1.Pengenalan Teknologi Pencetakan 3D Tembaga
Peleburan Laser Selektif (SLM), Peleburan Berkas Elektron Selektif (SEBM), Jet Perekat (BJ), dan Sintering Laser Selektif (SLS) adalah beberapa proses pembuatan aditif populer yang banyak digunakan dalam pencetakan 3D tembaga.
Slender Laser Melting (SLM) Menggunakan laser sebagai sumber panas, teknologi SLM—metode pembuatan aditif peleburan lapisan bubuk (PBF)—memungkinkan struktur tiga dimensi dibangun dengan peleburan bubuk logam lapis demi lapis. Teknik SLM dapat mencapai efek pencetakan kepadatan tinggi dan akurasi tinggi dalam pencetakan 3D tembaga. Efisiensi peleburan yang rendah disebabkan oleh sulitnya energi laser diserap secara efisien oleh bubuk tembaga karena reflektansi tembaga yang besar terhadap laser inframerah. Para peneliti telah menciptakan sumber panas pengganti termasuk laser hijau atau berkas elektron untuk mengatasi masalah ini guna meningkatkan kualitas metalurgi tembaga dan efisiensi pencetakan.
Meskipun menggunakan berkas elektron sebagai sumber panas, teknologi Selective Electron Beam Melting (SEBM) menyerupai SLM. yang lebih cocok untuk pencetakan tembaga 3D adalah berkas elektron karena memiliki reflektifitas yang lebih rendah terhadap tembaga dan kapasitas penetrasi yang lebih baik. Pengaturan vakum yang tinggi memungkinkan dilakukannya teknologi SEBM untuk meminimalkan oksidasi material dengan menggunakan lebih banyak daya untuk menjamin frekuensi pemrosesan yang lebih baik. Untuk pencetakan 3D bahan dengan reflektifitas tinggi seperti tembaga, SEBM adalah pilihan terbaik.
Teknologi Adhesive Jet (BJ) adalah teknik pembuatan aditif berbasis serbuk dimana komponen logam akhir diperoleh dengan terlebih dahulu merekatkan partikel serbuk dengan menyemprotkan perekat dan selanjutnya menghilangkan perekat dengan sintering atau pirolisis. Dengan biaya yang relatif rendah dan pembuatan komponen tembaga yang cepat dengan bentuk yang rumit, teknologi BJ dapat mencapainya. Namun karena adanya perekat, komponen tembaga yang dicetak BJ mungkin memiliki kepadatan dan kekuatan yang lebih rendah dibandingkan yang dicetak oleh SLM dan SEBM.
Teknik Selective Laser Sintering (SLS) cara kerjanya mirip dengan BJ hanya saja bahan yang digunakan merupakan kombinasi termasuk beberapa polimer dengan titik leleh rendah. Meskipun tembaga murni mungkin tidak memiliki efek pencetakan sebaik SLM dan SEBM, teknologi SLS dapat menghasilkan pencetakan 3D pada bahan paduan tembaga.
2.aplikasi dan tantangan pencetakan 3D tembaga
Teknologi pencetakan 3D Copper memiliki kemungkinan besar untuk digunakan di beberapa bidang. Di bidang elektronik dan teknik elektro, kumparan tembaga cetak 3D dapat, misalnya, meningkatkan kopling termal belitan secara signifikan, menurunkan kerugian, dan meningkatkan kinerja motor listrik. Memenuhi kriteria suhu tinggi dan kekuatan tinggi, komponen tembaga cetak 3D dapat digunakan dalam industri dirgantara untuk memproduksi radiator dan penukar panas, di antara komponen perpindahan panas. Selain itu, teknologi pencetakan 3D tembaga juga diterapkan secara luas di berbagai bidang termasuk perawatan kesehatan dan otomotif.
Namun, pencetakan tembaga 3D juga memiliki kesulitan tertentu. Pertama-tama, reflektifitas tembaga yang tinggi dan konduktivitas termal yang unggul menyulitkan sumber panas seperti laser atau berkas elektron untuk melelehkan bubuk tembaga secara efisien, sehingga mengurangi efisiensi pencetakan dan menantang kontrol kualitas metalurgi. Kedua, keuletan tembaga yang tinggi membuat tugas pasca-pemrosesan termasuk penghilangan bubuk menjadi lebih rumit. Selain itu, membatasi penggunaan tembaga cetak 3D di beberapa sektor juga karena biayanya yang cukup mahal.
3. Orisinalitas dan Kemajuan Teknologi Pencetakan 3D Tembaga
Para peneliti selalu mencari teknologi dan pendekatan baru untuk mengatasi kesulitan pencetakan 3D tembaga. Laju penyerapan laser dan intensitas tembaga dapat ditingkatkan, misalnya dengan memadukan atau memasukkan partikel heterogen. Penambahan nanopartikel lantanum heksaborida (LaB6) telah secara efektif memungkinkan pencetakan 3D tembaga berkekuatan tinggi dan sangat konduktif melalui upaya gabungan yang melibatkan tujuh universitas, termasuk Universitas Queensland. Tembaga murni yang diperkuat ini tidak hanya memiliki kualitas mekanis yang baik namun juga menjaga konduktivitas dan stabilitas termal yang baik, sehingga menawarkan konsep baru untuk pencetakan 3D tembaga.
Selain itu, penggunaan sumber laser baru termasuk laser hijau, lampu biru, dan lampu merah telah menghadirkan prospek segar pencetakan 3D tembaga berkat evolusi teknologi laser. Tembaga dapat membantu sumber laser ini diserap lebih baik, sehingga meningkatkan kualitas metalurgi dan efisiensi pencetakan. Bersamaan dengan perkembangan teknologi persiapan bubuk dan pasca perawatan baru, kemajuan teknologi pencetakan 3D tembaga juga didorong oleh mereka.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-in-orthopedic-implant.html