Mulai dari hasil yang keluar dari printer
Jika tujuan akhirnya perhiasan atau komponen logam, mengapa harus mencetak model lilin terlebih dahulu? Bisakah pencetakan logam langsung menghilangkan pengecoran? Untuk menjawabnya, pastikan apa yang dihasilkan printer dan pekerjaan apa yang masih diperlukan sebelum penyerahan.
“Perhiasan cetak 3D” atau “komponen logam cetak 3D” dapat merujuk pada proses berbeda. Satu proses membentuk logam di dalam mesin, sedangkan proses lain mencetak model lilin lalu menghasilkan logam melalui pengecoran lilin hilang. Bentuk akhir yang serupa tidak menunjukkan alur yang digunakan.
Artikel ini memakai laser powder bed fusion (LPBF), yaitu peleburan laser pada hamparan serbuk, sebagai contoh utama pencetakan logam langsung dan membandingkannya dengan jetting lilin yang dilanjutkan pengecoran. Hasil cetak, bahan, dan pascaprosesnya berbeda; kesesuaian harus dinilai berdasarkan penggunaan akhir serta kriteria penerimaan.
1. Hasil cetak menentukan tahap manufaktur berikutnya
LPBF menyebarkan serbuk logam di atas platform. Laser melebur area sesuai data yang telah disiapkan untuk membangun komponen lapis demi lapis. Penjelasan proses DMLS dari EOS mengelompokkannya sebagai LPBF dan menjelaskan hubungan penyebaran serbuk dengan peleburan laser.
Jetting lilin membentuk pola pengecoran lapis demi lapis. 3H-420 Plus dari Cprint 3D menghasilkan model lilin; emas, perak, atau paduan lainnya dibentuk pada pengecoran berikutnya. Model cincin yang dicetak masih memerlukan pengecoran dan pengerjaan akhir untuk menjadi perhiasan logam.
Kedua alur dapat diringkas sebagai berikut:
- Alur logam langsung: desain digital dan persiapan cetak, pembentukan logam, pascaproses yang diperlukan, serta pemeriksaan akhir.
- Alur lilin cetak dan pengecoran: desain digital dan persiapan, pembuatan serta pemeriksaan pola lilin, perakitan pohon, pembuatan cetakan dengan bahan investment atau cangkang, penghilangan lilin dan pembakaran, penuangan logam, pengerjaan setelah pengecoran, serta pemeriksaan akhir.
“Langsung” berarti logam terbentuk pada tahap manufaktur aditif. Istilah ini tidak berarti komponen keluar dari mesin dengan permukaan, ukuran, dan sifat akhir yang sudah sesuai. Proses aditif logam lainnya dapat memiliki alur berbeda; contoh LPBF ini tidak mewakili seluruh pencetakan logam.
2. Logam masuk pada tahap produksi yang berbeda
Pencetakan logam langsung memerlukan serbuk, parameter, dan kondisi proses yang cocok dengan mesin. Meski nama paduannya sama, periksa spesifikasi bahan baku, kondisi hasil manufaktur, dan penggunaan akhirnya. Kemampuan sebuah mesin mencetak logam tidak membuktikan kecocokan dengan semua paduan.
Alur lilin memakai lilin untuk membuat pola, sedangkan paduan akhir dipilih pada tahap pengecoran. Pihak pengecoran juga harus memastikan kecocokan investment atau cangkang, peleburan, penuangan, dan proses lanjutan. Pola lilin yang tidak mengandung logam tidak membuat semua paduan dapat dicor pada kondisi yang sama.
Panduan proses Investment Casting Institute menunjukkan pembuatan cangkang, penghilangan lilin, penuangan, dan pengerjaan setelah pengecoran sebagai tahapan yang saling terhubung. Nilai kemampuan ini bersama persyaratan bahan yang sebenarnya saat meninjau alur lilin.
Perhiasan dan komponen industri juga memiliki sasaran berbeda. Cincin berkaitan dengan pemakaian, pemasangan batu, serta tampilan; komponen industri dapat berkaitan dengan perakitan, beban, atau fungsi lainnya. Dokumen bahan dan metode pemeriksaan harus sesuai penggunaan. Tampilan serupa tidak membuktikan kesesuaian kinerja.
