Trend Teknologi Masa Kini Printer 3D

1. PENGERTIAN DAN SEJARAH  PRINTER 3D

3D Printing atau dikenal juga sebagai Additive Layer Manufacturing adalah proses membuat objek padat 3 dimensi atau bentuk apapun dari model digital. Cara kerjanya hampir sama dengan printer laser dengan tehnik membuat objek dari sejumlah layer/ lapisan yang masing-masing dicetak di atas setiap lapisan lainnya.

            Teknologi printing ini sendiri sebenarnya sudah berkembang sejak sekitar 1980an namun belum begitu dikenal hingga tahun 2010an ketika mesin cetak 3D ini dikenalkan secara komersial. Dalam sejarahnya Printer 3D pertama yang bekerja dengan baik dibuat oleh Chuck Hull dari 3D Systems Corp pada tahun 1984. Sejak saat itu teknologi 3D printing semakin berkembang dan digunakan dalam prototyping (model) maupun industri secara luas seperti dalam arsitektur, otomotif, militer, industri medis, fashion, sistem informasi geografis sampai biotech (penggantian jaringan tubuh manusia).

2.  CARA KERJA DAN MEKANISME 3D PRINTING

Prinsip dasar atau cara kerja mesin printer 3D secara umum terbagi pada 3 tahapan proses yaitu 

Model objek 3D, Printing dan Finishing.

1.      Model objek 3D dapat dibuat dengan bantuan design komputer atau scanner 3D, proses ini menganalisa dan mengumpulkan data dari objek nyata untuk kemudian bentuk dan penampilannya dibuat digital sebagai model tiga dimensi.

2.       Proses Printing atau mencetak menggunakan prinsip dasar Additive Layer (lihat definisi di atas) dengan rangkaian proses mesin membaca rancangan tiga dimensi dan mulai menyusun lapisan secara berturut turut untuk membangun model dalam serangkaian proses lengkap. Lapisan-lapisan ini yang dihubungkan oleh model virtual (3d model) digabungkan secara otomatis untuk membentuk susunan lengkap yang utuh. Keunggulan utamanya adalah mesin printer 3d dengan teknik ini dapat membuat bentuk apapun tanpa batas.

3.      Tahap Finishing dapat dilakukan secara manual untuk menyempurnakan bagian-bagian kompleks yang mungkin disebabkan oleh oversized atau ukuran yang berbeda dari yang diinginkan. Tehnik tambahan untuk menyempurnakan proses ini dapat pula menggunakan tehnik multiple material atau material berbeda; multiple color atau kombinasi warna.

Kemudian mekanisme diawali dari Stereolithography (SLA) adalah teknik pertama untuk 3D Printing. Caranya adalah menambahkan layer terus menerus pada bahan photopolymer menuju keatas. Material yang digunakan pada awalnya adalah liquid (cairan) dan akan mengeras ketika liquid tersebut terkena sinar ultraviolet.

Lalu Digital Light Processing (DLP), pada proses penyinaran digital, objek pada  awalnya berbentuk liquid yang penuh. Sebagian dari liquid tersebut akan disinari, yang tentu saja akan mengeraskan liquid tersebut, lalu objek yang mengeras akan tenggelam kebawah dan menaikkan liquid selanjutnya. Proses ini terus menerus dilakukan hingga objek 3D tersebut berhasil dibuat.

Kemudian Selective Laser Sintering (SLS), menggunakan tenaga yang sangat tinggi untuk menggabungkan berbagai material, seperti plastik, gelas, keramik, dan metal menjadi output 3D.

Dan Electron Beam Melting (EBM), adalah proses dari 3D Printing untuk bahan metal. Prosesnya di sebuah vakum dan memulai prosesnya dengan menyebarkan sebuah layer dari metal powder (lebih sering menggunakan titanium). Electron beam akan mencairkan powder menjadi layer yang keras. Objek yang dibuat dengan teknik ini akan sangat kuat.

Setelah itu tahap selanjutnya adalah Multi Jet Modelling (MJM) mempunyai cara kerja yang sama dengan inkjet printer. Ia menyebarkan sebuah layer dari resin powder dan menyemprotkan sebuat lem yang mempunyai berbagai warna dan akan mengeras pada satu layer. Multi Jet Modelling sangatlah berguna karena sangat cepat dan mendukung penyediaan warna.

