Jika Anda pernah memegang bagian model cetakan 3D dan mengetuknya dengan kuku, Anda mungkin memperhatikan bahwa suaranya berbeda dari mainan plastik mesin atau komponen logam tuang. Sebagai pemasok Suku Cadang Model Pencetakan 3D, saya selalu ditanya mengapa suara klik kecil itu sangat bervariasi tergantung pada apa yang kami cetak untuk klien, bahan apa yang kami gunakan, atau bahkan pengaturan pada printer kami. Hal ini tidak terjadi secara acak—sifat akustik komponen cetakan 3D merupakan gabungan dari teknologi yang kami gunakan, bahan yang kami pilih, dan struktur lapis demi lapis kecil yang kami buat. Mari kita uraikan ini, tidak ada jargon yang berlebihan, hanya barang nyata yang kita lihat setiap hari di toko kita.
Pertama, mari kita sederhanakan: sifat akustik di sini berarti bagaimana suatu bagian berinteraksi dengan suara—apakah bagian tersebut menyerap, memantulkannya, bergetar saat dipukul, atau menimbulkan bunyi gedebuk vs. ping keras? Setiap proses pencetakan 3D juga mengubah hal ini. Misalnya, saat kami menggunakan Layanan Pencetakan SLS untuk beberapa bagian, peleburan lapisan terjadi secara merata, yang mengubah suara jauh lebih banyak dibandingkan proses yang ikatan lapisannya lebih longgar. Saya akan mengaitkan pekerjaan kami yang sebenarnya di sini jadi ini bukan hanya teori, karena kami mengirimkan banyak komponen ini ke klien mulai dari pembuat perlengkapan audio hingga desainer prototipe yang peduli dengan suara komponen mereka.
Mari kita mulai dengan variabel terbesar: material. Ini adalah hal pertama yang ditanyakan klien ketika mereka mengirimkan komponen untuk sebuah proyek— “seperti apa suaranya?” Mari kita lihat material umum yang kita gunakan, dan bagaimana getaran akustiknya berubah. Sebagian besar komponen plastik kami berasal dari lini Prototipe Cepat Plastik ABS Layanan Pencetakan 3D kami, bukan? ABS adalah plastik keras dan familiar yang Anda lihat pada mainan atau trim mobil. Saat dicetak 3D dengan SLS atau SLA, komponen ABS memiliki struktur yang padat dan sedikit fleksibel karena lapisan-lapisannya melebur dengan rapat. Ketuk bagian pengujian ABS yang kecil, dan hasilnya akan menghasilkan ping yang tajam dan bernada tinggi—jauh lebih terang dibandingkan bagian cetakan 3D yang dibuat dengan, misalnya, TPU fleksibel. TPU licin, sehingga menyerap sebagian besar suara, sehingga ketukannya terdengar membosankan dan tidak bersuara, tidak ada nada tinggi sama sekali. Kami menggunakan casing TPU untuk earbud nirkabel baru milik klien pada kuartal terakhir, dan mereka secara khusus meminta suara lembut dan peredam bising agar ketukan tidak mengganggu mikrofon. Itu adalah sifat akustik yang berdampak langsung pada desain produk.
Lalu ada bagian logam—ini liar karena perilaku akustiknya sangat berbeda dari plastik. Saat kami mencetak komponen logam, kami kebanyakan menggunakan SLM (Selective Laser Melting) untuk bahan seperti baja tahan karat atau aluminium. Suku cadang Model Baja Tahan Karat Pencetakan 3D SLM yang kami kirimkan adalah logam padat dan padat tanpa celah antar lapisan (berkat laser bertenaga tinggi yang melelehkan setiap partikel sepenuhnya). Ketuk bagian SLM baja tahan karat yang kecil, dan akan menghasilkan bunyi yang dalam dan keras—mirip dengan bagian logam tuang, karena struktur lapisannya sangat mulus. Kami juga melakukan Pencetakan 3D Bagian Logam SLA Aluminium Baja Tahan Karat untuk suku cadang yang lebih kecil dan berpresisi tinggi, dan aluminium bahkan lebih terang daripada baja—densitasnya yang tinggi membuat ping menjadi sangat jernih, itulah sebabnya digunakan untuk hal-hal seperti jembatan gitar atau perangkat keras kecil yang mengutamakan kejernihan suara. Saya pernah mencetak prototipe aluminium untuk driver speaker, dan klien mengatakan tes pingnya sempurna karena mencerminkan jumlah suara yang tepat tanpa bergema.