3. Tinjau CAD yang sama secara terpisah untuk setiap alur
Model digital menyatakan persyaratan produk, tetapi persiapan manufaktur dapat memerlukan orientasi, penyangga, kompensasi, atau tambahan bahan untuk pemesinan. Karena persiapannya berbeda, mengirim file yang sama tanpa tinjauan kepada kedua pemasok lalu membandingkan harga saja tidak cukup.
Untuk LPBF, perhatikan pengeluaran serbuk, akses ke penyangga, pemisahan dari pelat, dan pemesinan permukaan kritis. Jika ruang tertutup akan menjebak serbuk yang tidak dapat dikeluarkan, selesaikan pada tahap desain dan perencanaan proses.
Alur lilin perlu meninjau pelepasan penyangga, keutuhan pola, sambungan pohon, dan pasokan logam cair. Tinjau pula cara membentuk ruang dalam cetakan serta kebutuhan inti atau pemisahan bagian. Pada keduanya, menghasilkan geometri dan dapat membersihkan, memproses, serta memeriksanya secara tuntas adalah tugas berbeda.
Rencanakan akses pengerjaan akhir sejak awal. Alat harus bisa menjangkau tempat batu pada cincin; permukaan penyekat komponen industri memerlukan tambahan bahan dan penjepitan yang sesuai. Keputusan ini memengaruhi hasil sehingga perlu dibuat sebelum pencetakan atau pengecoran.
Sebagai contoh hipotetis, gunakan cincin dengan keranjang berongga. Usulan logam langsung harus menjelaskan cara mengeluarkan serbuk dan penyangga dari keranjang serta merapikan titik kontak. Usulan lilin harus menjelaskan perlindungan sambungan tipis saat melepas penyangga, apakah investment dapat masuk ke ruang terkait, dan lokasi saluran masuk. Keduanya harus menjelaskan bagaimana tempat batu, keranjang, serta badan cincin memenuhi ukuran dan tampilan yang disepakati setelah pengerjaan akhir.
Suatu struktur dapat mudah dibuat melalui satu alur tetapi memerlukan perubahan atau pembagian pada alur lainnya. Usulan perubahan harus menjelaskan bagian terdampak, alasan, serta dampak terhadap fungsi atau tampilan dan mendapatkan konfirmasi pihak yang bertanggung jawab.
4. Daftar pascaprosesnya berbeda
Setelah pencetakan logam, pekerjaan dapat meliputi pengeluaran serbuk, pemisahan komponen dan penyangga dari pelat, perlakuan panas, pemesinan, serta perlakuan permukaan. Bahan, geometri, dan aplikasi menentukan kombinasi yang diperlukan; tidak ada satu daftar tetap untuk semua komponen.
Alur manufaktur aditif logam EOS memasukkan pengeluaran serbuk dan pascaproses ke dalam rantai dari data hingga komponen jadi. Kombinasinya berubah menurut bahan, struktur, dan aplikasi.
Pada alur lilin, selesaikan pelepasan penyangga dan pemeriksaan pola sebelum diserahkan ke pengecoran. Benda logam hasil cor masih perlu pemotongan saluran masuk, pembersihan, perapian, serta pemesinan atau perlakuan permukaan yang ditentukan. Pola cetak tidak otomatis menghilangkan pekerjaan lanjutan ini.
Proses pengecoran perhiasan Ransom & Randolph menggunakan pohon lilin ber-investment untuk menjelaskan pembentukan cetakan, penghilangan lilin, penuangan, dan pengerjaan akhir. Investment perhiasan dan cangkang keramik industri memiliki prosedur berbeda, sesuai bahan dan sistem pengecoran masing-masing.
