DAY 6

DESIGN FOR ADDITIVE MANUFACTURING 2

4. Tabel Perbandingan Aturan Desain dari Berbagai Teknologi Additive Manufacture 

Masuk Hari ke 6

=================================================================

5. Desain untuk FFF 

1. Support structures and part orientation 

Satu dari fitur yang umum ditemukan dalam pencetakan FFF adalah overhang. Overhang terjadi ketika lapisan material yang dicetak hanya didukung sebagian oleh lapisan di bawahnya. Contohnya termasuk dinding miring atau permukaan yang melengkung. Jika suatu fitur dicetak dengan overhang kurang dari atau sama dengan 45° (dalam hubungannya dengan horizontal), fitur tersebut mungkin akan melorot dan memerlukan bahan pendukung di bawahnya agar tetap berada pada posisinya.

Dukungan memungkinkan fitur yang melebih ambang batas 45° untuk dicetak dengan presisi. Namun, satu kelemahan dari penggunaan dukungan adalah bahwa mereka harus dihapus setelah proses pencetakan selesai, dan ini dapat berdampak negatif pada permukaan bagian. Untuk mengatasi masalah ini, penggunaan dukungan yang dapat larut dapat membantu mengurangi masalah tersebut. Lokasi dan jumlah dukungan yang diperlukan dalam pencetakan sangat bergantung pada orientasi bagian tersebut.

1. The ABCs (or YHTs) of FFF support 

Mari kita pertimbangkan pencetakan huruf Y, H, dan T menggunakan teknologi FFF.

Lengan huruf Y dapat dicetak tanpa menggunakan dukungan. Meskipun lengan Y terbuka, karena mereka membentang pada sudut 45° atau lebih, tidak ada dukungan yang diperlukan.

Huruf H sedikit lebih kompleks. Jika jembatan tengahnya memiliki panjang kurang dari 10 mm, maka dapat dicetak tanpa dukungan atau dengan dukungan yang longgar. Namun, jika jembatan tengahnya lebih dari 10 mm, maka dukungan akan diperlukan. Dalam contoh ini, jembatan tengahnya lebih dari 10 mm, sehingga dukungan diperlukan.

Huruf T memerlukan dukungan untuk lengan hurufnya. Bagian luar lengan huruf tidak memiliki dukungan dan akan roboh tanpa adanya penyangga. Dalam beberapa kasus, bagian jangkar pendek dapat dicetak tanpa dukungan, tetapi harus memiliki panjang kurang dari 3 mm.

Gambar di atas menunjukkan hasil pencetakan huruf T tanpa dukungan. Permukaannya memiliki kekenduran yang signifikan dan memerlukan banyak pemrosesan lanjutan.

Untuk beberapa geometri, dukungan tidak diperlukan di seluruh panjang permukaan. Hal ini terutama berlaku untuk permukaan yang melengkung karena sudutnya berubah sepanjang permukaan. Dengan menempatkan dukungan secara selektif hanya pada lokasi yang diperlukan, biaya dan waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan pencetakan dapat dikurangi. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini, lengkungan hanya memerlukan jumlah dukungan terbatas yang ditempatkan dengan benar (di mana sudutnya kurang dari 45°) untuk memungkinkan pencetakan yang akurat.

2. Types of FFF support 

Dalam teknologi FFF, terdapat tiga jenis dukungan yang umum digunakan: dukungan larut, dukungan akordeon, dan dukungan pohon.

Printer FFF dengan dua kepala cetak dapat menggunakan dukungan yang terbuat dari bahan yang dapat dilarutkan dalam air atau larutan kimia. Keuntungannya adalah proses penghapusan dukungan menjadi lebih mudah dan permukaan model yang dicetak akan lebih halus. Namun, penggunaan dukungan larut juga akan meningkatkan biaya produksi karena memerlukan bahan pendukung tambahan.

Ketika menggunakan dukungan yang dapat larut, penting untuk memilih kombinasi bahan yang cocok agar adhesi antara bahan cetak utama dan bahan pendukung berjalan dengan baik. Beberapa kombinasi bahan yang umum digunakan adalah PLA dengan PVA (dilarutkan dalam air hangat), dan ABS dengan HIPS (dilarutkan dalam campuran 1:1 antara (R)-(+)-Limonene dan isopropil alkohol).

Dukungan akordeon, dinamai berdasarkan bentuknya yang menyerupai akordeon, adalah jenis dukungan yang paling umum digunakan oleh printer FFF dengan satu kepala cetak. Gaya dukungan ini cocok untuk sebagian besar pencetakan FFF karena geometrinya yang sederhana. Namun, dukungan akordeon membutuhkan lebih banyak bahan dan dapat meningkatkan biaya pencetakan.

Sebagai seorang desainer, seringkali lebih penting untuk memprioritaskan akurasi hasil cetakan daripada mencoba membatasi jumlah dukungan yang digunakan. Meskipun mengurangi dukungan dapat mengurangi biaya produksi, tetapi jika tidak menyediakan dukungan yang diperlukan pada lokasi yang tepat, hasil cetakan mungkin tidak berkualitas.

3. Bridging 

Dalam metode FFF (Fused Filament Fabrication), ada satu pengecualian terkait penggunaan bahan pendukung, yaitu saat mencetak jembatan. Jembatan dalam FFF terjadi ketika printer harus mencetak di antara dua dukungan atau titik penyangga. Pada awalnya, tidak ada dukungan yang tersedia untuk mendukung lapisan yang dicetak di atasnya, sehingga perlu dilakukan "menjembatani" celah tersebut. Namun, karena tidak ada dukungan, material yang digunakan cenderung melorot saat mencetak jembatan.