Teknologi printing 3D mengalami perkembangan yang sangat pesat, terutama dalam beberapa tahun terakhir. Semua teknologi cetak 3 dimensi dilakukan dengan membuat bagian solid dan objek yang dicetak lapis demi lapis. Di antara sekian banyak teknologi cetak 3 dimensi yang kita kenal saat ini, stereolithography 3D printing merupakan yang pertama dan tertua di dunia ini!
Untuk memahami sejarah perkembangan, cara kerja serta beragam manfaat dari teknologi stereolithography 3D printing, simak ulasan lengkapnya dalam artikel ini!
Apa yang Dimaksud Teknik Stereolithography (SLA) dalam 3D Printing?
Stereolithography 3D printing atau yang biasa disingkat SLA adalah salah satu teknik cetak 3 dimensi tertua yang pernah dikembangkan. Proses manufaktur aditif ini digunakan dengan menggunakan bahan resin cetak 3D dan proses fotokimia.
Proses pencetakan SLA ini menggunakan tong resin fotopolimer cair yang bisa diawetkan. Plat build akan bergerak sedikit demi sedikit dan polimer cair terkena cahaya di tempat laser UV menggambar penampangnya lapis demi lapis. Proses ini dilakukan berulang kali sampai model selesai dibuat.
Objek dicetak secara 3 dimensi dengan menariknya keluar dari resin (bottom-up) yang kemudian menciptakan ruang kosong untuk resin yang tidak diawetkan pada bagian bawah kontainer. Dengan cara ini, mesin printer bisa membentuk lapisan objek yang berikutnya.
Sejarah Singkat Stereolithography 3D Printing
Stereolithography adalah teknik manufaktur aditif yang menggunakan resin sebagai bahan cetaknya. Dengan perkembangan cetak 3 dimensi yang semakin pesat selama beberapa tahun ke belakang, popularitas stereolithography 3D printing juga ikut melejit. Seperti apa sejarahnya?
Selama tahun 1980-an, Prancis Olivier de Witte, Jean-Claude André, dan Alain Le Méhauté menunjukkan ketertarikan yang besar pada teknik stereolithography. Namun karena kurangnya prospek bisnis dari teknologi ini, mereka bertiga meninggalkan proyek ini. Pada saat yang sama, Charles Hull juga tertarik dengan teknologi SLA. Bedanya, dia membuat langkah nyata dengan mengajukan paten untuk teknik SLA pada tahun 1986.
Charless Hull kemudian mendirikan 3D Systems Corporation dan pada tahun 1988, perusahaan ini merilis produk pertamanya. Produk tersebut adalah SLA-1 3D Printer.
Karakteristik Stereolithography 3D Printing
Teknik SLA juga memiliki cara cetak yang beragam. Perbedaan utamanya terletak pada orientasi proses cetaknya. Ada yang mulai mencetak dari bagian bawah objek ke atas dan sebaliknya. Ini tergantung pada jenis mesin cetak yang digunakan.
Printer 3D desktop biasanya bekerja dengan teknik bottom-up atau dari bawah ke atas. Sedangkan mesin printer 3D industri biasanya bekerja dengan cara top-down atau dari atas ke bawah. Printer SLA desktop harganya lebih murah dan lebih mudah dioperasikan. Sedangkan mesin SLA untuk industri memungkinkan proses pencetakan objek dengan ukuran sangat besar karena volumenya yang mendukung. Namun untuk bisa mengoperasikan mesin printer SLA diperlukan teknisi khusus. Apalagi mesin cetak ini beroperasi sangat cepat.
Karakteristik lain dari pencetakan 3D dengan SLA adalah Anda membutuhkan struktur pendukung untuk mencetak bagian resin Anda. Dukungan ini lebih mudah dikembangkan jika Anda menggunakan printer 3D desktop karena sangat mirip dengan FDM (Fused Deposition Modelling). Ini dibutuhkan untuk bisa mencetak dengan benar semua overhang dan bridge. Anda bisa memilih orientasi bagian serta memilih orientasi mana yang membutuhkan lebih sedikit struktur pendukung.
Untuk mesin SLA industri, struktur pendukung memang masih dibutuhkan. Semua dukungan ini harus dibuang secara manual dari bagian cetakan 3D-nya.
