fbpx

Keunggulan 3D Print Titanium, Sang Raja Metal 3D Printing

Keunggulan 3D Print Titanium, Sang Raja Metal 3D Printing

Keunggulan 3D Print Titanium, Sang Raja Metal 3D Printing

Mengapa 3D print titanium menyandang titel “Sang Raja Metal 3D Printing?”

Sebelum menjawab pertanyaan tersebut, mari melihat kembali momen ketika pesawat ruang angkasa milik NASA, Mars Perseverance Rover, mendarat di permukaan planet merah belum lama ini. Bukan hanya menjadi lompatan besar dalam penjelajahan ruang angkasa, tetapi juga menjadi bentuk pengakuan signifikan atas kehadiran komponen 3D print titanium di ruang angkasa.

Pasalnya, komponen Rover terbuat dari titanium yang dikenal ringan, kuat, dan andal. Sudah jelas, Anda tidak perlu ragu lagi mengapa titanium ideal untuk manufaktur aditif. Namun, Anda tetap harus mengetahui lebih dekat apa itu titanium untuk pencetakan 3D, kelebihan, jenis, dan cara kerja.

 

 

Titanium Sang Raja Metal 3D Printing

Ilustrasi logam titanium yang digunakan dalam percetakan 3D

Seiring perkembangan teknologi, keberadaan titanium dalam manufaktur aditif semakin lazim ditemui. Apalagi, untuk pembuatan komponen perangkat di ruang angkasa, mobil balap, rangka sepeda, elektronik, pengganti sendi, alat bedah, serta produk berkinerja tinggi lain. 

Titanium menawarkan kekuatan mekanik tinggi, rasio tinggi pada kekuatan terhadap berat, serta ketahanan korosi lebih baik daripada baja. Pemilihan titanium sebagai material membuat komponen roket dan pesawat jauh lebih ringan sehingga dapat meningkatkan kapasitas muatan sekaligus menghemat bahan bakar. 

Bahkan, dalam industri kedirgantaraan, beberapa komponen hasil produksi manufaktur aditif berbasis titanium sudah memperoleh persetujuan FAA AS. Saat ini sebagian komponen tersebut mulai beredar secara komersial maupun militer. Perlu Anda tahu, 3D print titanium mendapat apresiasi berkat rasio “buy-to-fly”, istilah kedirgantaraan yang merujuk pada korelasi antara berat bahan awal dan berat bagian yang akan dicetak.

Sementara itu, dunia medis sukses mengaplikasikan implan titanium 3D pada aplikasi pinggul, tulang belakang, dan lutut. Semua berkat adanya biokompatibilitas antara logam titanium dan sifat mekanik yang dimiliki. Ketika Anda menggabungkan hal itu dengan kemampuan pencetakan 3D, penyesuaian struktur berpori dapat dilakukan sehingga memungkinkan terjadinya integrasi tulang dan kustomisasi massal bagi pasien. 

Jadi, pencetakan 3D dengan titanium membuka peluang bagi pasien yang membutuhkan untuk memperoleh implan khusus sesuai kebutuhan masing-masing. Tidak ada lagi pasien dengan kondisi langka terabaikan hanya karena kesulitan mendapat implan yang sesuai dengan keadaannya.

 

 

Kelebihan 3D Print Titanium

Apa saja kelebihan titanium sebagai material pencetakan 3D?

 

  • Proses Pembuatan Lebih Efisien

Sebagai logam mahal, titanium membutuhkan penanganan khusus. Pencetakan 3D memungkinkan pengolahan titanium secara efisien karena konsumsi bahan baku dan limbah yang lebih rendah. 

 

  • Jumlah Material Relatif Kecil

Dengan mengandalkan teknologi aditif, pencetakan 3D titanium cukup menggunakan jumlah material dalam jumlah relatif kecil dalam membangun suatu komponen. 

 

  • Dapat Menerapkan Desain yang Rumit

Lewat 3D print titanium, Anda dapat mencetak desain rumit, yang tidak dapat dilakukan metode manufaktur lain. Misalnya, pengisi kisi untuk mengurangi berat dan saluran internal.

  • Penggunaan Bahan Pendukung dalam Jumlah Kecil

Untuk membuat fitur geometris tertentu, perlu dukungan struktural agar terhindar dari distorsi geometris. Namun, penggunaan bahan pendukung cukup dalam jumlah kecil dan akan dilepas setelah proses pencetakan selesai.

 

 

Jenis Titanium untuk 3D Printing

Ilustrasi logam titanium yang digunakan untuk percetakan 3D

Aplikasi rekayasa jarang menggunakan titanium murni, meski hal ini cukup umum dalam industri biomedis untuk pembuatan implan. Campuran berbasis titanium lebih banyak dipilih terutama untuk pembuatan suku cadang yang membutuhkan sifat bagian spesifik. Beberapa jenis titanium tersebut adalah:

 

  • Titanium 6AI-4V Grade 5

Mayoritas manufaktur aditif menggunakan paduan titanium ini karena ideal untuk pembuatan prototipe dan bagian fungsional dalam bidang kedirgantaraan, otomotif, serta militer. 

 

  • Titanium 6AI-4V Grade 23

Paduan titanium biokompatibel yang ideal untuk implan medis dan prostesis. 

 

  • Titanium Beta 21S

Memiliki kekuatan lebih tinggi, serta ketahanan oksidasi dan elastisitas yang lebih unggul daripada paduan titanium konvensional. Dengan tingkat efisiensi penyerapan hidrogen terendah di antara semua paduan titanium, grade 21 merupakan kandidat ideal untuk implan ortopedi, ortodontik, dan aplikasi mesin dirgantara. 

 

  • Titanium Murni

Cp-Ti grade 1 dan 2 cocok untuk aplikasi bidang medis karena biokompatibilitasnya dengan tubuh manusia.

 

  • TA-15

Paduan titanium alfa dengan aluminium dan zirkonium, mempunyai kapasitas dukung beban, kekuatan, serta ketahanan suhu yang tinggi. Ideal untuk pembuatan komponen yang menjalani beban tugas besar dalam konstruksi pesawat dan mesin.

 

 

Cara Kerja 3D Printing Titanium

Dari sekian banyak metode 3D print titanium, proses fusi lapisan serbuk dengan serbuk titanium adalah metode paling umum.

Laser Powder Bed Fusion (LPBF) adalah teknologi manufaktur deposisi material yang berawal dari peleburan material secara lokal oleh laser berdaya tinggi. Penambahan lapisan bahan pada tahap sebelumnya akan menghasilkan bagian baru. Jadi, bahan dan bagian kedua suatu komponen dapat dibuat bersamaan. 

Namun, parameter pemrosesan LPBF dengan material titanium harus mengoptimalkan beberapa faktor, yaitu porositas, sifat material akhir, dan struktur mikro. 

Printer 3D mulai bekerja dari serbuk logam yang dipindai secara selektif. Seluruh informasi geometris diarahkan ke sistem pencetakan model CAD. Proses pembuatan serbuk akan menentukan fitur akhir yang diinginkan. Intinya, serbuk berkualitas akan menghasilkan suku cadang berkualitas pula. 

Adapun metode pembuatan aditif lain yang cocok untuk titanium adalah deposisi energi langsung (DED), pengaliran pengikat, dan deposisi plasma cepat (RPD).

 

Anda sudah mengetahui apa itu 3D print titanium berikut kelebihan, jenis, serta cara kerjanya. Anda dapat menjadikannya sebagai panduan dalam menggunakan titanium untuk pencetakan 3D.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *