Meskipun pencetakan 3D menghasilkan model yang cukup detail, yang terlihat hampir identik dengan gambar CAD, namun akurasi dan toleransi dimensinya tidak sepenuhnya sama. Ini adalah sesuatu yang disebut penyusutan, yang terjadi pada cetakan 3D, yang mungkin tidak Anda sadari.

Saya memikirkan tentang seberapa besar penyusutan yang terjadi pada cetakan 3D, sebuah pertanyaan yang ideal bagi mereka yang ingin menciptakan benda fungsional yang memerlukan toleransi ketat, jadi saya memutuskan untuk mencari tahu dan membaginya dengan kalian.

Dalam artikel ini, kita akan membahas tentang apa itu penyusutan, seberapa besar kemungkinan cetakan 3D Anda menyusut, dan beberapa kompensasi penyusutan yang bagus untuk digunakan.

Apa Itu Penyusutan dalam Pencetakan 3D?

Penyusutan dalam pencetakan 3D adalah pengurangan ukuran model akhir akibat perubahan suhu dari termoplastik yang meleleh, ke lapisan bahan yang diekstrusi yang didinginkan.

Selama pencetakan, ekstruder melelehkan filamen pencetakan untuk menciptakan model 3D, dan bahannya mengembang selama proses ini. Setelah lapisan mulai mendingin setelah diekstrusi, hal ini menyebabkan bahannya bertambah padat, namun ukurannya mengecil.

Kebanyakan orang tidak akan menyadari bahwa hal ini terjadi sampai mereka memiliki model yang memerlukan akurasi dimensi yang lebih tinggi.

Penyusutan tidak menjadi masalah apabila mencetak model estetika seperti karya seni, vas bunga, dan mainan. Apabila kita mulai beralih ke benda yang memiliki toleransi ketat, seperti casing ponsel atau dudukan yang menghubungkan berbagai benda, penyusutan akan menjadi masalah yang harus dipecahkan.

Hal ini terjadi pada hampir setiap proses pencetakan 3D karena variasi suhu yang terlibat. Tetapi, kecepatan terjadinya bervariasi, tergantung pada beberapa faktor.

Faktor-faktor ini adalah bahan yang digunakan, suhu, teknologi pencetakan, dan waktu pengeringan untuk cetakan resin.

Dari semua faktor ini, mungkin faktor terpenting yang memengaruhi penyusutan adalah bahan yang digunakan.

Jenis bahan yang digunakan akan berpengaruh pada seberapa besar model akan menyusut.

Suhu pencetakan dan kecepatan pendinginan juga merupakan faktor penting. Penyusutan dapat terjadi jika model dicetak pada suhu tinggi atau didinginkan terlalu cepat, yang berarti bahwa plastik bersuhu lebih tinggi lebih mungkin menyusut.

Pendinginan yang tidak merata secara cepat, bahkan bisa menyebabkan lengkungan, yang bisa merusak model, atau merusak cetakan sama sekali. Sebagian besar dari kita pasti pernah mengalami lengkungan ini, entah karena angin atau ruangan yang sangat dingin.

Sesuatu yang membantu pembengkokan yang baru-baru ini saya terapkan adalah menggunakan HAWKUNG Heated Bed Insulation Mat di bawah Ender 3. Tidak hanya membantu pembengkokan, tetapi juga mempercepat waktu pemanasan dan menjaga suhu tempat tidur yang lebih konsisten.

Terakhir, jenis teknologi pencetakan yang digunakan, juga menentukan tingkat penyusutan yang ditemukan pada model. Teknologi yang lebih murah, seperti FDM, biasanya tidak dapat digunakan untuk membuat komponen berkualitas tinggi dengan toleransi yang ketat.

Teknologi SLS dan pengaliran logam membenarkan label harganya yang tinggi dengan menghasilkan model yang akurat.

Untungnya, ada banyak cara untuk memperhitungkan penyusutan, sehingga kami dapat menghasilkan komponen yang akurat secara dimensi tanpa terlalu merepotkan, meskipun Anda harus mengetahui teknik yang tepat.

Berapa Banyak Cetakan ABS, PLA & PETG Menyusut?

