Ringkas: Peneliti UCL menemukan lattice triply-twinned untuk 3D print yang hingga 380% lebih kaku dan 279% lebih kuat tanpa tambahan material.
Tim peneliti dari University College London (UCL) mengembangkan struktur yang dapat dicetak dengan 3D print bernama lattice “triply-twinned”. Struktur ini diklaim hingga 380% lebih kaku dan 279% lebih kuat dibandingkan desain kubik biasa, dengan jumlah material yang sama.
Apa itu lattice triply-twinned?
Bentuk lattice baru ini menyerupai kepingan salju atau kaleidoskop. Lattice triply-twinned memiliki tiga bidang simetri cermin yang mengubah cara gaya bergerak melalui struktur tersebut. Studi yang diterbitkan di jurnal Advanced Materials ini menerapkan struktur kristal mikroskopis pada lattice rekayasa berskala makroskopis untuk mengubah cara beban ditanggung.
Dalam bidang rekayasa modern, salah satu tantangan yang terus muncul adalah menyeimbangkan bobot dengan integritas struktural. Komponen dari logam atau plastik padat dapat menjadi terlalu berat dan tidak efisien. Sementara itu, struktur lattice standar cenderung menekuk saat menerima beban sehingga kurang stabil dan kurang efisien secara mekanis.
3D print lebih kuat tanpa tambahan material
Untuk mengatasi masalah tersebut, tim UCL yang dipimpin peneliti David McArthur di bawah pengawasan Dr. Chu Lun Alex Leung mengadopsi konsep “crystal twinning”. Konsep ini membuat struktur kristal dicerminkan secara simetris pada bidang-bidang tertentu.
Dengan memasukkan tiga bidang simetri ke setiap unit lattice kubik, geometri tersebut membuat penyangga struktur meregang, bukan menekuk, ketika mengalami tekanan. Karena peregangan menyalurkan beban dengan lebih efisien, struktur akhirnya hampir tiga kali lebih kuat dan hingga 3,8 kali lebih kaku dibandingkan lattice konvensional, tanpa menambah material.
Cacat mikro dan orientasi pencetakan
Pencitraan juga menunjukkan bahwa cacat mikro, seperti pori-pori kecil atau permukaan yang kasar, sering menyebabkan retakan. Namun, performa keseluruhan lattice triply-twinned tidak terlalu sensitif terhadap cacat tersebut.
Tim peneliti juga menemukan bahwa mengubah orientasi komponen saat proses 3D print dapat mengurangi kegagalan yang berkaitan dengan cacat hingga setengahnya.
Temuan ini berpotensi berdampak pada berbagai komponen dan aplikasi hasil 3D print, terutama yang membutuhkan kekakuan dan kekuatan tinggi dengan bobot ringan. Namun, penerapannya masih bergantung pada validasi untuk material, metode pencetakan, ukuran komponen, dan standar aplikasi yang berbeda.
Hal yang diperlukan sebelum digunakan luas
Agar desain lattice baru ini dapat digunakan secara umum, perangkat lunak 3D print dan alat desain perlu menambahkan bentuk-bentuk tersebut. Produsen juga harus memastikan desainnya dapat bekerja dengan berbagai material, termasuk logam, plastik, dan material yang aman bagi tubuh manusia.
Selain itu, diperlukan aturan serta pengujian resmi agar para insinyur dapat memastikan desain ini aman dan andal ketika digunakan pada produk nyata. Setelah berbagai persyaratan tersebut terpenuhi, teknologi ini dapat beralih dari eksperimen laboratorium menjadi solusi yang digunakan di dunia nyata.
Dengan demikian, lattice triply-twinned menawarkan cara untuk membuat struktur 3D print lebih kaku dan kuat menggunakan jumlah material yang sama, tetapi penggunaannya secara luas masih membutuhkan validasi, dukungan perangkat lunak, serta standar pengujian.
Poin penting
- Lattice triply-twinned untuk 3D print
- Hingga 380% lebih kaku
- Hingga 279% lebih kuat
- Tiga bidang simetri cermin
- Orientasi cetak kurangi kegagalan
Sumber: https://www.makeuseof.com/new-discovery-makes-your-3d-prints-less-flimsy-for-cheaper/
