Printer 3D Indonesia

Oleh: Deny Willy

Tahun 1997, mahasiswa di kampus kami bergunjing tentang 3D printer yang konon dimiliki seorang dosen, seniman patung ternama di Indonesia. Masih saya ingat, seorang teman menyebut “Bahannya dari bubuk kertas!” Jadi kembali tersenyum ingat cerita setengah legenda tersebut.
17 tahun kemudian, kali pertama saya mencetak gambar dengan High-End 3D Multicolor Printer yang termahal. Teknologi printer 3D disebut-sebut lambat perkembangannya, selain karena mesti mengekor perkembangan teknologi pemodelan CAD yang masih prematur dan urgensinya kala itu terkalahkan dengan isu high-res 2D printing.

Perkembangan Awal
Tahun 1984, Chuck Hull menciptakan proses pemuaian molekul pada bahan metal dengan sinar UV (laser sintering) untuk membentuk obyek tiga dimensional. Prosesnya kemudian dipatenkan dengan nama stereo lithography (disingkat STL dan menjadi standar file extension untuk cetak 3D hingga kini). Selanjutnya, pada tahun 1993, Profesor Michael Cima dari MIT Lab mengembangkan teknologi plastic extrusion dengan printer yang dianggap sebagai teknologi 3D Printing (3DP) pertamakali. Dilanjutkan, perusahaan Stratasys yang men-spin-off/mengkomersialisasi hasil penelitian MIT tersebut dengan judul Fused Deposition Modeling (FDM). Dilanjutkan oleh Z Corporation, yang menambahkan proses tertentu dalam teknologi tersebut. Z Corporation adalah perusahaan paling top penyedia teknologi 3DP saat ini.

3DP pada awalnya terpusat hanya pada dunia enjinering dan desain, namun kini meluas ke dunia medikal yang menghasilkan organ prostetik, nano-printing, sampai food-printing. Isu paling panas di dunia 3DP adalah munculnya spesialis-spesialis pembuat senapan 3D (printed gun). Dua tokoh utamanya adalah Cody Wilson yang merintis open source untuk Wiki Weapon, dan juga Yoshitomo Imura di Jepang.

Kembali ke legenda tahun 1997, pergunjingan teman-teman kampus tentang hot-topic 3D printing yang dimiliki dosen kami ternyata timeline-nya sungguh pas.. :-).

Teknologi cetak 3D (3D Printer/3DP)
3DP adalah teknologi rapid prototyping, mempercepat pembuatan model, prototyping atau mock-up. Pada teknik konvensional pembuatan prototipe dilakukan dengan mengurangi bahan (material removal) hingga membentuk obyek yang dikehendaki (contoh: sculpting, clay,dll). Sedangkan prototyping dengan 3DP adalah menambahkan bahan dengan pendekatan cetak selapis demi selapis/layer by layer hingga berwujud menjadi obyek. Proses penambahan bahan layer by layer adalah ciri utama 3DP, sehingga teknik ini lazim disebut (Additive Manufacturing). Teknik cetak layer by layer merupakan proses mengolah informasi gambar vector menjadi obyek raster.

Prinsip teknologi dalam 3DP terbagi menjadi dua, sbb:
a. Teknik Cetak Injection Molding / Plastics Extrusion (Injeksi plastik)
Teknik ini dianggap teknik tradisional karena memanfaatkan teknologi lama melelehkan plastik (injection molding) selapis demi selapis. Satu ciri khas dari pasca cetak dengan injection molding adalah membersihkan support (alas dudukan) yang melekat dibawah obyek serta bekas-bekas plastik lainnya yang melekat (debris). 3DP versi home business / hobbyist sudah mulai tersedia di pasaran Indonesia dengan merek Replicator 2 dari MakerBot. Injection Molding 3DP menggunakan bahan PLA filament dalam bentuk gulungan kabel plastik seharga +/-600ribu/kg. Injection molding 3D printer saat ini hanya mampu mencetak dua warna dengan harga satu unit +/- 35 juta rupiah.
b. Teknik Cetak Binder jetting / Powder bed (serbuk)
Teknik powder bed lebih modern dari injection molding. 3DP dengan teknik powder bed adalah high-end 3DP yang digunakan oleh industri dan kalangan profesional. Tekniknya adalah menyemprotkan lem ke permukaan tumpukan serbuk (powder bed). Wadah tumpukan serbuk sedikit demi sedikit turun kebawah, sehinga selapis demi selapis obyek dicetak dari bawah keatas. Selama proses cetak, kita tidak dapat melihat obyek karena diselubungi gundukan serbuk. Pasca cetak, setelah di angkat dari gundukan serbuk, obyek dibersihkan dengan mudah dari serbuk dengan vacuum cleaner, kemudian merendam/melapisi dengan cairan pengikat. Pada 3D printer Z650 yang saya gunakan tersedia vacuum chamber disamping mesin, sehingga mudah membersihkannya dan sisa bubuk tersebut dapat kembali digunakan. Kandungan serbuk ini mengandung selulosa, larutan penggumpal hingga pati kentang, dan terdapat kandungan lain yang tetap dirahasiakan oleh produsennya. Material serbukini selalu menjadi isu hot, karena mahal harganya. Harga serbuk mencapai +/- 1,8 juta/kg, sedangkan harga 1 unit 3DP powder bed yang jenis high-end seperti Z650 berkisar 900 juta. Keunggulan dari printer 3DP Z650 adalah resolusi yang tinggi, tidak memerlukan support, tidak menghasikan debris, dan juga mencetak dengan multi color!

Proses Cetak Binder jetting / Powder bed (serbuk), harga serbuk +/- Rp. 1,8juta/kg.

Catridge berupa cairan perekat berwarna yang disemprotkan ke permukaan serbuk: C,M,Y dan Bening.

CAD model dari desain-desain jadul untuk program bantuan desain Kemenperin (sayangnya yang model kursi rotan gagal cetak, karena terlalu tipis dan “Modifier List” di 3DS Max tidak di-support (mungkin karena mirip filter/effect photoshop), jadi mesti bikin mesh asli.

Vacuum Depowdering

Selesai dicetak, obyek hasil cetak tersimpan dalam gundukan serbuk, untuk mengambilnya maka seluruh serbuk digunakan alat hisap (depowdering). Nampak terlihat lekukan2 sandaran punggung dari obyek 3d, pada proses ini diperukan kehati2an, karena obyek 3d masih rapuh. Tahap selanjutnya adalah memberishkannya dari sisa-sisa debu dengan vacuuming dan merendam/meneteskan dengan cairan perakan Zbond (sejenis cairan lem superglue) yang sekaligus menjadi coating sehingga warnanya nampak lebih cemerlang.