Dan yang terakhir adalah Fused Deposition Modelling (FDM), menggunakan bahan nozzle yang dipanaskan dan akan melelehkan bahan seperti plastik pada hasil outputnya. Nozzle tersebut akan berpindah secara horizontal dan vertikal yang diatur oleh komputer. Ketika material keluar dari nozzle, material tersebut akan mengeras.

3.  MANFAAT PRINTER 3D

      1.  Bidang Medis

      a.  Implan:  Penggunaan 3D printing ini untuk kepentingan implan. Implan yang dibuat dengan teknik 3D printing ini juga sangat mirip dengan bagian tubuh pasien. Biasanya, pasien di scan terlebih dahulu yang diubah menjadi bentuk 3D di komputer dan diproses pada printer 3D. Konon dengan teknologi ini akan dapat berkembang dan bisa membantu pemulihan tubuh dengan sempurna. Mungkin manusia akan seperti cicak dimasa depan, dimana saat ada bagian tubuhnya terpotong, maka bisa tumbuh lagi dengan teknik ini.

         b. Tangan/Kaki Robot  :  Tangan/Kaki robot diciptakan untuk membantu orang-orang yang tidak memiliki jari-jari tangaan. Tangan/Kaki robot yang dicetak menggunakan 3d printing ini dapat disesuaikan dengan bentuk tangan pengguna tangan robot itu sendiri.

      c.  Tulang Buatan : Selain itu, 3D Printer juga dapat membuat tulang-tulang buatan

      

      d. Bioprinting : Dunia medis juga mulai menggunakan metode 3D printing untuk keperluan penyembuhan pasien. Saat ini sudah ditemukan bahan yang sangat mirip dengan liver manusia yang dikenal dapat memperbaiki dan tumbuh saat ada bagiannya yang rusak. Memang, bahan ini tidak dapat tumbuh layaknya liver, tetapi, bahan ini dapat merangsang sel-sel tubuh kita untuk memperbaiki dirinya sendiri.

     2.  Bidang Industri

 Pada bidang industri pabrikan maupun rumahan, 3D Printer dapat berguna untuk mencetak produk-produk industri seperti gitar, phone case, alat-alat rumah tangga, pajangan, mobil, dll

     3. Bidang Fashion

      a. Sepatu : Pada bidang fashion, 3D Printer sudah mampu membuat produk-produk sepatu baik sepatu wanita maupun pria.

      b. Baju : Akhir-akhir ini banyak desainer yang membuat baju dengan 3D Printer dengan aksen motif futuristic.

      c. Perhiasan  :  Ada banyak aksesoris wanita seperti kalung, gelang, anting, dll yang sudah pernah dicetak oleh 3D Printer

      4. Bidang Arsitektur

      Model prototype bangunan: Bagi bidang arsitek, 3D Printer dapat membuat model-model prototype bangunan seperti rumah, gedung, dll.

            

      4. MATERIAL

Beberapa jenis  material dapat digunakan pada 3D printing, namun yang paling banyak digunakan adalah Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) dan Polylactic acid atau Polylactide (PLA) . Kedua material ini berasal dari kelompok thermoplastik yang memiliki sifat mudah dibentuk ketika dipanaskan dan menjadi padat kembali ketika didinginkan. Kelebihan dari material thermoplastik yaitu dapat didaur ulang atau diproses kembali secara berulang-ulang sehingga lebih ramah lingkungan.

Material ABS diproduksi dari bahan bakar fosil dan tidak dapat diurai secara biologis (biodegradasi). ABS terdiri dari 15-35% acrylonitrile, 5-30% butadiene dan 40-60% styrene. ABS lebih kuat daripada polistiren murni. Styrene memberikan efek plastik yang mengkilap, sedangkan butadiene yaitu zat karet memberikan ketahanan meski pada temperatur yang rendah. ABS dapat digunakan pada kisaran temperatur -20°C hingga 80°C. Material ABS menjadi pilihan para insinyur (engineers) dan untuk keperluan aplikasi profesional karena ABS bersifat kuat, fleksibel dan memiliki machinability serta ketahanan terhadap temperatur yang baik. Warna material ABS yang ada di pasaran adalah biru, kuning, merah, abu-abu,  hijau, hitam, dan putih.

