Mesin Printer 3D

Umumnya mesin cetak yang dikenal dan banyak terdapat di pasar adalah mesin cetak untuk dua dimensi. Namun, saat ini sudah ada sebuah mesin cetak yang bisa digunakan untuk mencetak ke dalam bentuk tiga dimensi. 

Mesin cetak tiga dimensi atau printer 3D ini mulai ditemukan pada tahun 1984 oleh Charless W. Hull.

Cara Kerja Umum Mesin Printer 3D

Cara kerja mesin cetak tiga dimensi ini umumnya tidak jauh berbeda dengan mesin cetak dua dimensi yang sudah lebih dahulu dikenal.

Perbedaannya terletak pada gerakan mesin cetak ketika melakukan proses cetak. Bila mesin cetak dua dimensi hanya mampu melakukan gerakan horizontal saja, mesin cetak tiga dimensi mampu melakukan gerakan hingga vertikal dan diagonal saat mencetak hasilnya.

Keberadaan mesin cetak tiga dimensi ini semakin memudahkan dan memberikan manfaat yang sangat besar bagi manusia.

Pada bidang medis misalnya, mesin cetak 3D ini bisa membantu mencetak organ tubuh menggunakan sel dari pasien. Harapannya, pada masa depan, pasien sudah bisa mencetak klon atas organ tubuhnya sendiri tanpa bantuan donor dari orang lain.

Begitu pula pada bidang desain interior atau arsitektur. Owner dari dekadeko mengatakan bahwa printer 3D ini biasa pula digunakan dalam mendesain mockup bangunan sehingga hasil rancangan terlihat lebih nyata. 

Jenis – Jenis Mesin Printer 3D

Saat ini dikenal ada empat jenis mesin pencetak tiga dimensi yang dibedakan berdasarkan cara kerjanya. Keempat jenis mesin printer ini juga digunakan dan bisa ditemukan di pasaran. 

Berikut ini adalah jenis-jenis mesin printer 3D yang dibedakan berdasarkan cara kerjanya.

1. Printer Direct

Seperti namanya, printer direct ini merupakan jenis mesin pencetak tiga dimensi yang menggunakan mekanisme kerja langsung dan sederhana. 

Mesin printer ini menggunakan mesin dengan teknologi inkjet, sebuah teknologi yang banyak digunakan dalam mesin printer 2D. Dikarenakan teknologinya yang sudah banyak dikenal, mesin ini juga mudah ditemukan.

Cara Kerja Mesin Printer 3D Direct

• Mesin ini beroperasi dengan cara menggerakkan teknologi inkjet secara maju dan mundur.
• Gerakan maju mundur dari teknologi inkjet ini akan mengeluarkan cairan bahan untuk cetak.

Perbedaan dengan mesin printer 2D, mesin ini dapat bergerak vertikal dan diagonal saat mengeluarkan cairan material pencetaknya. Mesin pencetak tiga dimensi tipe ini menggunakan lilin atau polimer plastik sebagai bahannya.

2. Printer Binder

Mesin pencetak tiga dimensi ini juga menggunakan teknologi yang sama dengan sebelumnya, yaitu teknologi inkjet. Dalam proses mengeluarkan cairan bahannya pun sama yaitu dengan menggunakan bantuan nozel inkjet.

Nozel inkjet ini kemudian mengeluarkan cairan bahan dan membentuk lapisan-lapisan sesuai dengan desain yang sudah diatur sebelumnya.

Kalau begitu, apa perbedaannya dengan mesin tipe Printer Direct?

Perbedaan dari kedua jenis printer ini terletak pada proses bahannya. Pada mesin printer Binder ini menggunakan proses pencetakan layer dengan menggunakan dua bahan terpisah. Kedua bahan tersebut berpa bubuk kering dan lem cair.

Cara Kerja Mesin Printer 3D Binder

• Mekanisme kerja printer ini yaitu dengan mengeluarkan bubuk kering terlebih dahulu. 
• Setelah bubuk kering ini keluar, kemudian mesin printer akan mengeluarkan bahan lem cair. 
• Bahan lem car ini berfungsi untuk mengikat bubuk-bubuk kering yang sudah dikeluarkan sebelumnya.
• Proses kerja ini terus berlngsung hingga seluruh lapisan tersusun sepenuhnya.