Sekarang, bagian yang mengejutkan kebanyakan orang: tinggi lapisan dan isi. Bahkan jika Anda menggunakan bahan dan printer yang sama, seberapa tebal setiap lapisan dan seberapa penuh bagian dalamnya akan mengubah suara secara signifikan. Kebanyakan orang tidak berpikir tentang pengisian sampai mereka mengetuk suatu bagian dan terdengar hampa. Jika suatu bagian memiliki pengisi 10% (sangat jarang, seperti kisi-kisi dengan banyak celah udara), mengetuknya akan menghasilkan bunyi gedebuk yang mati dan berongga—seperti mengetuk cangkir busa. Kami mempunyai klien yang membuat model pajangan untuk museum, dan mereka tidak menyukai suara berongga tersebut, jadi kami menaikkan isi pengisi hingga 30% dan menambahkan lapisan atas dan bawah yang kokoh, yang membuatnya terdengar jauh lebih besar, seperti model kayu solid. Ketinggian lapisan juga penting: lapisan yang lebih kecil (0,1 mm vs. 0,3 mm) berarti permukaan dan struktur bagian dalam yang lebih halus dan menyatu lebih rapat, sehingga suaranya lebih konsisten dan reflektif. Kami menggunakan lapisan kecil untuk bagian yang memerlukan konsistensi akustik, seperti prototipe casing ponsel, karena pengguna akan mengetuknya berulang kali saat mengetik atau menggeser.
Tunggu, jangan lewatkan proses pencetakannya—di sinilah pekerjaan kami sebagai pemasok Suku Cadang Model Pencetakan 3D benar-benar terlihat. SLA (Stereolithography) menggunakan resin cair yang disembuhkan dengan sinar UV, dan lapisannya hampir tidak terlihat. Bagian SLA sangat halus dan padat, sehingga suaranya seperti plastik keras, ping yang jernih dan bernada sedang. SLS, sebaliknya, memadukan bubuk plastik dengan laser, dan permukaannya sedikit berpori (tetapi tidak kasar) dibandingkan dengan SLA. Bagian SLS terdengar sedikit lebih teredam dibandingkan SLA, karena celah kecil di antara partikel bubuk (bahkan partikel yang menyatu) menyerap sedikit energi suara. Kami membuat sejumlah braket plastik SLS khusus untuk perusahaan home theater tahun lalu, dan mereka memilih SLS secara khusus karena suara yang sedikit meredam mengurangi jumlah getaran yang melewati braket ke dinding teater—tidak ada dengungan yang mengganggu selama adegan film. Itu adalah contoh sempurna tentang bagaimana sifat akustik secara langsung memengaruhi produk fungsional, bukan hanya modelnya.
