• Pembuatan aditif: Gangguan atau evolusi?

Default Alternative Text

Teknologi cetak 3D, yang disebut juga pembuatan aditif, "akan mengubah segala aspek hidup kita," kata Hod Lipson, profesor di Cornell University. Teknologi cetak 3D bisa menciptakan baja dan titanium, plastik (awal percetakan 3D), kertas, dan bahan lainnya, termasuk jaringan hidup (masih dikembangkan), seperti pencetakan katup jantung, piringan tulang bekalang, atau penggantian jaringan untuk korban kecelakaan.

Printer 3D menggunakan otomatisasi dan kontrol walaupun mereka bisa lebih terintegrasi. Banyak mesin yang tidak memiliki perangkat umpan balik sehingga tidak memberikan pengendalian closed-loop. Peningkatan kecepatan dan akurasi mesin di masa depan akan diuntungkan oleh otomatisasi tambahan.

Lipson, penulis buku Fabricated: Dunia Baru 3D - Di dalam 3D Printing Conference & Expo in Chicago, konferensi kedua dari tiga konferensi tahun 2013. Pembuatan aditif, pokok bahasan artikel Control Engineering edisi bulan Oktober 2013, juga membawa perubahan besar ke dunia manufaktur dan perakitan. Topik tersebut menarik banyak partisipan konferensi Chicago dari 16 negara dan pendaftar dari 35 negara bagian Amerika Serikat.

Teknologi cetak 3D mengubah segalanya

Entah sebagai gangguan atau evolusi, teknologi cetak 3D akan menciptakan perubahan besar ke berbagai model bisnis, baik secara ekonomi maupun sosial, Lipton menjelaskan. Contoh gangguan rantai pasok, misalnya, ketika (mungkin baru akan terjadi 20 tahun mendatang) pelanggan memilih desain ponsel pinter, mengunduhnya, lalu mencetaknya di toko terdekat. Menghapus proses pembuatan, perakitan, dan logistik.

Printer 3D kini melakukan beberapa pembuatan aditif menggantikan mesin CNC yang menghapus bahan untuk membantu sebuah bagian. Mesin computer numerical control (CNC) menggunakan otomatisasi dan kendali yang tinggi sehingga printer 3D harus menggunakan lebih banyak lagi untuk meningkatkan akurasi dan kecepatan. Untuk sekarang, printer 3D berguna untuk tahap desain dan pembuatan purwarupa. Namun, nantinya akan digunakan untuk membuat produk kustomisasi, atau pesanan yang kuantitasnya kecil. Dapat menghemat bahan baku. Bayangkan bongkahan besar titanium yang digunakan untuk membuat bagian produk kedirgantaraan; kemungkinan 85%-nya akan terbuang. Membentuk hanya 15% yang dibutuhkan bisa menghemat banyak waktu dan bahan baku.

Scott Crump, Chairman sekaligus Chief Innovation Officer Stratasys Ltd., salah satu perusahaan pembuat mesin 3D terbesar, mendirikan bisnisnya 25 tahun yang lalu bersama istrinya, Linda. "Kini beberapa produk bisa dirancang menggunakan perangkat lunak computer-aided design (CAD), tekan tombol cetak, dan selesai." Ke depan, produksi secara digital akan menghasilkan barang jadi.

"Pada 1988, printer 3D belum ada," cerita Crump. "Kami membuat mesin pertama dengan menghabiskan US$12.000. Mesin tersebut membuat mainan katak untuk putri saya yang berusia dua tahun dari manik-manik lem tembak. Tahun 1992, kami membuat lem tembak otomatis. Setelah menerapkan teknik formal untuk produk komersial pertama, pada 1994 kami berhasil membuat printer 3D pertama."

Kini, teknologi cetak 3D membawa perubahan ke hidup orang-orang. Eksoskeleton cetak 3D memungkinkan perempuan yang lumpuh untuk bermain dengan melawan gaya gravitasi menggunakan karet.

Stratasys membuat 22 model printer 3D dengan lebih dari 120 bahan output/keluaran. Lebih dari 30.000 sudah terpasang, termasuk 55% dari semua printer 3D komersial, menurut data Wohlers Associates.

Dampak pasar teknologi cetak 3D meningkat

Crump mengutip laporan McKinsey Global Institute bulan Mei yang mengatakan bahwa teknologi cetak 3D bisa menghasilkan US$230-550 miliar pertahun hingga 2025 dalam berbagai penggunaan. Sumber paling besarnya adalah penggunaan konsumen, manufaktur langsung (direct manufacturing), dan penggunaan cetak 3D untuk membuat alat atau cetakan. Tidak ada penjelasan soal dampaknya sekarang ini. Laporan MGI mencatat penurunan harga printer 3D rumahan sebesar 90% hanya dalam empat tahun, dan menyatakan pendapatan pembuatan aditif meningkat empat kali lipat dalam 10 tahun terakhir. Diperkirakan pendapatan akan terus tumbuh hingga US$200-600 miliar pada 2025.

