologi additive manufacturing ini bisa Anda terapkan untuk memudahkan penyesuaian dan modifikasi desain produk tanpa memerlukan peralatan atau cetakan baru. Biasanya metode ini digunakan untuk pembuatan prototype atau produk yang membutuhkan tingkat personalisasi yang tinggi seperti produksi implan gigi dalam industri kesehatan yang harus disesuaikan dengan pasien atau komponen mesin khusus.
Penggunaan additive manufacturing adalah strategi yang bisa Anda terapkan dalam perusahaan manufaktur, karena produksi menggunakan metode ini akan lebih cepat dari desain ke produk finalnya. Dengan begitu, akan mengurangi waktu yang diperlukan untuk mengembangkan waktu respons terhadap perubahan pasar atau kebutuhan khusus pelanggan.
Baca juga: Ukur Efektivitas Mesin dengan Rumus OEE
2. Jenis Additive Manufacturing Adalah
Setelah mengetahui apa itu additive manufacturing, kita juga harus memahami bagaimana cara kerja metode tersebut di perusahaan manufaktur. Masing-masing jenis teknologi additive manufacturing ini menawarkan keunikan dalam cara material dibentuk dan dikonsolidasikan, sehingga memberikan opsi bagi Anda untuk memilih jenis mana yang paling sesuai dengan kebutuhan produksi. Jenis-jenis additive manufacturing adalah sebagai berikut:
a. Vat Polymerization
Jenis vat polymerization ini adalah proses manufaktur aditif yang menggunakan wadah berisi resin fotopolimer atau getah pohon yang cair. Jenis ini melibatkan pengerasan lapisan demi lapisan resin dengan menggunakan sumber cahaya UV yang dikontrol dengan presisi sebuah laser atau proyektor digital. Ketika cahaya UV mengenai resin, maka resin tersebut akan mengeras dan membentuk lapisan dari objek yang ingin dibuat.
Biasanya, jenis ini digunakan untuk membuat produk seperti biomedis, perhiasan, dan prototipe yang memerlukan finish akhir yang berkualitas tinggi. Jenis ini akan menciptakan hasil detail yang halus dan permukaan yang halus, tetapi ada keterbatasan dalam ukuran wadah resin dan durabilitas material yang lebih rendah dibandingkan dengan logam yang bisa menjadi pertimbangan Anda.
b. Binder Jetting
Binder jetting adalah jenis teknologi additive manufacturing yang menggunakan bahan bubuk seperti pasir, metal, atau keramik, serta benda cair yang disemprotkan untuk mengikat lapisan bahan bubuk tersebut. Proses ini dimulai dengan menyebarkan lapisan tipis bahan bubuk, dan diikuti dengan menyemprot binder yang diprogram yang sesuai dengan desain digital yang akan dibuat.
Jenis ini cocok untuk pembuatan cetakan pasir untuk pengecetan, produksi barang keramik, dan pembuatan prototype dengan cepat. Meskipun jenis ini terkenal dengan kecepatan dan kemampuannya untuk mencetak objek skala besar, jenis ini memiliki kekuatan mekanis produk yang dihasilkan lebih rendah dibandingkan jenis lainnya, sehingga hanya membatasi penggunaannya dalam aplikasi struktural.
c. Directed Energy Deposition
Directed Energy Deposition (DED) adalah proses di mana material logam yang masih berbentuk bubuk atau kawat akan dilelehkan secara simultan saat disemprotkan nozel dan substrat. Proses ini biasanya menggunakan sumber energi tinggi seperti laser atau busur listrik, untuk melelehkan material saat diaplikasikan ke bagian yang akan dibuat.