3. Printer Photopolymerization

Bila dilihat dari namanya, jenis mesin printer ini menggunakan dua bahan yaitu photo atau cahaya dan polymer atau senyawa kimia berbentuk plastik.

Nyatanya, mesin printer 3D ini memang bekerja dengan menggunakan memanfaatkan cahaya.

Cara Kerja Mesin Printer 3D Photopolymerization

• Cahaya yang digunakan oleh mesin printer ini adalah sinar ultraviolet.
• Sinar ultraviolet ini berfungsi untuk mengeraskan cairan polimer yang dikeluarkan oleh mesin.

4. Printer Sintering

Mesin printer jenis ini juga menggunakan proses kerja yang mirip dengan printer photopolymerization. Artinya, mesin ini juga menggunakan bantuan cahaya dalam mengeraskan cairan bahan yang dikeluarkan. Proses penyinaran ini dikenal dengan proses SLS atau Selective Laser Sintering.

Cara Kerja Mesin Printer 3D Sintering

• Dalam proses kerjanya, mesin ini mengeluarkan bubuk plastik yang dilelehkan oleh sinar laser yang menjadi salah satu bagian pentingnya.
• Bubuk plastik yang telah meleleh tadi akan mengeras kembali dan membentuk lapisan-lapisan sesuai dengan cetakan yang diinginkan.
• Mesin cetak tiga dimensi ini memiliki tingkat presisi yang sangat baik.

Mesin cetak tiga dimensi jenis Sintering ini lebih cocok digunakan dalam mencetak benda-benda yang terbuat dari logam. Ditambah dengan tingkat presisinya yang sangat baik, mesin ini banyak digunakan dalam proses manufaktur logam.

Dalam proses manufaktur logam, umumnya mekanisme yang digunakan adalah mekanisme sintering yaitu memadatkan kembali benda padat yang sudah dicairkan sebelumnya.

Komponen-Komponen Mesin Printer 3D dan Fungsinya

Seperti halnya perangkat elektronik lainnya, mesin cetak tiga dimensi juga terdiri atas berbagai komponen-komponen. Komponen dari mesin cetak tiga dimensi ini memiliki fungsi yang berbeda-beda.

Berikut ini adalah beberapa komponen yang terdapat dalam mesin printer 3D beserta fungsinya.

1. Papan Controller

Papan controller dari mesin cetak tiga dimensi ini disebut juga sebagai motherboard atau sebuah papan utama yang menjadi otak dari mesin cetak tiga dimensi.

Fungsi dari benda ini adalah sebagai inti dari pengoperasian mesin cetak tiga dimensi. Selain itu, papan controller ini juga menggerakkan langsung komponen lainnya berdasarkan perintah dari komputer.

Perintah yang diberikan komputer ini kemudian diterima oleh sensor-sensor yang terdapat pada papan controller. Kemudian, papan controller menerjemahkan perintah yang diterima dari sensor tersebut menjadi sebuah kerja untuk melakukan pencetakan obyek yang diharapkan.

Kualitas dari papan controller ini memberikan efek yang sangat besar pada performa keseluruhan dari mesin cetak tiga dimensi. Meski mesin memiliki bagian berkualitas tinggi mulai dari atas hingga bawah, tidak akan bisa melakukan pencetakan dengan baik bila papan controller-nya berkualitas buruk.

2. Filamen

Filamen pada mesin pencetak tiga dimensi ini merupakan material yang digunakan untuk mencetak obyek atau sama dengan tinta pada mesin cetak dua dimensi.

Komponen filamen ini terdiri dari kumparan yang terletak pada sebuah spool holder pada sebuah mesin cetak tiga dimensi. Pada bagian ujungnya, filamen ini dimasukkan ke dalam sebuah extruder.

Ada beberapa jenis filamen yang masing-masing memiliki sifat tersendiri dengan segala kelebihan dan kekurangannya. Filamen memiliki sifat-sifat tertentu yang membuat tidak semua printer tiga dimensi bisa menggunakan filamen tersebut.

Ada mesin tiga dimensi yang berkualitas sehingga mampu menggunakan semua jenis filamen. Namun, ada juga mesin printer 3D yang didesain hanya mampu menggunakan jenis filamen tertentu.

Jenis filamen yang paling banyak digunakan adalah jenis PLA yang bisa digunakan pada sebagian besar mesin cetak tiga dimensi.