Stratasys tumbuh bersama industri, kata Crump, dengan lebih dari 1.200 karyawan, lebih dari 8.000 pelanggan, dan 550 hak paten. Tahun 2012, Stratasys meraih pendapatan sebesar US$350 juta dengan laba US$60 juta, dengan 12 kantor, 260 penjual resmi, dan 1.000 staf penjualan langsung di seluruh dunia. Perusahaannya menawarkan dua teknolog 3D dalam tiga seri printer.

"Teknologi 3D memberikan alat untuk mendorong aspek pembuatan ppurwarupa dan menghasilkan produk tanpa lini produksi," Crump menjelaskan. Presiden Obama menggembar-gemborkan 3D sebagai salah satu cara untuk mendorong pertumbuhan manufaktur, dan GE sempat menyinggung tentang pembuatan mesin jet dengan teknologi cetak 3D. Delta Airlines saat ini sudah mengunakan teknologi cetak 3D untuk membuat suku cadang. "Siapa pun yang ingin menciptakan sesuatu bisa menggunakan teknologi cetak 3D," ungkap Crump. Penggunaan lain cetak 3D antara lain di industri otomotif, pembuatan jig dan fixture, kesehatan, keperluan sehari-hari, arsitektur, industri, dan pendidikan. Kustomisasi massal kini terjangkau tanpa perkakas atau persiapan. Sektor manufaktur tidak berubah secara perlahan; cetak 3D menjungkir-balikkan pemahaman kita tentang manufaktur dan industri.

Pembuatan aditif bisa menjadi pabrik terotomatisasi masa depan, kata Crump. "Kami menghasilkan ribuan komponen dan rakitan setiap harinya. Teknologi ini bersih, efisien, dan fleksibel. Kami bisa membuat mainan pada pagi hari, dan sorenya membuat komponen pesawat terbang. Kami bekerja 24/7, dalam tiga giliran, memberikan tagihan online secara instan dan hasil yang cepat."

Dengan teknologi Fused Deposition Modeling (FDM), "batasnya adalah imajinasi Anda. Mesin ini memindahkan proses manufaktur ke komputer Anda. Prosesnya bersih dan mudah, serta menawarkan berbagai harga, resin, plastik, dan logam." Teknologi ini bahkan digunakan juga oleh seniman dan desainer fesyen. "Selamat datang ke dunia 3D. Kami bersemangat tentang nilai teknologi ini."

3D yang Terjangkau

Bre Pettis, CEO MakerBot Industries, membantu membuat cetak 3D terjangkau dan lebih mudah diakses. Ketika berbicara tentang revolusi industri berikutnya, dia mengatakan bahwa pengguna MakerBot sedang mengubah dunia. Dia juga mengatakan, tanpa membeberkan detail, "Scott dan saya baru saja sepakat untuk bekerja sama." Kesepakatan tersebut, diumumkan pada 19 Juni 2013, membuat MakerBot menjadi anak perusahaan Stratasys dalam transaksi stock-for-stock yang bernilai US$604 juta (tergantung pada kinerjanya). Merger ini akan rampung pada kuartal ketiga 2013, "tunduk pada peraturan dan ketentuan lain yang berlaku untuk transaksi semacam ini," seperti yang dikutip dari rilis resmi perusahaan. MakerBot melaporkan pendapatan kuartal pertama 2013 sebesar US$11,5 juta, jauh melampaui kinerja setahun penuh 2012 US$15,7 juta.

Petting menyatakan, "Ketika Anda memperbaiki dan menciptakan sesuatu, unsur kimia yang dihasilkan otak Anda membuat Anda bahagia."

Dalam situs MakerBot, Thingiverse.com, para kreator memamerkan hasil karyanya. Ada 80.000 desain di dalamnya, setengahnya diunggah dalam 90 hari terakhir.

Apa yang mereka ciptakan

MakerBot Customizer memungkinkan pengguna yang bisa menggunakan SolidWorks atau AutoCAD untuk mendesain casing iPhone kustomisasi. Selain itu, ada Duplo Brick to Brio Track Adapter bagi orang-orang yang menyukai kereta mainan.