Seperti yang sudah kami sebutkan sebelumnya, tingkat penyusutan sangat bergantung pada jenis bahan yang digunakan, dan bervariasi dari satu bahan ke bahan lainnya. Mari kita lihat tiga bahan pencetakan 3D yang paling banyak digunakan dan bagaimana mereka bertahan terhadap penyusutan:

PLA

PLA adalah bahan organik yang dapat terurai secara hayati yang juga digunakan dalam printer FDM, dan merupakan salah satu bahan yang paling populer digunakan dalam pencetakan 3D karena mudah dicetak dan tidak beracun.

PLA mengalami sedikit penyusutan, tingkat penyusutan pendengaran antara 0,2%, hingga 3% karena ini adalah termoplastik dengan suhu yang lebih rendah.

Filamen PLA tidak memerlukan suhu tinggi untuk diekstrusi, suhu pencetakan sekitar 190℃, yang lebih kecil daripada ABS.

Penyusutan pada PLA juga dapat dikurangi dengan mencetak di lingkungan tertutup atau hanya dengan memperbesar model untuk mengimbangi penyusutan.

Hal ini berfungsi karena mengurangi perubahan suhu yang cepat, dan mengurangi tekanan fisik pada model.

Menurut saya, tingkat penyusutan ini bergantung pada merek dan proses pembuatannya, dan bahkan warna filamen itu sendiri. Sebagian orang berpendapat bahwa warna yang lebih gelap cenderung menyusut lebih banyak daripada warna yang lebih terang.

ABS

ABS adalah bahan cetak berbasis minyak bumi yang digunakan dalam printer FDM. Bahan ini digunakan secara luas karena kekuatannya yang tinggi, tahan panas, dan serba guna, serta dapat ditemukan dalam apa saja, mulai dari casing ponsel hingga Lego.

ABS memang memiliki tingkat penyusutan yang sangat tinggi, jadi jika Anda memerlukan cetakan 3D yang akurat secara dimensi, saya akan mencoba untuk tidak menggunakannya. Saya telah melihat orang-orang berkomentar tentang tingkat penyusutan yang berkisar antara 0,8% hingga 8%.

Saya yakin ini adalah kasus yang ekstrem, dan Anda pasti bisa menguranginya dengan pengaturan yang tepat, tetapi ini merupakan pertunjukan yang bagus untuk mengilustrasikan betapa buruknya penyusutan yang bisa terjadi.

Salah satu cara utama untuk mengurangi penyusutan adalah mencetak pada suhu heated bed yang tepat.

Menggunakan heated bed yang dikalibrasi dengan benar, membantu perekatan lapisan pertama dan juga membantu mencegah lapisan bawah mendingin terlalu cepat daripada bagian cetakan lainnya untuk menghindari lengkungan.

Kiat lain untuk mengurangi penyusutan adalah mencetak dalam ruang tertutup. Hal ini akan mengisolasi cetakan 3D dari arus udara luar, sehingga memastikan bahwa cetakan tidak mendingin secara tidak merata.

Ruang tertutup menjaga cetakan pada suhu mendekati suhu plastik yang stabil sampai pencetakan selesai, dan semua bagian dapat mendingin pada kecepatan yang sama.

Kandang yang bagus yang telah digunakan dan dinikmati oleh ribuan orang adalah Kandang Tahan Api & Tahan Debu Creality dari Amazon. Kandang ini menjaga lingkungan dengan suhu yang konstan dan sangat mudah dipasang dan dirawat.

Selain itu, ini memberikan keamanan yang lebih baik dalam hal kebakaran, mengurangi emisi suara, dan melindungi dari penumpukan debu.

PETG

PETG adalah bahan cetak 3D yang banyak digunakan karena sifatnya yang fenomenal, yang menggabungkan kekuatan struktural dan ketangguhan ABS dengan kemudahan cetak dan tidak beracun dari PLA.

Hal ini membuatnya cocok untuk digunakan dalam banyak aplikasi yang membutuhkan kekuatan dan keamanan material yang tinggi

Pada 0,8%, filamen PETG memiliki tingkat penyusutan terendah. Model 3D yang dibuat dengan PETG relatif stabil secara dimensi jika dibandingkan dengan yang lain. Hal ini membuatnya ideal untuk membuat cetakan fungsional yang harus sesuai dengan toleransi yang agak ketat.

