Anda mungkin pernah mendengar tentang pencetakan 3D yang digembar-gemborkan sebagai masa depan pembuatan. Dan dengan cara teknologi telah maju dan menyebar secara komersial, mungkin sangat baik pada sensasi di sekitarnya. Jadi, apa itu pencetakan 3D? Dan siapa yang menghasilkannya?
Contoh terbaik untuk menggambarkan cara kerja pencetakan 3D berasal dari seri TV Star Trek: Generasi penerus bangsa. Dalam dunia futuristik fiksi itu, kru yang naik pesawat ruang angkasa menggunakan perangkat kecil yang disebut replikator untuk membuat apa saja, seperti apa pun mulai dari makanan dan minuman hingga mainan. Sekarang, meskipun keduanya mampu menampilkan objek tiga dimensi, pencetakan 3D hampir tidak secanggih ini. Sedangkan replikator memanipulasi partikel subatomik untuk menghasilkan objek kecil apa pun yang terlintas dalam pikiran, printer 3D “mencetak” materi dalam lapisan yang berurutan untuk membentuk objek.
Perkembangan awal
Secara historis, perkembangan teknologi dimulai pada awal 1980-an, bahkan mendahului acara TV tersebut. Pada tahun 1981, Hideo Kodama dari Institut Penelitian Industri Kota Nagoya adalah yang pertama kali mempublikasikan akun tentang bagaimana bahan yang disebut photopolymers yang mengeras saat terkena sinar UV dapat digunakan untuk membuat padatan dengan cepat prototipe. Meskipun makalahnya meletakkan dasar untuk pencetakan 3D, ia bukan orang pertama yang benar-benar membangun printer 3D.
Kehormatan bergengsi itu diberikan kepada insinyur Chuck Hull, yang merancang dan menciptakan printer 3D pertama pada tahun 1984. Dia telah bekerja untuk sebuah perusahaan yang menggunakan lampu UV untuk membuat pelapis meja yang tangguh dan tahan lama ketika dia mendapat ide untuk memanfaatkan teknologi ultraviolet untuk membuat prototipe kecil. Untungnya, Hull memiliki laboratorium untuk bermain-main dengan idenya selama berbulan-bulan.
Kunci untuk membuat printer bekerja seperti itu adalah photopolymers yang tetap dalam keadaan cair sampai mereka bereaksi sinar ultraviolet. Sistem yang pada akhirnya akan dikembangkan Hull, yang dikenal sebagai stereolithography, menggunakan berkas sinar UV untuk membuat sketsa bentuk objek dari tong photopolymer cair. Saat berkas cahaya mengeraskan setiap lapisan di sepanjang permukaan, platform akan bergerak ke bawah sehingga lapisan berikutnya bisa mengeras.
Dia mengajukan paten pada teknologi pada tahun 1984, tetapi itu tiga minggu setelah tim penemu Perancis, Alain Le Méhauté, Olivier de Witte, dan Jean Claude André, mengajukan paten untuk proses serupa. Namun, majikan mereka mengabaikan upaya untuk mengembangkan teknologi lebih lanjut karena "kurangnya perspektif bisnis." Hull ini diizinkan untuk hak cipta istilah "Stereolithografi." Patennya, berjudul "Peralatan Produksi Benda Tiga Dimensi oleh Stereolithografi" dikeluarkan pada 11 Maret 1986. Tahun itu, Hull juga membentuk sistem 3D di Valencia, California sehingga ia dapat mulai membuat prototipe cepat secara komersial.
Memperluas Bahan dan Teknik yang Berbeda
Sementara paten Hull mencakup banyak aspek pencetakan 3D, termasuk desain dan perangkat lunak pengoperasian, teknik dan berbagai bahan, penemu lain akan membangun konsep dengan berbeda pendekatan. Pada tahun 1989, a paten dianugerahi kepada Carl Deckard, seorang mahasiswa pascasarjana Texas yang mengembangkan metode yang disebut sintering laser selektif. Dengan SLS, a sinar laser digunakan untuk mengikat bahan bubuk, seperti logam, bersama-sama untuk membentuk lapisan objek. Bubuk segar akan ditambahkan ke permukaan setelah setiap lapisan berturut-turut. Variasi lain seperti sintering laser logam langsung dan peleburan laser selektif juga digunakan untuk membuat benda logam.
Bentuk pencetakan 3D yang paling populer dan paling dikenal disebut pemodelan deposisi menyatu. FDP, dikembangkan oleh penemu S. Scott Crump meletakkan material berlapis-lapis langsung ke platform. Bahannya, biasanya resin, disalurkan melalui kawat logam dan, setelah dilepaskan melalui nosel, segera mengeras. Gagasan itu muncul di Crump pada tahun 1988 ketika dia mencoba membuat katak mainan untuk putrinya dengan mengeluarkan lilin lilin melalui pistol lem.
Pada tahun 1989, Crump mematenkan teknologi dan bersama istrinya ikut mendirikan Stratasys Ltd. untuk membuat dan menjual mesin cetak 3D untuk pembuatan prototipe cepat atau komersial. Mereka mempublikasikan perusahaan mereka pada tahun 1994 dan pada tahun 2003, FDP menjadi teknologi prototyping cepat terlaris.