Industri percetakan tiga dimensi (3D printing) sedang mengalami peningkatan popularitas sejak beberapa tahun terakhir ini. Berbeda dengan industri percetakan pada umumnya yang mencetak tulisan atau gambar pada permukaan suatu objek, percetakan 3D mencetak suatu objek menggunakan bahan baku tertentu atau mengubah bentuk suatu bahan mentah menjadi suatu objek dengan bantuan komputer. Percetakan 3D sudah tentu membutuhkan mesin khusus printing 3D. Berikut contoh dan fungsi mesin industri printing 3D yang umum digunakan.
Laser Cutting
Laser cutting adalah proses pemotongan material menggunakan teknologi sinar laser. Cara kerja teknologi ini adalah dengan memfokuskan sinar laser berdaya tinggi kepada material. Teknologi ini dapat memotong bahan dengan presisi dan hasil potongan lebih halus dibandingkan dengan hasil potongan mesin konvensional.
Terdapat tiga jenis mesin laser cutting yang umum digunakan dalam industri, yaitu CO2 Laser, YAG Laser, dan Fiber Laser. Perbedaan ketiga jenis laser ini terletak pada sumber energi yang digunakan, panjang gelombang yang dihasilkan, dan kecocokan dengan bahan yang akan dipotong.
Cara kerja CO2 laser adalah dengan memompa campuran gas karbondioksida (CO2) dengan gas-gas lain yang dialiri arus listrik. Arus listrik memanaskan campuran gas tersebut hingga menghasilkan sinar laser dengan panjang gelombang 9,6 sampai 10,6 mikrometer. Laser CO2 cocok untuk digunakan dalam pemotongan material seperti plastik, kayu, keramik, kaca, dan bahan non-logam lain.
YAG Laser atau Nd:YAG laser atau sering juga disebut sebagai laser kristal, sesuai namanya, dihasilkan menggunakan medium kristal Nd:YAG (neodimium-doped yttrium aluminum garnet). Kristal disinari menggunakan Pompa Dioda dan menghasilkan sinar laser dengan panjang gelombang mencapai 1064 mikrometer. Untuk keperluan industri, YAG laser dapat diaplikasikan kepada hampir seluruh jenis material termasuk logam.
Fiber Laser memanfaatkan medium laser berbahan serat optik yang mengandung logam tanah jarang seperti neodymium, yttrium, dan sebagainya yang disinari menggunakan pompa dioda. Panjang gelombang yang dihasilkan dan pengaplikasiannya pada bahan sama dengan laser YAG, namun dengan tingkat efisiensi lebih tinggi dan hasil potongan yang lebih halus.
Laser Marking
Secara prinsip kerja, mesin laser marking tidak jauh berbeda dengan mesin laser cutting. Perbedaan utamanya terletak pada hasil akhir yang diinginkan, di mana laser cutting ditujukan untuk memotong bahan, sedangkan laser marking atau laser engraving menggunakan teknologi laser untuk mengukir permukaan bahan. Perbedaan ini karena daya laser yang dikeluarkan oleh mesih marking tidak sebesar mesin cutting.
Dari segi komponen, perbedaan utama antara mesin laser cutting dengan mesin laser marking terletak pada lensa fokus yang digunakan. Lensa fokus pada mesin engraver menghasilkan garis fokus yang lebih pendek, sehingga daya sinar laser yang dihasilkan lebih kecil dan hanya mampu mengikis permukaan material.
Baca juga: Kenali Yuk Jenis-Jenis Printer 3D dan Fungsinya!
Mesin CNC
Mesin industri printing 3D lain yang umum digunakan adalah mesin CNC atau computer numerical control (komputer kontrol numerik). Secara prinsip kerja, mesin CNC adalah mesin perkakas dengan sistem otomatisasi komputer. Operator membuat perintah melalui pemrograman CNC di komputer, lalu perintah tersebut dikirimkan kepada mesin perkakas untuk diaplikasikan pada bahan.
Mesin CNC router memiliki berbagai macam ukuran, mulai dari mesin kecil skala bengkel rumahan hingga mesin besar skala industri. Kegunaan mesin ini terutama untuk mengukir permukaan bahan. Material yang dapat dikerjakan beragam, mulai dari kayu, logam, batu, hingga busa poliuretan.
Mesin CNC plasma cutting, sesuai namanya, digunakan untuk memotong material menggunakan plasma yang diatur dengan program komputer. Berbeda dengan mesin laser cutting yang berbasis sinar laser, plasma cutting menggunakan pembakaran gas terionisasi elektrik pada suhu tinggi mirip dengan mesin las. Pengaplikasian plasma cutting terbatas pada material konduktif seperti baja, perunggu, atau logam lainnya.
Mesin Cetak 3D
Berbeda dengan mesin-mesin sebelumnya yang memotong atau mengikis permukaan material, percetakan 3D mengolah material mentah menjadi objek tiga dimensi. Awalnya, material yang bisa dicetak baru sebatas plastik saja, namun saat ini sedang dikembangkan mesin cetak 3D yang mampu melebur besi, karbon, dan nikel untuk mencetak baja nirkarat (stainless steel).
Untuk menghasilkan objek tiga dimensi, objek yang akan dicetak terlebih dahulu didesain dengan perangkat lunak CAD (computer aided design). Material kemudian dilebur di dalam mesin cetak dan diaplikasikan selapis demi selapis hingga membentuk objek yang diinginkan.
Pemanfaatan
Percetakan tiga dimensi dapat dimanfaatkan dalam berbagai macam industri. Industri yang paling banyak menggunakan mesin cetak ini adalah industri manufaktur. Selain itu, industri otomotif dan perhiasan juga memanfaatkan teknologi ini. Beberapa merek fashion juga mulai memanfaatkan teknologi cetak tiga dimensi untuk produk 3d Printing.
Di luar industri, teknologi cetak 3D juga dapat diaplikasikan pada warisan budaya. Beberapa tahun terakhir, arkeolog dan konservator mulai memanfaatkan teknologi percetakan tiga dimensi untuk kepentingan restorasi artefak yang hilang atau rusak. Metode cetak tiga dimensi juga dapat digunakan untuk membuat model berskala dari sebuah situs kuno.
Dengan demikian, mesin industri printing 3D memiliki beragam jenis dan fungsi. Masing-masing mesin memiliki prinsip kerja dan kecocokan pengaplikasian pada bahan yang berbeda-beda. Namun, pemanfaatannya tidak terbatas untuk industri semata.