Ada juga mesin yang hanya mampu menggunakan beberapa jenis filamen tertentu. Namun umumnya, mesin cetak tiga dimensi ini menggunakan filamen yang berdiameter kurang lebih 1,75 mm.

3. Frame

Frame merupakan salah satu kerangka atau komponen dalam mesin cetak tiga dimensi yang bertugas untuk menahan komponen lain secara bersamaan. Dengan kata lain, fungsi frame sangat penting untuk stabilitas dan daya tahan dari mesin printer 3D. Saat ini, printer 3D menggunakan frame yang terbuat dari metal atau akrilik.

Mesin cetak tiga dimensi yang menggunakan frame terbuat dari metal merupakan mesin yang paling banyak direkomendasikan.

Alasannya, frame yang terbuat dari metal tersebut membuat mesin menjadi lebih stabil dan memiliki daya tahan yang baik.

Beberapa mesin cetak tiga dimensi memiliki sebuah penutup frame. Penutup frame ini berfungsi untuk melindungi frame dari debu dan partikel lembut lainnya, termasuk juga jari penggunanya.

Perlindungan ini sangat penting untuk membuat bagian pencetakan memiliki suhu yang terjaga dan melindungi tangan dari luka akibat panas yang ditimbulkan.

4. Komponen Penggerak

Komponen penggerak pada mesin cetak tiga dimensi terdiri atas beberapa bagian: Stepper Motors, Belits, Threaded Rods, dan End Stops.

Keberadaan dari komponen penggerak ini bertanggung jawab pada pergerakan mesin cetak dalam tiga sumbu XYZ. Komponen penggerak ini bergerak berdasarkan perintah dari papan controller.

Stepper Motors merupakan kunci dari pergerakan mesin secara mekanis dan menghubungkan ketiga sumbu XYZ. 

Komponen ini langsung menggerakkan Print Bed, Print Head, dan Threaded Rods. Sementara itu, Belts yang terkoneksi dengan motor menggerakkan printer ke dalam dua sumbu kartesian X dan Y.

Threaded Rods berfungsi untuk menggerakkan printer pada sumbu Z dan menjadi bagian yang membedakan dari printer 2D.

Terakhir ada End Stops yang bertanggung jawab untuk melindungi mesin cetak untuk melakukan pergerakan melebihi jangkauan. Adanya komponen ini dapat mencegah mesin mengalami kerusakan, terutama pada bagian perangkat kerasnya.

5. Power Supply Unit

Sebagai salah satu alat elektronik, mesin cetak tiga dimensi tentu memiliki bagian untuk menyuplai tenaga atau yang sering disebut sebagai Power Supply Unit.

Sama seperti alat-alat elektronik lainnya, komponen ini menjadi sumber tenaga listrik yang menghubungkan antara mesin dengan sumber listrik.

6. Print Bed

Print Bed pada mesin cetak tiga dimensi menjadi komponen tempat proses pencetakan dilakukan dan tersusun atas beberapa bagian. Bagian-bagian dari Print Bed ini antara lain kaca, elemen pemanas dan beberapa jenis lapisan. Lapisan-lapisan ini nantinya akan membantu saat proses pencetakan. Print Bed ini menjadi bagian penting dalam proses pencetakan.

7. Print Bed Surface

Print Bed Surface atau permukaan pada Print Bed ini membantu obyek yang dicetak agar tetap berada pada tempatnya selama proses pencetakan. Komponen ini juga membantu proses pemindahan obyek yang telah selesai dicetak. Print Bed Surface ini memiliki beberapa tipe dan masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan.

8. Print Head

Komponen ini menjadi komponen terakhir dalam mesin printer 3D. Komponen Print Head ini menjadi bagian yang mencetak filamen menjadi model tiga dimensi. Print Head ini terdiri dari dua bagian yaitu Cold End dan Hot End.

Bagian Cold End bertugas untuk merekatkan filamen dan mendorongnya pada bagian Hot End. Sementara Hot End bertugas untuk mencairkan filamen dan membentuknya ke dalam model tiga dimensi.

Mesin printer 3D sudah lama dikenal dan memberikan banyak sekali manfaat bagi manusia. Mesin ini banyak digunakan pada bidang otomotif, medis, hingga arsitektur dan konstruksi. Sama seperti alat elektronik lainnya, mesin ini juga terdiri dari beberapa komponen yang memiliki fungsi sendiri-sendiri.