Bedakan dua tahap pelepasan. Melepas penyangga setelah pencetakan mempertahankan pola lilin yang utuh. Menghilangkan lilin setelah cetakan terbentuk justru mengeluarkan pola itu sendiri agar tersedia rongga untuk logam. Keduanya berada pada tahap berbeda dan mempunyai tugas berbeda.
| Aspek perbandingan | Logam langsung dengan LPBF | Pola lilin cetak lalu pengecoran |
|---|---|---|
| Hasil tahap cetak | Komponen logam dan penyangganya | Pola lilin beserta bahan penyangga |
| Pengendalian bahan | Serbuk, parameter, dan kondisi pascaproses | Lilin, paduan berikutnya, dan kondisi pengecoran |
| Hubungan antartahap | Persiapan cetak dan pascaproses logam | Penyerahan pola, pohon, cetakan, dan penuangan |
| Persiapan yang umum ditinjau | Orientasi, penyangga, pengeluaran serbuk, dan pemesinan | Pembersihan, saluran masuk, inti, dan tambahan bahan |
| Pemeriksaan akhir | Ukuran, bahan, dan sifat sesuai penggunaan | Ukuran, bahan, dan sifat sesuai penggunaan |
Tabel ini menjelaskan pekerjaan yang terlibat. Tabel bukan peringkat keunggulan universal karena mesin, bahan, serta kemampuan pemasok juga dapat berbeda dalam kategori yang sama.
5. Bandingkan biaya dan waktu hingga kondisi penerimaan yang sama
Jika satu penawaran mencakup komponen logam jadi dan lainnya hanya model lilin, nilainya tidak dapat langsung dipakai untuk memilih alur. Tentukan dahulu apakah perbandingan berakhir pada benda logam belum selesai atau komponen yang sudah dimesin, lalu lengkapi pekerjaan yang sesuai.
Untuk benda belum selesai, jelaskan kondisi saluran masuk atau penyangga, permukaan yang belum dimesin, dan pemeriksaan yang termasuk. Untuk komponen jadi, tambahkan permukaan, ukuran kritis, pemasangan batu atau fungsi, serta lingkup pengemasan dan penyerahan.
Waktu juga harus dihitung dari kondisi masukan yang sama. Misalnya, mulai dari file yang disetujui dan persyaratan bahan lengkap, lalu periksa persiapan, antrean, manufaktur, pascaproses, inspeksi, dan pengiriman. Waktu cetak LPBF dan waktu operasi printer lilin mengukur dua tugas berbeda.
Pisahkan validasi awal dari produksi berulang. Jika batch pertama memerlukan uji bahan atau fungsi, cantumkan terpisah. Untuk pesanan ulang, jelaskan validasi mana yang dapat digunakan lagi dan mana yang perlu diulang karena revisi.
Hilangnya tahap pengecoran atau harga lilin yang lebih rendah tidak sendirian menentukan biaya akhir. Proses yang tersedia, kesulitan pengerjaan akhir, persyaratan mutu, dan jumlah yang diterima sesuai spesifikasi ikut menentukan biaya sebenarnya.
Minta kedua pemasok memerinci lingkup yang sama: desain dan persiapan proses, bahan dan manufaktur, pascaproses, inspeksi, serta penyerahan. Pisahkan validasi awal, kemudian bagi biaya total lingkup yang disepakati dengan jumlah komponen yang diterima sesuai untuk membandingkan biaya per komponen. Untuk logam mulia, jelaskan juga kepemilikan bahan, pemulihan bahan, serta perhitungan kehilangan agar tidak ada pos biaya terlewat.
Jika diperlukan validasi tambahan, pilih versi produk yang disetujui dan area kritis yang sama. Catat penyesuaian manufaktur, kondisi penyelesaian, serta hasil inspeksi kedua alur. Nyatakan perubahan geometri atau lingkup penyerahan. Dengan begitu, yang dibandingkan adalah solusi yang benar-benar dapat disediakan, bukan sampel bernama sama dengan persyaratan berbeda.
6. Berikan persyaratan produk yang sama kepada kedua pemasok
Persyaratan produk dapat disamakan sementara masing-masing pemasok mengajukan prosesnya. Ini menjaga kesetaraan perbandingan sekaligus memberi ruang untuk menjelaskan perbedaan proses yang diperlukan.