Material PLA memiliki banyak pilihan warna baik solid maupun tembus pandang serta mengkilap sehingga menarik untuk ditampilkan. Jika pendinginannya tepat material ini memungkinkan dicetak dengan kecepatan yag lebih tinggi dibandingkan ABS. Material ini banyak digunakan untuk home printing, hobby, serta digunakan di sekolah-sekolah. PLA adalah material yang tepat bagi anda pengguna 3D printer pemula. Dengan bantuan kipas pada 3D printer yang tepat akan membantu proses pendinginan menjadi lebih baik dan mencegah terjadinya bengkok pada hasil printing dibandingkan material lainnya. Setelah printing anda dapat menyelesaikan model anda dengan pengamplasan atau dapat juga mengecat langsung ke PLA dengan cat jenis akrilik. Material ini bersifat ramah terhadap anak-anak dan lingkungan serta dapat dengan mudah terurai menjadi kompos (Compostable) karena berbahan dasar dari pati jagung.

 Adapun warna material PLA yang ada di pasaran adalah hitam, putih, ungu, kuning, biru dan hijau. Disamping itu tersedia juga material PLA yang tembus pandang untuk warna bening, merah, biru dan hijau.

5.   KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PRINTER 3D

A. Kelebihan

1.      Yang pertama adalah untuk pembuatan produk. Saat ini pembuatan produk bisa dilakukan dengan mudah, cepat dan mendetail dengan teknik ini, bahkan sampai ukuran millimeter. Hal ini dikarenakan majunya teknologi yang sudah dikembangkan untuk software dan printer 3D.

2.      Biasanya, pembuatan satu objek membutuhkan waktu sekitar 1 menitan bahkan kurang. Tapi, bila bentuk objek rumit, maka bisa makan lebih dari itu. Dibanding dengan membuat objek secara manual, tentu saja dengan 3D Printing lebih efisien waktu.

3.      Dapat memproduksi produk-produk pabrikan seperti sepatu, perhiasan, baju, phone case, mainan, bahkan mobil, dll

            B. Kekurangan

1.      Walaupun begitu, ternyata teknologi 3D Printing tidak serta merta diterima baik oleh masyarakat. Kenyataannya ia dapat menyebabkan perubahan yang membahayakan untuk kehidupan dunia.

2.      Salah satu efek buruk yang bisa disebabkan oleh teknologi 3D Printing adalah matinya pekerjaan-pekerjaan manufaktur. Adapun spesifikasi dari pekerjaan manufaktur umumnya berupa pekerjaan yang membutuhkan kemampuan rendah seperti layanan jasa. Padahal, beberapa negara besar, seperti China misalnya, lebih banyak bergantung pada keberadaan pekerjaan berbasis jasa untuk dapat memenuhi kebutuhan ekonominya.

3.      Selain itu, 3D Printing juga tidak praktis dalam beberapa hal, salah satunya adalah material pembentuk. Printer 3D juga memiliki keterbatasan yakni bisa menyediakan satu jenis material saja untuk satu mesinnya.

4.      Dampak lain yang bisa disebabkan oleh berkembang pesatnya 3D Printing adalah matinya copyright. Hal ini karena orang bisa dengan sesuka hatinya mencetak barang-barang yang mereka inginkan dengan hanya bermodalkan rancangan atau gambar dalam bentuk sof file-nya saja. Pembajakan produk ternama tentu bukan lagi menjadi hal yang susah. Bahkan, brand-brand terkenal juga bisa dimiliki tanpa harus mahal-mahal membeli di outlet aslinya.

Selanjutnya, mengingat orang bisa mencetak apapun dengan berbekal rancangan soft-nya, bukan merupakan hal yang tidak mungkin jika angka kriminalitas akan meningkat. Sebab, dengan kondisi saat ini yang masih langka 3D Printing saja sudah banyak orang yang mengantongi senjata api dari hasil membeli di pasar gelap. Tentu kepemilikan senjata berbahaya secara bebas pun akan semakin tinggi bila 3D Printing sudah merambat ke seluruh penduduk.