Metode cetak 3D baru terinspirasi Star Trek

Hasil pencetakan 3D menggunakan cahaya
Hasil pencetakan 3D menggunakan cahaya | Stephen McNally /UC Berkeley

Para peneliti berinovasi menciptakan mesin cetak tiga dimensi (3D) yang terinspirasi film Star Trek. Alat cetak bernama Replicator ini bisa membuat objek dalam satu tembakan cahaya, bukan tinta.

Teknologi pencetakan 3D telah eksis selama bertahun-tahun, tetapi sejauh ini perkembangannya tidak seperti yang diharapkan banyak pengamat industri. Salah satu masalah utama adalah pencetakan 3D makan waktu, bahkan untuk objek kecil.

Mesin cetak 3D bekerja dengan mencetak objek lapis demi lapis. Untuk objek yang lebih besar, proses itu bisa makan waktu berjam-jam atau bahkan berhari-hari. Objek yang didapatkan pada akhirnya juga masih perlu dirapikan.

Kini para peneliti di University of California, Berkeley, Amerika Serikat berusaha menyempurnakan hasil cetak 3D lewat inovasi baru, Replicator yang terinspirasi Star Trek.

Dalam pencitraannya, Replicator menghasilkan berbagai kebutuhan manusia kepada awak Starfleet. Tidak hanya keperluan selama menjelajahi ruang angkasa, terutama makanan dan minuman, tetapi juga suku cadang, dan seragam.

Tim UC Berkeley mengambil inspirasi mekanisme dasar mesinnya dari pemindaian computed tomography (CT). Pemindai CT menangkap gambar X-ray 2D pasien, dan kemudian komputer menyusun kembali irisan-irisan itu menjadi model 3D untuk memberi dokter tampilan di dalam tubuh. Replicator pada dasarnya menjalankan proses itu secara terbalik.

"Proses baru kami disebut Computed Axial Lithography (CAL), dan mencetak seluruh objek 3D menjadi bahan yang sekaligus peka terhadap cahaya," kata insinyur listrik dan asisten profesor UC Berkeley, Hayden Taylor, kepada Digital Trends.

Mesin pertama-tama memindai objek dari berbagai sudut yang berbeda dan memproyeksikan pemindaian ke dalam tabung menggunakan intensitas cahaya yang berbeda.

Tabung diisi dengan resin sintetis yang menjadi padat ketika dikenai cahaya intensitas tertentu. Dalam demonstrasinya, tim peneliti memamerkan mesin cetak 3D mereka dengan membangun versi mini dari patung "The Thinker" yang terkenal, ciptaan pematung Auguste Rodin.

"Jumlah cahaya yang diterima oleh titik mana pun (dalam tabung resin) dapat dikontrol secara independen," kata Taylor, sebagai salah satu penulis studi. "Di mana jumlah total melebihi nilai tertentu, cairan akan menjadi padat."

Para peneliti menggunakan di polimer cair yang disebut akrilat dicampur dengan molekul fotosensitif dan oksigen terlarut. Ketika cahaya disinari ke resin, senyawa fotosensitif menjadi diaktifkan, menghabiskan oksigen. Di area ini, polimer dari ikatan silang akan memadatkan resin.

Resin menyerap paket cahaya, yang disebut foton, dan mempolimerisasi atau mengeraskan ketika melintasi batas tertentu. Tautan ini membuat benda cetakan cahaya tampak hampir seperti plastik padat setelah selesai, dan cairan yang tersisa dihilangkan.

"Teknik kami hampir tidak menghasilkan limbah dan bahan yang tidak terpakai 100 persen dapat digunakan kembali," kata Hossein Heidari, seorang mahasiswa pascasarjana di laboratorium Taylor di UC Berkeley dan penulis pendamping dari karya tersebut.

Cara baru pencetakan 3D ini memberi ruang bagi lebih banyak fleksibilitas. Ia dapat mencetak objek pada objek lain misalnya, dan menciptakan objek yang dicetak dengan permukaan yang jauh lebih halus daripada mesin cetak 3D konvensional saat ini. Dapat bermanfaat untuk pembuatan komponen optik.

Para ilmuwan menyarankan metode mereka dapat digunakan untuk mencetak komponen medis. dari prostetik hingga lensa kacamata. "Replicator" juga dapat mencetak di atas objek yang sudah ada, seperti pegangan ke poros obeng logam.

"Fakta bahwa Anda dapat mengambil komponen logam atau sesuatu dari proses manufaktur lain dan menambahkan geometri yang dapat disesuaikan, saya pikir itu dapat mengubah cara produk dirancang," tambah Taylor.

Meski demikian Replicator belum bisa mengganti semua mesin pencetakan 3D yang saat ini digunakan. Sebab Replicator hanya bekerja pada objek skala sentimeter dan membutuhkan resin sintetis khusus untuk menghasilkan objek. Namun, setidaknya memiliki potensi nyata untuk menggebrak industri cetak 3D yang naik turun.

Studi ini diterbitkan dalam jurnal Science.

New 3-D printer transforms liquids to solid objects in minutes /UC Berkeley
BACA JUGA
Tanya Loper Tanya LOPER
Artikel terkait: SPONSOR