Masalah besar lainnya: penyelesaian permukaan. Banyak klien lupa bahwa perubahan pasca-pemrosesan juga terdengar. Kami melakukan hal-hal seperti mengampelas, memoles, atau melapisi bagian-bagian setelah pencetakan, dan hal itu mengubah cara bagian tersebut berinteraksi dengan suara. Bagian SLA yang mentah dan tidak dipoles memiliki sedikit kekasaran permukaan, yang menyerap suara pada tingkat mikro, membuat ping sedikit lebih membosankan. Poles bagian yang sama dengan halus, dan suara menjadi lebih terang dan lebih reflektif, karena lebih sedikit permukaan yang dapat memerangkap gelombang suara. Kami memiliki pembuat perhiasan yang datang kepada kami untuk membeli liontin logam kecil yang dicetak 3D, dan mereka menginginkan hasil akhir yang mengkilap dan halus yang juga menghasilkan bunyi lonceng yang jelas dan lembut saat diketuk—jadi kami memoles seluruh permukaannya, dan itulah yang mereka dapatkan. Tidak ada pekerjaan tambahan selain langkah pasca-pemrosesan untuk menyesuaikan getaran akustik.
Sekarang, mari kita bicara tentang kesalahpahaman umum. Banyak orang mengira “cetakan 3D” sama dengan “kosong dan terdengar murahan”, namun hal tersebut hanya terjadi jika Anda menggunakan pengisian rendah atau pengaturan printer yang buruk. Kami mencetak komponen logam padat dengan SLM yang suaranya sama bagusnya dengan logam mesin, dan komponen ABS dengan pengisian tinggi yang terdengar seperti plastik padat. Saya telah mengetuk braket baja tahan karat cetakan 3D yang kami buat bulan lalu, dan kedengarannya sangat kokoh, rekan kerja saya mengira itu sudah dicetak sampai saya memberitahunya. Kuncinya adalah mencocokkan metode dan bahan pencetakan dengan kebutuhan akustik bagian tersebut. Kami bekerja dengan klien untuk memilih Layanan Pencetakan 3D Prototipe Cepat Plastik ABS atau komponen logam SLM yang tepat berdasarkan kebutuhan akustik mereka, bukan hanya kekuatan atau biaya. Misalnya, jika klien memerlukan komponen yang menyerap suara (seperti sisipan rumah speaker), kami akan menggunakan TPU dengan pengisi tinggi dan hasil akhir matte. Jika mereka membutuhkan suara yang reflektif dan jernih (seperti prototipe alat musik), kami akan menggunakan aluminium dengan permukaan yang dipoles dari lini 3D Printing Metal Part SLA Aluminium Stainless Steel kami.
Bagaimana dengan aplikasi di luar perlengkapan audio? Kami telah mencetak model 3D untuk perusahaan arsitektur yang peduli dengan suara model saat Anda mengetuknya untuk menunjukkan jendela atau pintu. Model dengan dinding berongga (isian rendah) terdengar murahan, jadi kami menyesuaikan isi agar terdengar lebih substansial untuk presentasi. Kami juga telah mencetak komponen robot yang mengutamakan getaran—jika bagian robot terlalu beresonansi, hal ini dapat menyebabkan kebisingan yang mengacaukan sensor, jadi kami menggunakan bahan dengan sifat redaman atau menyesuaikan pengisi agar menyerap getaran, sehingga mengubah sifat akustik menjadi lebih baik. Itu bukan hanya hal yang bagus untuk dimiliki; itu urusan rekayasa fungsional.
Mari kita nyatakan pengalaman berbelanja kita, karena saya tidak ingin ini menjadi buku pelajaran. Bulan lalu, sebuah startup datang kepada kami dengan prototipe speaker Bluetooth portabel. Mereka memiliki komponen plastik SLA cetak 3D yang mengeluarkan gema nyaring saat diuji, dan mengganggu kualitas suara speaker. Kami mencoba dua hal: pertama, kami beralih ke komponen ABS yang lebih tebal dari lini Prototipe Cepat Plastik ABS Layanan Pencetakan 3D kami, dan kedua, kami menambahkan 25% pengisi dan lapisan busa di bagian dalam. Saat mereka mengujinya, gemanya hilang, dan nada pembicara jauh lebih hangat—semuanya karena kami menyesuaikan sifat akustik bagian cetakan 3D. Saat itulah saya menyadari betapa seringnya hal ini muncul, bahkan pada produk yang tidak ada hubungannya dengan suara.