Post-processing juga merupakan bagian penting dari proses manufaktur dengan stereolithography. Pada akhir proses, bagian yang sudah selesai dicetak dikeluarkan dari platform. Kelebihan resin juga harus dihilangkan dari bagian tersebut. Kemudian bagian resin akan melalui proses curing dalam oven UV yang akan membantu proses finishing ini mencapai stabilitas akhir.
Bagaimana Cara Kerja Stereolithography 3D Printing?
Setiap printer 3D SLA standar pada umumnya terdiri dari 4 bagian utama yakni:
- Tangki yang berisi fotopolimer cair (resin cair biasanya berupa plastik bening dan cair)
- Platform berlubang yang dibenamkan ke dalam tangki. Platform diturunkan ke dalam tangki dan dapat bergerak ke atas dan ke bawah sesuai dengan proses pencetakan
- Laser ultra violet bertenaga tinggi
- Interface komputer yang akan membantu Anda mengatur platform dan gerakan laser.
Proses cetaknya melibatkan beberapa bagian yakni:
- Software atau perangkat lunak yang digunakan untuk menggambar bagian objek yang akan dicetak. Biasanya dengan menggunakan software CAD
- Mesin cetak SLA. Saat proses pencetakan dimulai, lase akan ‘menarik’ lapisan pertama cetakan ke dalam resin fotosensitif. Di manapun laser mengenainya, cairan resin akan membeku. Laser kemudian diarahkan ke koordinat sesuai dengan cermin yang dikendalikan oleh komputer
- Post-processing. Setelah proses polimerisasi material selesai, platform keluar dari tangki dan kelebihan resin dikeringkan. Pada akhir proses, model yang sudah selesai dicetak akan dikeluarkan dari platform, kelebihan resin akan dicuci dan kemudian model ditempatkan ke dalam oven UV untuk proses pengawetan akhir. Post-processing memungkinkan objek yang dihasilkan mencapai kekuatan dan stabilitas terbaiknya.
Keuntungan Menggunakan Teknologi Stereolithography 3D Printing
SLA menawarkan banyak keuntungan termasuk memungkinkan Anda membuat prototipe dengan cepat hingga mengembangkan keseluruhan produk sampai ke hasil akhir.
Bagian fotopolimer dalam SLA tidak memiliki kekuatan seperti SLS (Selective Laser Sintering) atau bagian cetak FDM 3D. Tapi biasanya SLA bisa menghasilkan tingkat akurasi dan detail yang lebih baik, termasuk mencetak objek dengan model geometri yang kompleks.
Karena fotopolimer ini peka terhadap UV, produk akhir dari cetakan SLA rentan terhadap deformasi dan perubahan warna di bawah sinar matahari. SLA umumnya digunakan untuk menghasilkan karya seni yang sangat detail, prototipe non-fungsional dan dapat digunakan untuk membuat cetakan.
Hasil cetak SLA memiliki permukaan akhir yang sangat halus. Anda juga bisa menyesuaikannya sendiri jika membutuhkan prototipe realistis dengan kualitas tinggi dan fitur detail. Perlu diingat bahwa objek yang dicetak dengan SLA tidak cocok untuk membuat prototipe yang sifatnya fungsional. Secara umum, kelebihan SLA bisa Anda lihat dalam poin-poin berikut ini:
- Detailnya tinggi. Kalau Anda membutuhkan cetak 3 dimensi dengan akurasi tinggi, SLA adalah opsi yang terbaik
- Aplikasinya luas. Dari otomotif sampai produk konsumen, banyak perusahaan yang menggunakan SLA untuk membuat prototipe cepat
- Kebebasan dalam desain. SLA memungkinkan Anda mencetak objek geometri yang sangat kompleks.
Mesin cetak stereolithography 3D printing sangat cocok untuk membuat prototipe cepat yang estetis dan detail. Produk jadinya akan memiliki permukaan yang halus dan matte. Resin SLA juga memungkinkan Anda mencapai tampilan jadi untuk prototipe Anda. Teknologi pencetakan 3D dengan SLA paling cocok digunakan untuk mencetak potongan berukuran kecil hingga sedang dengan detail yang lebih tinggi.