DED sering digunakan untuk aplikasi reparasi atau modifikasi komponen, seperti pada industri kedirgantaraan dan pembuatan kapal, di mana penggunaan jenis ini dapat menambah material pada bagian yang rusak atau aus. Teknologi ini bisa sangat fleksibel dan membutuhkan biaya operasional juga kompleksitas yang tinggi dalam penggunaannya.
d. Material Extrusion
Jenis berikutnya ada material extrusion atau biasa disebut dengan teknologi Fused Deposition Modeling (FDM), merupakan proses dimana material termoplastik akan diekstraksi melalui nozel panas yang bergerak sesuai dengan koordinat X, Y, Z. Material tersebut akan dilelehkan dan didiamkan lapis demi lapisnya untuk membentuk objek yang diinginkan.
Jenis ini bisa digunakan untuk membuat prototyping dan manufaktur skala kecil di rumah atau di studio desain. Penggunaan jenis ini akan memberikan kemudahan dalam penggunaanya dengan biaya operasional yang relatif rendah, tetapi keterbatasan dalam resolusi dan kekuatan material sering kali membuat produk yang dihasilkan tidak sesuai untuk aplikasi bertekanan tinggi.
e. Sheet Lamination
Jenis berikutnya dari additive manufacturing adalah sheet lamination yang merupakan penumpukan lapisan tipis dari bahan seperti kertas, logam, atau plastik yang kemudian akan diikat bersamaan menggunakan perekat atau pengelasan ultrasonik. Nantinya setiap lapisan tersebut akan dipotong sesuai dengan bentuk yang diinginkan sebelum atau sesudah dilaminasi.
Jenis ini biasanya digunakan untuk membuat model dalam skala besar dan bisa sangat ekonomis tergantung pada material yang digunakan. Jenis ini memiliki kecepatan dan kemampuan untuk menggunakan berbagai material, tapi juga terdapat keterbatasan yang terletak pada ketidakmampuan untuk membuat geometri internal yang kompleks dan kekuatan mekanis yang seringkali lebih rendah.
f. Powder Bed Fusion
Powder bed fusion adalah jenis terakhir yang melibatkan penyatuan partikel bahan bubuk menggunakan sumber panas seperti laser, atau sinar elektron. Material bubuk tersebut akan disebar secara rata pada platform, dan menggabungkannya dengan sumber panas di area tertentu yang sesuai dengan desain digital yang akan dibuat.
Proses ini harus dilakukan secara berulang di setiap lapisan hingga objek selesai dibuat. Jenis ini biasanya dibuat untuk produksi barang militer, otomotif, dan medis. Powder bed fusion terkenal dengan kemampuannya untuk membuat komponen kompleks dengan ketepatan yang tinggi dan kekuatan mekanis yang baik, tetapi memiliki biaya material dan perawatan mesin yang tinggi bisa menjadi batasan bagi beberapa pengguna.
3. Contoh Additive Manufacturing
Penggunaan teknologi dari additive manufacturing ini telah membantu berbagai industri perusahaan manufaktur untuk mengembangkan dan memproduksi barang juga komponen yang mudah tetapi juga kuat dalam penggunaannya. Bahan-bahan yang biasanya digunakan dalam additive manufacturing seperti biokimia, keramik, logam, dan termoplastik dapat Anda kelola dan digunakan dalam penggunaan teknologi ini.
Seperti contoh additive manufacturing yang diterapkan di industri otomotif dalam membuat komponen bracket motor yang memiliki spesifikasi dan penyesuaian khusus. Pembuatan barang tersebut biasanya menggunakan jenis vat polymerization atau laser sintering yang bisa menciptakan bracket yang tidak hanya ringan tetapi juga memiliki kompleksitas geometri yang meningkatkan kinerjanya secara keseluruhan.
Material bracket motor yang berasal dari titanium atau aluminium alloy juga dikombinasikan dengan desain berbasis komputasi, yang akan membuat bentuk-bentuk aerodinamis dan struktur internal yang berongga sehingga bisa mengurangi berat tanpa mengorbankan kekuatan struktural pada komponen tersebut. Nah, pengurangan berat dari komponen tersebut nantinya bisa berkontribusi pada efisiensi bahan bakar, dan performa dinamis dari kendaraan motor yang Anda gunakan.
