Ada berbagai metode pencetakan 3D yang dikembangkan untuk membangun struktur dan objek 3D. Beberapa dari mereka masih bertahan hingga saat ini, dan beberapa telah hilang dari peredarannya.

Panduan ini berfokus pada teknologi pencetakan 3D yang tersedia, atau dalam istilah awam, jenis printer 3D. Jenis yang akan dibahas kali ini adalah Fused Deposition Modeling (FDM) Printer.

Fused Deposition Modeling (FDM)

Teknologi Fused Deposition Modeling saat ini adalah teknologi pencetakan 3D paling populer dan digunakan pada printer 3D yang terjangkau dan bahkan pada pena 3D.

Teknologi ini pada awalnya dikembangkan dan diimplementasikan oleh Scott Crump dari Stratasys yang didirikan pada tahun 1980-an. Perusahaan percetakan 3D lainnya telah menggunakan teknologi serupa tetapi dengan nama yang berbeda. Pembuat MakerBot yang terkenal menciptakan teknologi yang hampir identik, menamainya dengan Fused Filament Fabrication (FFF).Dengan bantuan Fused Deposition Modeling, Anda dapat mencetak tidak hanya prototipe operasional, tetapi juga produk siap pakai seperti lego, roda gigi plastik, dan banyak lagi. Dari sektor hobi pun banyak implementasi pencetakan 3D yang dapat dilakukan, seperti pada frame drone atau pun flash hider untuk airsoft gun.

Apa yang hebat tentang teknologi ini bahwa semua komponen yang dicetak dengan FDM dapat digunakan dalam berbagai kebutuhan dengan kinerja tinggi dan termoplastik tingkat teknik, yang cukup bermanfaat bagi insinyur dan produsen mekanik.

Printer 3D yang menggunakan Teknologi Fused Deposition Modeling membangun objek lapis demi lapis dari paling bawah ke atas dengan memanaskan dan mengekstrusi filamen termoplastik. Seluruh proses agak mirip dengan stereolithography. Program khusus atau Slicer “mengiris” model CAD menjadi lapisan dan menentukan pola gerak extruder printer dalam merakit setiap lapisan.

Selain termoplastik, printer juga dapat mengekstrusi bahan pendukung. Kemudian printer memanaskan material termoplastik hingga titik lelehnya dan mengeluarkannya melalui nozzle di atas alas pencetakan, yang Anda kenal sebagai platform atau bed, pada pola yang telah ditentukan yang ditentukan oleh model 3D dan perangkat lunak slicer.

Proses Pencetakan 3D dengan FDM

Perangkat lunak slicer yang berjalan pada komputer yang terhubung ke printer 3D menerjemahkan pengukuran suatu objek menjadi koordinat X, Y, dan Z dan mengontrol nozzle dan fondasi mengikuti rute yang dihitung selama pencetakan.

Ketika lapisan tipis dari plastik menyatu ke lapisan di bawahnya, itu meleleh dan mengeras. Ketika lapisan selesai, alas diturunkan (seperti ditunjukkan pada langkah 5) untuk mengakomodasi pencetakan lapisan berikutnya, ini ditunjukkan dalam langkah 1 sampai 5 pada diagram di bawah ini.

Penampang samping proses pencetakn 3D secara Fused Deposition Modeling

Filamen (1) masuk ke dalam hotend(2) yang kemudian dipanaskan sampai temperatur tertentu sesuai material termoplastiknya. Selanjutnya dialirkan ke nozzle (3) yang menjadi “ujung pena” dalam meletakkan material sesuai hasil slicing dari perangkat lunak untuk menghasilkan model 3D (4) per lapis.

Setelah 1 lapisan selesai, platform atau bed (5) akan bergerak naik atau turun sesuai tipe printer untuk mempersiapkan tempat bagi lapisan selanjutnya.

Waktu pencetakan tergantung pada ukuran dan kompleksitas model Anda. Objek kecil dapat diselesaikan relatif cepat, sementara bagian yang lebih besar dan lebih rumit membutuhkan lebih banyak waktu.

Saat pencetakan selesai, bahan-bahan pendukung dapat segera dihilangkan dengan memasukkan benda ke dalam deterjen dan larutan air atau melepaskan bahan pendukung dengan tangan. Nylon biasanya digunakan sebagai bahan pendukung dan dapat dilarutkan dalam aseton.

Kemudian benda-benda juga bisa dicat, diamplas atau bahkan dipotong sesudahnya.

Teknologi Fused Deposition Modeling tersebar luas saat ini, dan digunakan dalam industri seperti produsen mobil, produsen makanan, dan produsen mainan.

FDM digunakan untuk pengembangan produk baru, pembuatan prototipe dan bahkan dalam pembuatan produk akhir. Teknologi ini dianggap mudah digunakan dan ramah lingkungan. Melalui penggunaan metode pencetakan 3D ini, menjadi mungkin untuk membangun objek dengan geometri dan rongga yang kompleks.

Sekilas Material untuk 3D Printing

Kita dapat menggunakan berbagai jenis termoplastik dengan printer FDM. Yang paling umum adalah plastik ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) dan plastik PLA (Polylactic Acid).

Selain itu, ada beberapa jenis bahan pendukung seperti lilin yang larut dalam air atau PPSF (polyphenylsulfone).

Potongan yang dicetak dengan teknologi ini memiliki kekuatan mekanik yang sangat baik dan tahan panas, memungkinkan Anda untuk menggunakan model cetak sebagai prototipe fungsional.

FDM banyak digunakan untuk barang-barang pengguna akhir produksi. Kami secara khusus merujuk pada komponen kecil dan terperinci dan alat-alat pabrikan teknis. Beberapa termoplastik (seperti PLA, yang tidak beracun) bahkan dapat digunakan dalam kemasan makanan dan obat-obatan, menjadikan FDM sebagai metode pencetakan 3D favorit dalam sektor medis.