Jenis-Jenis Bahan yang Digunakan Untuk Printer 3D

 Jenis-Jenis Bahan yang Digunakan Untuk Printer 3D

Sebelum saya menjelaskan apa itu 3D Printing, apakah kamu pernah mendengar tentang 3D Printing sebelumnya? Dulunya, mesin printer hanya digunakan untuk mencetak gambar atau tulisan ke media seperti kertas, piring, plastik, foto atau dalam bentuk stiker. Namun setelah banyaknya perkembangan teknologi di dunia, akhirnya terciptalah 3D Printer yg dapat membuat objek padat atau 3D dengan melalui file format digital.

Material plastik biasanya digunakan untuk Printer 3D seperti FFF. Fused Filament Fabrication (FFF) adalah proses ekstrusi dimana objek dibangun dengan mendepositkan material lelehan lapis demi lapis. Plastik yang digunakan sesuai dengan termoplastik yang sama yang dapat ditemukan dalam proses manufaktur konvensional, seperti ABS dan Nilon.

        FFF memimpin perluasan printer 3D desktop dan sekarang menjadi Teknologi Pencetakan 3D yang paling tersebar luas, pada dasarnya karena investasi awal yang dibutuhkan rendah, berbagai macam aplikasi yang ditawarkan, dan sedikit pengetahuan khusus yang diperlukan untuk berhasil menggunakan teknologi ini.

1. PLA (Polylactic Acid)

Polylactic Acid adalah polimer yang dapat terurai secara hayati, berkelanjutan, dan aman untuk makanan yang terbuat dari sumber organik.
Ini adalah filamen yang paling umum digunakan dalam printer 3D FFF untuk kemudahan penggunaan dan berbagai aplikasi, khususnya yang tidak menuntut secara mekanis atau termal. Jelas merupakan titik awal yang baik untuk belajar tentang proses pembuatan 3D Printing.

Penerapan PLA:
- Prototipe arsitektur.
- Estetika, model konsep.
- Cetakan pengecoran investasi.
- Prototipe yang menuntut secara mekanis rendah.


Karakteristik PLA:
- Kualitas permukaan yang detail dan mengkilap.
- Kekuatan tarik yang baik.
- Perilaku kaku dan rapuh.
- Ketahanan UV yang baik.
- Tahan suhu operasi hingga 50° C.
- Bebas bau, ideal untuk lingkungan pendidikan dan kantor.
- Kompatibel dengan dukungan PVA.
- Pelarut rendah dan tahan air.

2. ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) adalah salah satu bahan teknis paling umum di beberapa industri di seluruh dunia. Ini adalah bahan rekayasa yang menggabungkan kekakuan dan ketahanan terhadap benturan. Ini adalah bahan yang ideal untuk aplikasi teknis dan bagian yang bergerak.
Secara tradisional merupakan bahan yang menantang untuk dicetak dengan printer FFF, bahan ini telah diformulasikan ulang untuk memastikan daya rekat antar lapisan yang baik dan untuk mengurangi lengkungan.

Penerapan ABS:
- Bagian di bawah tekanan mekanis yang tinggi.
- Prototipe yang kuat dan suku cadang penggunaan akhir.
- Model estetika.
- Biasa digunakan pada kasus elektronik atau peralatan, koper dan telepon.
- Kesesuaian presisi, kenop, tutup, dan kancing.
- Model kaku dengan sambungan snap-fit.

Karakteristik ABS:
- Kualitas permukaan matt yang menarik.
- Kekakuan dan stabilitas dimensi yang baik.
- Tahan benturan tinggi, bahkan pada suhu rendah (-10 C).
- Tahan panas yang baik, hingga 100 C.
- Peningkatan kemampuan cetak.
- Anti air.
- Resistensi rendah terhadap pelarut organik.

3. PVA (Polyvinyl Alcohol)
PVA (Polyvinyl Alcohol) adalah termoplastik yg larut dalam air, diadopsi secara luas sebagai bahan pendukung untuk printer 3D FFF. Dioptimalkan untuk proses pembuatan FFF, PVA kompatibel dengan sebagian besar filamen dan dapat dengan mudah dicetak untuk membuat penyangga dan kemudian dilarutkan dengan air biasa.
Dukungan PVA memungkinkan untuk mencapai kualitas permukaan yg lebih baik, untuk mengorientasikan bagian, untuk mendapatkan sifat mekanik yg lebih baik, bahkan untuk mencetak model, dan mekanisme multi-komponen.

Penerapan PVA:
- Daya rekat luar biasa dengan PLA.
- Bagus dalam kombinasi dengan PET-G, TPU, dan Nilon.
- Penyangga yg larut dalam air untuk rongga tertutup sebagian dan geometri kompleks.
- Cetakan korban.

Karakteristik PVA:
- Peningkatan stabilitas termal untuk menghindari masalah kemacetan dan degradasi.
- Mudah larut dengan air biasa.
- Kompatibel dengan sebagian besar filamen pencetakan 3D.
- Sensitif terhadap kelembaban.
- Dapat terurai secara hayati.

4. PA (Polyamide)
PA (Polyamide) adalah plastik rekayasa, dicirikan oleh ketahanannya yang besar terhadap benturan dan mampu bekerja terus menerus pada suhu hingga 120 C untuk waktu yang lama.
Perilaku semi-fleksibelnya berasal dari struktur semikristalin, yang memberikan kekuatan dan daya tahan, paling cocok untuk aplikasi teknis yang paling menuntut. Koefisien gesekan yang rendah memungkinkan penggunaan jangka pendek dalam kontak dengan bagian yang bergerak.
Contoh polyamide adalah Nilon.
Perbedaan utama antara nilon dan poliamida adalah bahwa nilon adalah bahan sintetis, sedangkan poliamida dapat berupa alami atau sintetis.
Nilon dan poliamida adalah istilah yang terkait erat karena kedua bahan tersebut adalah polimer, dan nilon adalah jenis poliamida.

