Peneliti Stanford Kembangkan Metode 3D Printing Lebih Cepat

Liputan6.com, Jakarta - Kemajuan 3D printing telah mempermudah para perancang dan insinyur menyesuaikan proyek, membuat prototipe fisik pada skala berbeda, dan menghasilkan struktur yang tidak dapat dibuat dengan teknik manufaktur tradisional. Namun, teknologi ini masih menghadapi keterbatasan: prosesnya lambat dan membutuhkan bahan khusus yang, sebagian besar harus digunakan satu per satu.

Para peneliti di Stanford kini telah mengembangkan metode 3D printing yang menjanjikan untuk membuat cetakan secara lebih cepat dengan menggunakan beberapa jenis resin dalam satu objek.

Rancangan mereka, yang baru-baru ini terbit di jurnal Science Advances, 5 hingga 10 kali lebih cepat daripada metode pencetakan resolusi tinggi tercepat yang saat ini tersedia dan berpotensi memungkinkan para peneliti menggunakan resin lebih tebal dengan sifat mekanik dan listrik lebih baik.

"Teknologi baru ini akan membantu untuk sepenuhnya menyadari potensi 3D printing," kata Joseph DeSimone, Profesor Radiologi dan Teknik kimia di Stanford dan co-author pada makalah tersebut via Stanford News.

"Ini akan memungkinkan kita mencetak jauh lebih cepat, membantu mengantarkan era baru manufaktur digital, serta memungkinkan fabrikasi objek multimaterial kompleks dalam satu langkah," ucapnya.

Desain baru ini meningkatkan metode 3D printing yang diciptakan oleh DeSimone dan rekan-rekannya pada tahun 2015 yang disebut continuous liquid interface production (produksi antarmuka cairan berkelanjutan) atau CLIP.

Metode CLIP terlihat seperti dalam film fiksi ilmiah; platform naik dengan mulus menarik objek, yang tampaknya sepenuhnya terbentuk, dari kolam resin tipis.

Resin di permukaan dikeraskan ke dalam bentuk yang tepat dengan urutan gambar UV yang diproyeksikan melalui kolam, sementara lapisan oksigen mencegah pengeringan di dasar kolam dan menciptakan "zona mati" di mana resin tetap dalam bentuk cair.

"Aliran resin di dalam CLIP adalah proses yang sangat pasif. Anda hanya menarik objek ke atas dan berharap bahwa pengisapan dapat membawa material ke area yang dibutuhkan," kata Gabriel Lipkowitz, seorang mahasiswa PhD di bidang teknik mesin di Stanford dan penulis utama di makalah ini. "Dengan teknologi baru ini, kami secara aktif menyuntikkan resin ke area printer yang membutuhkannya."

Resin dikirim melalui saluran yang dicetak bersamaan dengan desain. Saluran ini dapat dilepas setelah objek selesai atau dapat dimasukkan ke dalam desain dengan serupa pembuluh darah dan arteri yang dibangun ke dalam tubuh kita sendiri.

Dengan menyuntikkan resin tambahan secara terpisah, iCLIP menghadirkan peluang untuk mencetak dengan beberapa jenis resin selama proses pencetakan. Setiap resin baru hanya memerlukan jarum suntiknya sendiri.

Para peneliti menguji printer dengan tiga jarum suntik yang berbeda; masing-masing jarum suntik diisi dengan resin yang diwarnai dengan warna berbeda.

Mereka telah berhasil mencetak model bangunan terkenal dari beberapa negara dengan warna bendera masing-masing negara, termasuk Katedral Saint Sophia dengan warna biru dan kuning bendera Ukraina dan Independence Hall dengan warna merah, putih, dan biru khas Amerika.

"Kemampuan untuk membuat objek dengan bahan beraneka ragam atau sifat mekanis adalah cawan suci pencetakan 3D," kata Lipkowitz. "Aplikasinya berkisar dari struktur penyerap energi yang sangat efisien hingga objek dengan sifat optik yang berbeda dan sensor canggih."

Setelah berhasil mendemonstrasikan bahwa iCLIP memiliki potensi untuk mencetak dengan beberapa resin, DeSimone, Lipkowitz, dan koleganya mengerjakan perangkat lunak untuk mengoptimalkan desain jaringan distribusi cairan untuk setiap bagian yang dicetak.

Mereka ingin memastikan bahwa para perancang memiliki kontrol yang baik atas batas-batas di antara jenis resin dan berpotensi mempercepat proses pencetakan lebih jauh lagi.

"Seorang perancang seharusnya tidak perlu memahami dinamika fluida untuk mencetak objek dengan sangat cepat," kata Lipkowitz. "Kami mencoba membuat perangkat lunak efisien yang dapat mengambil bagian yang ingin dicetak oleh seorang perancang dan secara otomatis menghasilkan tidak hanya jaringan distribusi, tetapi juga menentukan laju aliran untuk mengelola resin yang berbeda untuk mencapai tujuan multi-bahan."