rapid prototyping 4 -...

RAPID PROTOTYPING4

Aplikasi Rapid Prototyping Ada tiga tahapan pembuatan prototipe dengan teknik

rapid prototyping, yaitu :1. Tahap pra proses2. Tahap proses3. Tahap pasca proses.

Pemodelan geometrik umumnya akan digunakan pada tahap pra proses. Tahap pra proses adalah tahap dimana data masukan untuk pembuatan prototipe dipersiapkan.

Tahap ini akan sangat mempengaruhi kualitas dari prototipe yang dihasilkan. Apabila terjadi kesalahan pada tahap ini dan data masukkan yang dihasilkan tidak benar maka kegagalan dalam pembuatan prototipe besar kemungkinan terjadi.

Aplikasi Rapid Prototyping

Secara garis besar langkah-langkah yang dilakukan pada tahap pra proses adalah :

Aplikasi Rapid Prototyping

Data prototipe yang sudah berupa pemodelan geometrik baik yang merupakan pemodelan permukaan ataupun yang berupa 3D solid merupakan data awal pada tahap pra proses.

Data yang menggunakan pemodelan permukaan harus dipastikan bahwa semua permukaannya telah saling berhubungan sehingga mempunyai volume dan jika diberikan berat jenisnya, komputer dapat mengetahui massanya.

Aplikasi Rapid Prototyping

Pemodelan geometrik yang dihasilkan harus bersifat parametrik.

Banyak jenis software yang dapat digunakan untuk membuat pemodelan geometrik, diantaranya Inventor, Solidworks, Catia, Pro Engineering dan Uni Graphic.

Aplikasi Rapid Prototyping

Langkah selanjutnya adalah pengkonversian data dari bentuk arsip prt (part) menjadi bentuk arsip stl (stereolithography).

Stereolithography adalah merupakan interface dari sistem CAD ke mesin rapid prototyping.

Pemodelan geometri dari sistem CAD diterjemahkan kedalam bentuk 3D pada arsip stl yang dapat dibaca oleh mesin rapid prototyping.

Aplikasi Rapid Prototyping

8

Aplikasi Rapid Prototyping Contoh tampilan 3D model dan dalam bentuk arsip

stl

Contoh tampilan 3D model dan dalam bentuk arsip stl mesin rapid prototype (view layer by layer)

Aplikasi Rapid Prototyping

Bentuk arsip stl dapat berupa bentuk arsip ASCII atau binari.

Pada arsip ini terdapat kumpulan permukaan segitiga yang dapat menutupi permukaan sebuah 3D solid.

Arsip stl menggunakan kumpulan segitiga karena segitiga merupakan poligon yang paling sederhana.

Arsip stl diawali dengan huruf kecil “solid” dan diakhiri “end solid”.

Diantara kedua kata tersebut terdapat kumpulan segitiga yang mewakili permukaan suatu benda.

Aplikasi Rapid Prototyping

Aplikasi Rapid Prototyping

Pada setiap segitiga tersebut terdapat sebuah vektor normal yang mempunyai arah menjauhi permukaan benda dan mempunyai titik-titik x, y, z dari sebuah titik dalam ruang (vertex)

Sistem koordinat yang digunakan adalah koordinat Cartesian (kuadran 1) serta mempunyai nilai mengambang (floating point).

Aplikasi Rapid Prototyping

Keuntungan menggunakan arsip stl adalah mudah mengambil data-data 3D solid dari CAD. Karena arsip stl telah banyak digunakan oleh sistem CAD dan rapid prototyping.

Kerugiannya adalah ukuran arsip stl yang besar jika dibandingkan dengan arsip prt.

Aplikasi Rapid Prototyping

Perubahan dari pemodelan geometri dalam arsip prt menjadi pendekatan geometri dengan bentuk-bentuk segitiga dalam arsip stl seringkali tidak sempurna.