Untuk mengimbangi atau mengurangi penyusutan pada cetakan PETG, model dapat ditingkatkan dengan faktor 0,8% sebelum mencetak.

Cara Mendapatkan Kompensasi Penyusutan yang Tepat Dalam Pencetakan 3D

Seperti yang sudah kita lihat di atas, penyusutan bisa dikurangi dengan beberapa cara. Tetapi, faktanya tetap saja, tidak peduli seberapa banyak pun yang dilakukan, penyusutan tidak bisa dihilangkan. Karena itulah, sebaiknya Anda mencoba dan memperhitungkan penyusutan ketika menyiapkan model untuk dicetak.

Mendapatkan kompensasi penyusutan yang tepat, membantu dalam memperhitungkan pengurangan ukuran model. Sebagian perangkat lunak pencetakan dilengkapi dengan preset yang secara otomatis melakukan ini untuk Anda, tetapi sebagian besar waktu, ini harus dilakukan secara manual.

Menghitung jenis kompensasi penyusutan yang akan diterapkan, bergantung pada tiga hal, yaitu, bahan yang digunakan, suhu pencetakan, dan geometri model.

Semua faktor ini digabungkan, akan memberikan gambaran mengenai seberapa besar hasil cetakan diperkirakan akan menyusut dan bagaimana cara mengimbanginya.

Mendapatkan penyusutan yang tepat juga bisa menjadi proses yang berulang-ulang, atau dikenal sebagai coba-coba. Tingkat penyusutan bahkan dapat bervariasi di antara berbagai merek yang berbeda dari jenis bahan yang sama.

Jadi, cara terbaik untuk mengukur dan mengkuantifikasi penyusutan adalah pertama-tama mencetak model uji dan mengukur penyusutannya. Data yang Anda peroleh, kemudian dapat digunakan untuk membuat kompensasi tingkat penyusutan yang sesuai secara matematis.

Cara yang bagus untuk mengukur penyusutan adalah dengan menggunakan Objek Penghitungan Penyusutan dari Thingiverse ini. Seorang pengguna menggambarkannya sebagai "Salah satu alat bantu kalibrasi umum terbaik yang ada." Banyak pengguna lain yang mengucapkan terima kasih kepada pembuat model CAD ini.

Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:

• Cetak bagian uji dengan menggunakan filamen pilihan Anda, dan pengaturan slicer yang ingin Anda gunakan.
• Ukur dan masukkan ke dalam spreadsheet (milik saya dibagikan di //docs.google.com/spreadsheets/d/14Nqzy8B2T4-O4q95d4unt6nQt4gQbnZm_qMQ-7PzV_I/edit?usp=sharing).
• Memperbarui pengaturan alat pengiris

Anda ingin menggunakan Google Sheet tersebut dan membuat salinan baru yang dapat Anda edit sendiri dari awal. Anda akan menemukan petunjuknya di halaman Thingiverse untuk lebih jelasnya.

Jika Anda menginginkan kompensasi yang benar-benar akurat, Anda bisa menjalankan iterasi dua kali, tetapi pembuatnya mengatakan bahwa hanya dengan satu kali iterasi, sudah cukup untuk mendapatkannya dalam toleransi 100um (0,01mm) pada bagian 150mm.

Seorang pengguna mengatakan bahwa ia hanya menskalakan modelnya hingga 101%, dan ini bekerja dengan cukup baik untuknya. Ini adalah cara yang sangat sederhana untuk melihat sesuatu, tetapi bisa berhasil untuk hasil yang cepat.

Anda juga dapat memanfaatkan pengaturan yang disebut ekspansi horizontal yang menyesuaikan ukuran cetakan 3D Anda dalam dimensi X/Y, untuk mengompensasi perubahan ukuran saat model mendingin dan menyusut.

Jika Anda membuat model sendiri, Anda bisa menyesuaikan toleransi pada model itu sendiri, dan dengan lebih banyak berlatih, Anda akan mulai bisa menebak toleransi yang tepat menurut desain spesifik Anda.