Penerapan PA:
- Bagian yang kuat dan fleksibel.
- Komponen struktural terkena lingkungan yang keras.
- Suku cadang yang menuntut ketahanan lelah yang tinggi.
- Bantalan, mur, paku keling, ring dan roda gigi.
- Cams, roller, sambungan snap-fit dan komponen geser.
- Penutup elektronik dan gagang alat.
- Colokan, konektor, jig, dan perlengkapan.

Karakteristik PA:
- Ketahanan benturan yang luar biasa dan kekuatan yang baik.
- Koefisien gesekan rendah.
- Ketahanan abrasi yang tinggi.
- Tahan panas (hingga 120ºC).
- Ketahanan yang baik terhadap minyak dan alkali.
- Sangat higroskopis.
- Sifat termomekanis tergantung pada kelembaban lingkungan.

 

5. PP (Polypropylene)

PP (Polypropylene) adalah termoplastik semikristalin, dikenal karena ketahanannya terhadap bahan kimia. Ini benar-benar lembab dan tidak mudah berinteraksi dengan zat apa pun, untuk alasan ini biasanya digunakan untuk kemasan makanan dan bahan kimia.
Ini adalah bahan yang fleksibel dan tahan lama, dengan ketahanan tinggi
terhadap benturan dan keausan.

Penerapan PP:
- Ideal untuk bagian yang ringan.
- Biasa digunakan dalam botol, kemasan dan wadah.
- Dalam otomotif untuk area non-struktural tubuh.
- Colokan dan sumbat.
- Lingkungan yang agresif secara kimiawi.
- Engsel hidup.
- Pipa, sambungan dan elemen yang kontak dengan air.


Karakteristik PP:
- Ketahanan luar biasa terhadap bahan kimia agresif seperti alkali, asam, dan pelarut organik.
- Ringan dan bening.
- Fleksibel dan tahan terhadap benturan.
- Tahan lama dan tahan terhadap kelelahan, bahkan pada suhu rendah (-20 C).
- Ketahanan termal yang baik, hingga 100 C.
- Permukaan hidrofobik, anti lengket.

6. PET-G (Polyethylene terephthalate glycol-modified)

PET-G adalah termoplastik polyester yg dicirikan oleh keseimbangan yg baik antara kekuatan tarik dan perpanjangan putus. Ketahanannya yg tinggi terhadap terhadap air dan bahan kimia, menjadikannya bahan pilihan untuk wadah kedap air dan wadah pelindung.
PET-G adalah bahan teknis serbaguna, mudah dicetak seperti PLA, tetapi dengan keseimbangan yg lebih baik dari sifat mekanik, kimia, dan termal.

Penerapan PET-G:
- Bagian yang kontak dengan garam, asam dan basa.
- Prototipe fungsional dan bagian mekanis.
- Aplikasi tahan air.
- Bagian struktural tunduk pada tekanan ringan.
- Sambungan pas.
- Biasa digunakan dalam botol minuman.

Karakteristik PET-G:
- Ketahanan terhadap bahan kimia korosif.
- Keseimbangan kekuatan yang baik, ketahanan benturan dan perpanjangan putus.
- Stabilitas dan ketangguhan dimensi yang luar biasa.
- Kualitas permukaan mengkilap yang baik.
- Ketahanan abrasi yang baik.
- Penghalang air dan kelembaban.
- Tahan suhu operasi hingga 70 ° C.
- Partikel ultrafine (UFP) dan senyawa organik volatil (VOC) rendah.
- Kompatibel dengan dukungan PVA.

 

7. PEEK (Polyether ether ketone)
PEEK (Polyether ether ketone) adalah polimer termoplastik organik tidak berwarna yg digunakan dalam aplikasi teknik. Polimer ini pertama kali dikembangkan pada November 1978, kemudian diperkenalkan ke pasar oleh Victrex PLC, kemudian Imperial Chemical Industries (ICI) pada awal tahun 1980-an.
PEEK digunakan untuk membuat item untuk aplikasi yang menuntut, termasuk bantalan, bagian piston, pompa, kolom kromatografi cair kinerja tinggi, katup plat kompresor, dan isolasi kabel listrik. Ini adalah salah satu dari sedikit plastik yang kompatibel dengan aplikasi vakum ultra-tinggi, yang membuatnya cocok untuk industri dirgantara, otomotif, teletronik, dan kimia.
PEEK juga berkinerja baik dalam aplikasi suhu tinggi (hingga 500 °F/260 °C). Karena ini dan konduktivitas termalnya yang rendah, ini juga digunakan dalam pencetakan FFF untuk memisahkan ujung panas dari ujung dingin secara termal.
Dalam keadaan padatnya, PEEK mudah dikerjakan, misalnya, oleh mesin penggilingan (CNC) dan biasanya digunakan untuk memproduksi komponen plastik berkualitas tinggi yg tahan panas, isolasi listrik, dan termal. Nilai PEEK yg terisi juga dapat dibuat dengan mesin CNC, tetapi perhatian khusus harus diberikan untuk mengelola tegangan pada material dengan benar.

Penerapan PEEK:
- Komponen penanganan air semikonduktor.
- Alat medis.
- Komponen luar angkasa.
- Bagian-bagian mesin otomotif.
- Segel kompresor.
- Bantalan.

Karakteristik PEEK:
- Rasio kekuatan terhadap berat yang unggul.
- Tahan rayap.
- Tahan lama.
- Tahan suhu yang sangat tinggi.
- Tahan radiasi dan bahan kimia.
- Penyerapan air rendah.