Ada beberapa kegagalah pendekatan segitiga pada bentuk pemodelan tertentu :1. Segitiga yang hilang atau terjadi celah.2. Degenerasi segitiga3. Segitiga overlap

Kegagalan Model Rapid Prototyping

Segitiga yang hilang/terjadi celah Pada kasus ini ada beberapa bagian dari pemodelan

geometrik tidak terwakili oleh bentuk segitiga. Hal ini disebabkan ada bentuk-bentuk tertentu yang

sulit untuk dibuat pendekatannya secara otomatis oleh software yang mengkonversi arsip prt menjadi stl.

Perbaikan harus dilakukan dengan cara manual atau dengan menggunakan software seperti STL View.

Segitiga yang hilang/terjadi celah

Degenerasi segitiga Pada kasus ini segitiga mengalami perubahan bentuk

secara otomatis jika menemukan bentuk kurva yang sulit untuk dikonversi ke dalam bentuk segitiga.

Dalam hal ini perlu diperiksa ulang apakah degenerasi ini akan menghasilkan perubahan besar pada bentuk prototipenya atau masih dalam daerah toleransinya.

Degenerasi segitiga

Segitiga Overlap Terkadang segitiga yang terbentuk tidak tepat

bersisian dengan segitiga lainnya melainkan menutupi sebagian bentuk segitiga di bawahnya.

Perbaikan dilakukan dengan cara mengubah ukuran segitiga yang menutupi segitiga lainnya.

Segitiga Overlap

Teknik Rapid Prototyping Setelah arsip stl diperiksa dan diperbaiki jika terjadi

kesalahan, maka langkah selanjutnya adalah melakukan pengirisan model kearah penampangnya.

Umumnya hampir setiap mesin rapid prototyping mempunyai fasilitas untuk melakukannya.

Oleh karena itu masin rapid prototyping dapat mengolah data yang masuk langsung dari bentuk arsip stl-nya.

Teknik Rapid Prototyping Pada dasarnya proses pembuatan prototipe pada

mesin rapid prototyping ini berdasarkan informasi dari hasil irisannya.

Mesin melakukan pengerjaan berdasarkan bentuk model pada setiap irisannya, dengan cara ini prototipe yang mempunyai bentuk yang kompleks dapat dikerjakan dengan mudah.

Setelah itu dilakukan penumpukan irisan secara terus menerus sampai membentuk model yang diinginkan.

Teknik Rapid Prototyping Hasil irisan dari model kemudian disimpan dalam

arsip cli (commond layer interface). Arsil cli adalah sebuah format universal untuk input

data geometri yang akan digunakan untuk membuat model produk dengan menggunakan metode Layer Manufacturing Technologies (LMT).

Bentuk arsip cli ada dua jenis yaitu arsip ASCII dan arsip stl-nya.

Jenis arsip cli yang dihasilkan oleh software STL View adalah jenis arsip ASCII.

24

Teknik Rapid Prototyping

Teknik Rapid Prototyping

Teknik Rapid Prototyping Arsip cli hanya berisi koordinat-koordinat kontur dari

model, padahal pada metoda cutting and glueing/ joining diperlukan juga koordinat-koordinat crosshatch yang akan mempermudah pembongkaran prototipe dari kotak pemegangnya.

Untuk itu dibuat program untuk membuat crosshatch pada bagian diluar model dan membuat simulasi gerak laser pada saat pemotongan.

Program yang dibuat adalah CLI View. Pada CLI View ditambahkan koordinat dari crosshatch dan disimpan dalam arsip crh.

Pemodelan geometrik merupakan dasar utama dari tahap pra proses.

Mengingat itu kemampuan dari software maupun perancang yang membuat pemodelan harus benar-benar dapat diandalkan sehingga kelebihan utama dari teknik rapid prototyping yaitu efisien biaya dan waktu pembuatan yang singkat dapat dicapai.

Teknik Rapid Prototyping

28

Teknik Rapid Prototyping Untuk tahap proses dilakuan sesuai dengan jenis

mesin rapid prototyping yang digunakan, untuk bahan dasar /material yang digunakan juga disesuaikan dengan kebutuhan model (small detailed part, presentation models, functional testing, medical implants, aerospace parts, etc…)

Untuk tahap pasca proses biasanya hanya dilakukan finishing surface ( penghalusan, pewarnaan, pemotongan, dll)