Contoh lain: kami baru-baru ini mengirimkan sejumlah suku cadang Model Baja Tahan Karat Pencetakan 3D SLM ke klien dirgantara. Mereka membutuhkan braket kecil yang tidak bergetar di ketinggian, dan uji akustik adalah bagian dari proses persetujuan mereka. Baja tahan karat memiliki sifat redaman alami, namun struktur lapisan dari SLM membuatnya lebih stabil—sehingga ketika mereka menjalankan uji getaran, bagian tersebut tidak beresonansi, dan itulah yang mereka butuhkan. Ini adalah kasus penggunaan yang sangat spesifik, tetapi ini menunjukkan bahwa properti akustik lebih penting daripada sekadar produk audio.
Sekarang, jika Anda berpikir untuk mendapatkan komponen model cetak 3D, bagaimana Anda menggunakan informasi ini? Pertama, cari tahu perilaku suara apa yang Anda butuhkan: apakah Anda ingin suara tersebut memantulkan suara (terang, samar-samar) atau menyerapnya (membosankan, tidak bersuara)? Kemudian pilih bahan dan metode pencetakan. Jika Anda membutuhkan plastik, SLS cocok untuk sedikit meredam, SLA untuk cerah, ABS untuk seimbang. Jika Anda membutuhkan logam, baja tahan karat sangat dalam, aluminium cerah, dan SLM memberi Anda struktur mulus yang terdengar seperti logam mesin. Sebutkan juga kebutuhan akustik saat Anda memesan—kami tidak hanya mencetak komponen, kami membantu menyesuaikan pengaturan untuk mendapatkan suara yang Anda inginkan.
Pada akhirnya, sifat akustik komponen model cetakan 3D bukanlah suatu kekhasan teknologi—hal tersebut adalah sesuatu yang kami kendalikan setiap hari di toko kami, mulai dari bahan yang kami pilih hingga pengaturan pengisi dan lapisan. Sebagai pemasok Suku Cadang Model Pencetakan 3D, kami telah belajar selama bertahun-tahun bahwa meluangkan waktu untuk membicarakan suara (walaupun itu bukan hal pertama yang dibicarakan klien) membuat perbedaan besar dalam cara kerja produk akhir mereka.
Jika Anda sedang mengerjakan proyek yang mengutamakan suara atau getaran, atau Anda hanya ingin mendapatkan komponen model cetak 3D yang terdengar persis seperti yang Anda perlukan, jangan ragu untuk menghubungi kami. Kami dapat memandu Anda melalui pilihan terbaik, apakah itu Layanan Pencetakan SLS kami, Layanan Pencetakan 3D kami lini Prototipe Cepat Plastik ABS, atau penawaran Model Baja Tahan Karat Pencetakan 3D SLM dan Penawaran Bagian Logam Pencetakan 3D SLA Aluminium Tahan Karat. Kami di sini untuk memastikan komponen Anda bekerja sesuai keinginan Anda, secara akustik dan fungsional.
Referensi
- Gibson, I., Rosen, D., & Stucker, B. (2015). Teknologi Manufaktur Aditif: Pencetakan 3D, Pembuatan Prototipe Cepat, dan Manufaktur Digital Langsung (Edisi ke-2nd). Peloncat.
- ASTM Internasional. (2020). Metode Uji Standar Sifat Akustik Bahan Berpori Kaku. ASTM C423-20.
- Kruth, JP, dkk. (2018). Perilaku Akustik Bagian Polimer yang Diproduksi Secara Aditif: Pengaruh Parameter Proses dan Sifat Bahan. Manufaktur Aditif, 24, 387-395.
- Zhang, Y., dkk. (2021). Karakteristik Peredam Getaran Komponen Baja Tahan Karat Fabrikasi SLM untuk Aplikasi Dirgantara. Jurnal Proses Manufaktur, 64, 1122-1130.
