Mengenal Additive Manufacturing sebagai Terobosan dalam Memproduksi Barang

Pernahkah Anda mendengar mengenai istilah additive manufacturing? Teknologi ini telah menjadi terobosan yang sangat bermanfaat di bidang manufaktur dan berhasil mengubah cara pandang perusahaan terhadap proses pembuatan suatu produk. Dalam artikel ini, kita akan membahas lebih jauh mengenai konsep dan cara kerja additive manufacturing, yang saat ini telah banyak diterapkan dalam berbagai bidang industri.

Pengertian Additive Manufacturing

Additive manufacturing adalah teknologi yang digunakan untuk membangun objek tiga dimensi (3D) dengan menambahkan bahan secara bertahap dan bertingkat. Contoh yang umum ditemui dalam additive manufacturing adalah teknologi pencetakan tiga dimensi untuk membuat prototype berbagai produk, sebelum dilakukan produksi secara massal. 

Hal ini memungkinkan perusahaan untuk menguji desain dan fungsi produk terlebih dahulu untuk berjaga-jaga apabila terdapat revisi yang harus dilakukan. Dengan begitu, perusahaan dapat terhindar dari resiko kerugian akibat terlanjur melakukan produksi barang dengan biaya yang besar, padahal barang yang diproduksi masih belum sempurna.

Teknologi ini mengalami perkembangan cepat di berbagai sektor industri seperti penerbangan, otomotif, pertahanan, peralatan medis, dan farmasi. Bahkan saat ini, penggunaan additive manufacturing juga telah merambah industri food and beverages. Pencetakan 3D pada additive manufacturing juga dimanfaatkan untuk menciptakan organ prostetik, seperti tangan atau kaki palsu, yang dapat membantu individu dengan disabilitas.

Perkembangan Additive Manufacturing

Additive manufacturing sebenarnya telah ada selama lebih dari 40 tahun. Additive manufacturing pertama kali digunakan pada tahun 1981 ketika Dr. Hideo Kodama dari Jepang mematenkan perangkat untuk membuat prototype berupa sistem penyemprotan resin menggunakan teknologi laser. Namun, pengajuan hak paten ini tidak berhasil karena masalah pendanaan, sehingga proses penelitian tidak dapat terselesaikan. 

Setelah itu, pada tahun 1984, beberapa peneliti juga mencoba mengembangkan teknologi additive manufacturing, hingga akhirnya Charles Chuck Hull berhasil mengembangkan teknologi bernama Stereolitografi, yang hingga saat ini masih digunakan. Kemudian, pada tahun 2004, seorang dosen senior teknik mesin dari University of Bath Inggris, Adrian Bowyer, memulai proyek yang dikenal dengan nama RepRap. Proyek ini memungkinkan mesin pencetak 3D untuk mencetak sebagian besar komponennya sendiri. Lalu, pada tahun 2008, terjadi inovasi baru yaitu adanya penciptaan kaki palsu menggunakan mesin pencetak 3D. 

Seiring berjalannya waktu, teknologi additive manufacturing pun berkembang hingga muncul perusahaan-perusahaan yang menyediakan layanan pencetakan 3D. Salah satunya yakni perusahaan Shapeways, yang berbasis di Belanda. Perusahaan ini menyediakan jasa kepada siapa saja yang butuh untuk menciptakan model fisik dari desain 3D yang mereka miliki. Ide ini pun akhirnya turut berkembang di negara-negara lainnya.

Cara Kerja Additive Manufacturing

Cara kerja additive manufacturing adalah dengan melakukan penambahan material. Hal ini berbeda dengan proses manufaktur tradisional yang cenderung mengurangi atau menghilangkan sebagian bahan mentah, sehingga mencapai bentuk akhir produk yang diinginkan.

Pada additive manufacturing, mesin akan menambahkan ribuan lapisan sangat kecil yang saling bersatu hingga terbentuk produk akhir yang sesuai keinginan. Proses ini memerlukan teknologi komputer dan software khusus yang disebut computer-aided-design (CAD), di mana software ini akan memberikan instruksi kepada printer mengenai bentuk akhir produk yang diinginkan. Jenis bahan yang digunakan dalam cartridge pun juga dapat disesuaikan dengan kebutuhan perusahaan.