4. Manfaat Teknologi Additive di Perusahaan Manufaktur
Penggunaan teknologi additive manufacturing dapat menjadi salah satu strategi dalam perusahaan manufaktur untuk memaksimalkan desain dan proses produksi. Setelah memahami apa itu additive manufacturing dan juga bagaimana contoh additive manufacturing, kita akan mengetahui masing-masing keuntungan ini lebih detail untuk memahami bagaimana mereka memberikan nilai tambah bagi perusahaan manufaktur.
a. Fleksibilitas Desain Tinggi
Penggunaan teknologi manufaktur ini akan memberikan kebebasan desain di setiap proses produksi, sehingga memungkinkan Anda untuk membuat bentuk dan struktur kompleks yang tidak bisa dilakukan melalui metode manufaktur tradisional. Penggunaannya juga dapat digabungkan dengan fitur unik lainnya seperti rongga internal, geometri yang rumit, dan struktur yang sangat ringan tanpa perlu meningkatkan biaya produksi.
b. Pengurangan Limbah
Keuntungan paling penting yang perusahaan manufaktur dapatkan adalah efisiensi yang tinggi dalam penggunaan material, sehingga bisa menghasilkan pengurangan limbah produksi yang substansial. Additive manufacturing hanya menambahkan material di tempat yang diperlukan, sehingga akan mengurangi biaya material yang terbuang, dan juga berkontribusi pada kegiatan produksi yang lebih berkelanjutan.
c. Prototyping Cepat
Manfaat penggunaan selanjutnya adalah memiliki kemampuan untuk mengubah desain menjadi prototyping fisik dengan cepat, sehingga bisa membantu mempercepat siklus pengembangan produk. Prototyping yang cepat ini menjadi kunci untuk meningkatkan inovasi dan mengoptimalkan produk sebelum produksi massal, dan juga mengurangi risiko mahal dalam pengembangan produk dan mempercepat waktu untuk memasuki pasar.
d. Produksi On-Demand
Metode yang digunakan additive manufacturing juga dapat membantu memproduksi barang hanya pada saat diperlukan, sehingga akan menghindari kebutuhan untuk stok yang besar dan bisa meminimalkan biaya penyimpanan di perusahaan manufaktur. Produksi on-demand dalam penggunaan teknologi ini akan membantu Anda mencetak suku cadang pengganti hanya saat ada permintaan, mengeliminasi kebutuhan produksi dan penyimpanan dalam jumlah besar.
e. Personalisasi dan Kustomisasi Produk
Keunggulan terakhir yang Anda dapatkan dari penerapan konsep ini adalah menyesuaikan dan personalisasi produk dengan mudah, sehingga perusahaan bisa menyesuaikan produksi barang yang sesui dengan biaya yang ada ataupun spesifikasi yang diinginkan pelanggan. Seperti contohnya pembuatan peralatan medis seperti implan gigi yang disesuaikan dengan pasien atau barang konsumen yang disesuaikan dengan preferensi pribadi.
5. Kesimpulan
Dari artikel ini, kita bisa menarik kesimpulan bahwa perusahaan manufaktur bisa mudah untuk membuat desain dengan fleksibilitas yang tinggi dan biaya yang relatif rendah dengan menggunakan teknologi additive manufacturing. Ada beberapa jenis yang dapat Anda gunakan dengan menyesuaikan kebutuhan serta preferensi produk yang Anda buat.
Kita juga telah menguraikan contoh additive manufacturing yang akan membantu Anda memahami bagaimana cara kerja metode ini dalam penerapannya di perusahaan manufaktur. Dengan itu, penerapan additive manufacturing ini dapat langkah strategis yang penting bagi perusahaan yang ingin memimpin inovasi dalam industri manufaktur, mengurangi dampak lingkungan, dan mengoptimalkan rantai pasokan dalam jangka panjang.