Gunakan kondisi yang sudah tersedia untuk menentukan urutan evaluasi:
- Jika pengecoran dan pengerjaan akhir sudah sesuai untuk paduan target, sedangkan kebutuhan utama adalah mengubah desain atau cara memperoleh pola, evaluasi dahulu integrasi pola lilin cetak ke produksi saat ini.
- Jika pembentukan logam langsung ditujukan untuk struktur tertentu, minta pemasok LPBF meninjau bahan, pengeluaran serbuk, penyangga, dan akses pemesinan sebelum menilai usulan penyerahan secara lengkap.
- Jika kedua alur memiliki usulan yang sesuai, bandingkan sampel dari versi produk yang sama-sama disetujui. Catat penyesuaian dan pemeriksaan akhir sebelum memilih alur produksi.
| Masukan | Hal yang perlu dijelaskan |
|---|---|
| Penggunaan akhir | Pemakaian, perakitan atau fungsi, serta kondisi penggunaan |
| Persyaratan bahan | Paduan, dokumen bahan, dan kondisi penyerahan yang dibutuhkan |
| Geometri dan versi | Versi CAD, ukuran kritis, lubang, rongga, dan sambungan tipis |
| Pascaproses | Permukaan, pemesinan, pemasangan batu, atau perakitan |
| Inspeksi | Ukuran, tampilan, bahan, dan pemeriksaan fungsi yang diperlukan |
| Jumlah dan variasi | Batch awal, pesanan ulang, ukuran, dan kemungkinan revisi |
| Sumber daya dan waktu | Kemampuan pengecoran atau pemesinan yang tersedia dan batas waktu serah terima |
Setiap pemasok perlu menjelaskan kesesuaian geometri, perubahan yang diperlukan, operasi yang ditangani, dan cara membuktikan kesesuaian hasil. Proyek yang membutuhkan validasi fungsi harus menyertakan pengujian serta catatan bahan yang relevan.
Saat beralih alur, konfirmasikan kembali penyesuaian manufaktur dan penerimaan akhir meski CAD produk tidak berubah. Pelepasan produk harus didasarkan pada pemeriksaan dan validasi, bukan hanya kesamaan bentuk luar.
Untuk mengevaluasi alur lilin, kirimkan CAD, fitur kritis, dan kondisi pengecoran lanjutan kepada Cprint 3D untuk membahas produksi serta penyerahan pola. Konfirmasikan logam akhir, pemesinan, dan inspeksi dengan pemasok yang menangani masing-masing tahap.
Pertanyaan umum
Apakah perhiasan cetak 3D selalu berarti logam dicetak langsung?
Bisa berarti pembentukan logam langsung atau pembuatan pola sebelum pengecoran. Tanyakan bahan yang keluar dari printer dan proses berikutnya untuk mengetahui alur sebenarnya.
Apakah logam yang selesai dicetak langsung bisa dipakai atau dipasang?
Komponen perlu diperiksa sesuai persyaratan penyerahan dan menjalani pascaproses yang diperlukan. Selesai mencetak adalah satu tonggak; kelayakan penggunaan ditentukan oleh bahan, ukuran, permukaan, dan validasi sesuai tujuan.
Apakah pola lilin cetak dapat dicor menjadi logam apa saja?
Sistem pengecoran berikutnya menentukan paduan akhir. Periksa kecocokan investment atau cangkang, penghilangan lilin dan pembakaran, peleburan, serta kondisi penuangan. Kemampuan membuat pola tidak menggantikan konfirmasi pengecoran atas paduan dan kualitas yang diminta.
Bisakah kedua alur dibandingkan hanya dari kecepatan cetak?
Waktu tiap pencetakan boleh dicatat, tetapi pemilihan alur harus menghitung dari masukan lengkap yang disetujui hingga kondisi penyerahan yang sama, termasuk antrean, manufaktur, pascaproses, dan inspeksi. Selesainya model lilin dan komponen logam jadi merupakan tonggak berbeda, sehingga waktunya tidak langsung membandingkan keseluruhan pesanan.