Pengguna MakerBot antara lain:

  • NASA Jet Propulsion Lab, yang menggunakan MakerBot untuk merancang purwarupa pelindung panas untuk pesawat ruang angkasa mereka. Seorang penemu yang kehilangan jari-jarinya dan memutuskan untuk membuat yang baru. Hasilnya adalah Robohand, dikembangkan dengan cepat dari satu revisi ke revisi lainnya, memungkinkan kerja kolaboratif, mengembalikan ketangkasan bagi anak-anak yang cedera. Anak-anak yang sudah terlalu besar untuk kaki palsu seharga US$20.000-nya. Desain ini menghapus hardware, memiliki instalasi kabel yang lebih praktis, dan memungkinkan penyesuaian ukuran; bahannya hanya plastik seharga US$5.
  • Dulu, desainer bisa menghabiskan berhari-hari untuk membuat maket ruangan dari karton, lem, dan pisau. Kini, hal tersebut bisa dilakukan dalam beberapa jam saja.
  • Seorang guru mendemonstrasikan erosi dengan mencetak miniatur rumah dan sungai, lalu mengalirinya dengan air.
  • Seorang ayah dan anaknya hendak pergi ke taman hiburan yang cukup mahal, sang ayah membuatkan sepatu khusus untuk anaknya. Dengan begitu, anaknya jadi terlihat lebih tinggi dan bisa menaiki semua wahana.
  • Seorang pencinta musik yang membuat hapsicord menggunakan MakerBot.
  • Orangtua menggunakan pemindai 3D untuk membuat tiruan patung Play-Doh yang sudah mulai rusak.

Pettis dan Crump saling mempertanyakan bisnis desain 3D mereka

Pettis bertanya kepada Crump tentang versi awal mesin Stratasys.

Crump menjawab, "Kami kesulitan menjelaskan versi-versi awal mesin kami ke orang-orang." "Saya akan masuk ke ruang mesin. Mereka memahami apa yang saya katakan, tetapi waktu itu, mendesain semuanya dengan komputer bukanlah hal yang lazim dilakukan. Banyak sekali rapat-rapat singkat."

Crump bercerita, walaupun semangatnya besar sekali, di awal-awal berdirinya perusahaan, semangatnya itu adalah semangat untuk membuat mesin 3D, bukan untuk membangun perusahaan. "Istri saya mengingatkan kalau kami juga harus menghasilkan uang."

Scott-Crump-Bre-Pettis-2013-7-10-Inside-3D-Printing-mHoske-w.jpgCrump bertanya kepada Pettis, "Peralatan awal Anda memiliki bingkai kayu. Itu jenius sekali. Kami melakukan hal yang sama. Dengan Formica. Dan terjual seharga US$250.000. Tapi ternyaya, kayu mudah terbakar. Dan ada elemen panas dalam kotak tersebut. Plastik ABS termasuk bahan bakar. Model tersebut menimbulkan banyak asap. Tapi tidak ada yang meninggal atau masuk penjara karenanya. Tidak bisa dibilang musibah, tetapi pengalaman."

Crump bertanya, "Kenapa Anda menawarkan mesin pertama Anda sebagai perlengkapan?"

"Salah satu alasannya adalah karena kami tidak memiliki kemampuan produksi," jawab Pettis. Kami hanyalah tiga orang laki-laki dengan pemotong laser dan sebuah mimpi. Kalau kami insinyur, mungkin kami mandek di tahap purwarupa. Perlengkapan tersebut terdiri dari kotak, papan, dan satu kantong komponen, solder perak, dan penjelasan bagaimana membakar papannya dalam oven. Dua ratus pembeli pertama MakerBot adalah pionir. Kami pikir, jika mereka bisa merakitnya dan alatnya rusak, mereka pasti tahu cara memperbaikinya. Ketika kami mulai mengirim mesin yang sudah dirakit, beberapa pionir tersebut mengatakan mereka mau merakitnya sendiri."

Pettis melanjutkan bahwa mereka butuh waktu cukup lama untuk beradaptasi dengan dunia manufaktur. "Kami menemukan stepper motor yang kami inginkan. Kami memesannya, dan ketika hendak menambah pesanan, mereka mengatakan kami sudah memborong semuanya. Kami pikir itu mustahil. Parahnya lagi, lead time (waktu antara pesanan-pengantaran) mereka enam minggu. Dan mereka akan berlibur selama enam minggu."

"Ada saran untuk perusahaan rintisan?" Tanya Crump.

"Ya," jawab Pettis. "Jika Anda menjalankan bisnis kecil, saya menyarankan untuk maju secepat mungkin. Sewa profesional yang tahu apa yang mereka lakukan, dan pernah melakukannya sebelumnya. Dengan begitu, Anda bisa dengan mudah memproduksi ratusan produk dalam satu hari, bukannya 20 dalam satu bulan."

CTLx_LOGO_Color_ID

Didukung oleh Content Stream