Contoh Additive Manufacturing

Beberapa contoh additive manufacturing dalam berbagai bidang industri, antara lain sebagai berikut:

1. Industri Penerbangan → Industri penerbangan menggunakan teknologi additive manufacturing untuk membuat bagian-bagian badan pesawat yang cenderung kompleks.
2. Industri Otomotif → Produsen mobil menggunakan pencetakan 3D untuk membuat bagian-bagian mobil seperti rem, knalpot, dan interior. 
3. Kesehatan dan Kedokteran → Teknologi 3D printing pada additive manufacturing digunakan untuk mencetak model anatomi manusia, peralatan medis khusus, serta implantasi medis, seperti tulang tiruan dan gigi tiruan.
4. Perhiasan → Dalam industri perhiasan, additive manufacturing digunakan untuk membuat desain perhiasan yang rumit dan kreatif. 
5. Industri Makanan → Beberapa perusahaan mengembangkan teknologi additive manufacturing untuk mencetak makanan seperti cokelat, pasta, atau camilan dengan bentuk dan desain yang unik.
6. Industri Fashion → Additive manufacturing juga digunakan dalam industri fashion untuk menciptakan pakaian, aksesori, dan sepatu yang inovatif dan unik.
7. Industri Pertahanan → Dalam industri pertahanan, additive manufacturing digunakan untuk mencetak komponen senjata dan peralatan militer lainnya.
8. Arsitektur dan Konstruksi → Dalam industri arsitektur dan konstruksi bangunan, teknologi ini digunakan untuk mencetak elemen bangunan, seperti panel dinding bangunan.

Kelebihan dan Kekurangan Additive Manufacturing

Additive manufacturing memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan, di antaranya yakni sebagai berikut:

1. Kelebihan Additive Manufacturing

1. Mampu mencetak objek dengan desain yang kompleks dan rumit yang sulit dicapai dengan metode manufaktur tradisional, sehingga memungkinkan terciptanya inovasi desain yang lebih besar.
2. Memungkinkan pembuatan produk yang dapat disesuaikan secara individual, misalnya seperti pembuatan implan gigi atau implan tulang yang dapat dibuat sesuai dengan anatomi pasien.
3. Menggunakan bahan baku yang dibutuhkan saja tanpa berlebihan, sehingga dapat mengurangi limbah material.
4. Produksi barang berjalan lebih cepat, sehingga dapat menghemat waktu dan biaya dalam pengembangan produk.
5. Memungkinkan produsen untuk melakukan sistem Zero Inventory, sehingga mengurangi biaya penyimpanan dan resiko overstocking.

2. Kekurangan Additive Manufacturing

1. Mesin pencetak 3D pada additive manufacturing cenderung mahal, sehingga produsen harus mengeluarkan biaya awal investasi yang tinggi.
2. Meskipun berbagai jenis bahan dapat digunakan pada additive manufacturing, namun tidak semua bahan bisa cocok.
3. Permukaan hasil cetakan 3D mungkin memerlukan finishing tambahan untuk mencapai kualitas permukaan yang diinginkan, sehingga dapat menambah waktu dan biaya produksi.
4. Beberapa mesin pencetak 3D memiliki batasan pada ukuran objek yang dapat dicetak.
5. Beberapa produk yang dicetak menggunakan metode additive manufacturing mungkin memiliki kekuatan atau ketahanan yang kurang baik terhadap beban mekanis tertentu jika dibandingkan dengan produk yang dibuat dengan metode manufaktur tradisional.

Manfaat Additive Manufacturing

Dibandingkan dengan teknologi manufaktur konvensional, tentunya teknologi additive manufacturing yang lebih modern dapat membawa manfaat yang lebih besar. Salah satu manfaat utama teknologi ini adalah kemampuannya dalam menciptakan berbagai macam desain menjadi produk berwujud nyata. Bahkan, desain produk yang sebelumnya sulit direalisasikan menggunakan satu blok bahan mentah, kini bisa diwujudkan dengan menggunakan teknologi additive manufacturing yang bekerja menambahkan bahan secara berlapis.

Misalnya, bentuk produk berupa cekungan atau lubang yang terletak di tengah barang dapat diproduksi oleh perusahaan tanpa perlu melebur atau menambahkan bahan mentah lainnya. Hasil produksi pun menjadi lebih kuat dan lebih rapi. Selain itu, proses pencetakannya pun juga lebih cepat. Sehingga, secara keseluruhan, additive manufacturing memberikan proses yang lebih efektif dan efisien.

Manfaat additive manufacturing juga bisa dilihat dari sisi kreatif. Artinya, dengan adanya teknologi ini, perusahaan dapat mengeksplor berbagai desain produk yang lebih kreatif dan unik tanpa khawatir desain tersebut tidak dapat diwujudkan dalam bentuk produk nyata.

Dengan adanya teknologi additive manufacturing ini, proses produksi barang di berbagai bidang industri menjadi lebih cepat. Selain itu, bentuk produk yang dihasilkan pun jauh lebih sesuai dengan desain yang ditentukan di awal apabila dibandingkan dengan teknologi manufaktur tradisional. Oleh karena itu, additive manufacturing menjadi salah satu teknologi yang direkomendasikan untuk diterapkan pada berbagai industri modern saat ini.