Ulasan Tentang Directed Energy Deposition

Ulasan Tentang Directed Energy Deposition – Directed Energy Deposition (DED) adalah salah satu dari 7 kategori proses Manufaktur Aditif . DED membentuk objek 3D dengan melelehkan material saat disimpan menggunakan energi panas terfokus seperti laser, berkas elektron, atau busur plasma. Sumber energi dan nozzle umpan material dimanipulasi menggunakan sistem gantry atau lengan robot. DED semakin banyak digunakan dalam manufaktur hibrida, di mana bahkan alas substrat dipindahkan untuk menciptakan bentuk yang kompleks.

directenergycentre – Meskipun dimungkinkan untuk membuat komponen dari awal, karena cara kerja teknologi DED; saat ini, sebagian besar digunakan untuk perbaikan dengan menambahkan material ke bagian yang sudah ada, seperti perbaikan bilah turbin. Directed Energy Deposition dikembangkan oleh Sandia National Laboratories pada tahun 1995 dengan nama LENS (Laser Engineering Net Shape) dan kemudian dikomersialkan oleh Optomec Design Company. Karena variasi dalam sumber energi dan penggunaan akhir, DED terkadang disebut sebagai laser metal deposition (LMD) , kelongsong laser 3D , atau fabrikasi cahaya langsung.

Baca Juga : Gugatan Class Action Diajukan Atas Biaya Keterlambatan Direct Energy

Jenis Directed Energy Deposition

Meskipun teknologi DED dapat digunakan untuk membuat komponen logam, keramik, dan polimer, teknologi ini banyak digunakan untuk membuat komponen logam. DED dapat diklasifikasikan ke dalam kelompok berikut berdasarkan sumber energi yang digunakannya untuk melelehkan material.

Sistem DED berbasis laser seperti sistem DED Laser Engineering Net Shape (LENS) Optomec menggunakan laser sebagai sumber energi utama.
Sistem DED berbasis berkas elektron seperti Sciaky’s Electron Beam Additive Manufacturing (EBAM) menggunakan berkas elektron untuk melelehkan bahan baku bubuk.
Sistem DED berbasis busur Plasma atau Listrik seperti proses DED Wire arc additive manufacturing (WAAM) menggunakan busur listrik untuk melelehkan kawat.

Teknologi pengendapan energi terarah juga dapat dibagi menjadi beberapa jenis berikut berdasarkan bahan baku yang digunakan untuk membuat bagian-bagiannya.

Sistem DED berbasis bubuk seperti Laser Engineered Net Shaping (LENS) atau Laser Metal Deposition (LMD) memberi makan bubuk melalui nosel dan meleleh dengan sinar laser atau sinar elektron.
Sistem DED berbasis kabel menyalurkan kabel melalui nosel dan menggunakan laser, busur plasma, atau berkas elektron untuk membuat kolam cair.

Bagaimana cara kerja Directed Energy Deposition?

Berbagai jenis sistem DED yang dibahas di bagian sebelumnya bekerja dengan cara yang sedikit berbeda. Namun, sistem DED laser berbasis bubuk dapat menjelaskan prinsip intinya.

Karena proses menciptakan kolam logam cair, proses DED biasanya terjadi di ruang tertutup rapat yang diisi dengan gas lembam untuk sumber energi laser dan busur atau ruang hampa untuk sistem berkas elektron untuk menghentikan oksidasi logam, terutama untuk bahan reaktif seperti Titanium.

Bagian tengah dari sistem DED tipikal adalah kepala nosel (gambar 2) yang terdiri dari sumber energi dan nozel pengiriman bubuk, yang menyatu pada titik deposit di mana sinar laser difokuskan. Kepala nozzle dipasang pada kepala CNC (Computer Numerical Control) multi-sumbu atau lengan artikulasi. Biasanya, platform build adalah bagian dari sistem CNC multi-sumbu, yang mencakup kepala nosel.

Kepala nozzle dan platform build dipindahkan menggunakan informasi CAD geometris untuk menghasilkan fitur geometris 3D.
Sinar laser melelehkan permukaan dan menciptakan genangan kecil material pada substrat pada titik awal di sepanjang jalur pembangunan.
Pengumpan memberi makan bubuk melalui nosel ke dalam kolam cair ini
Menggunakan informasi geometris CAD, kepala yang dikontrol CNC atau alas atau keduanya dipindahkan di sepanjang jalur pembuatan untuk membuat fitur bagian logam

Kesesuaian bahan

Umumnya, DED menggunakan logam dalam bentuk kawat atau bubuk. Namun, teknologi DED juga mampu menggunakan polimer dan keramik. Misalnya, Arevo membuat rangka komposit menggunakan polimer dan filamen dari serat karbon.

DED mendukung berbagai jenis logam karena logam apa pun yang dapat dilas dapat digunakan untuk membuat komponen melalui teknologi ini. Material yang biasa digunakan oleh berbagai produsen adalah sebagai berikut.

Aplikasi pengendapan energi terarah tipikal

DED sudah digunakan dalam industri utama seperti kedirgantaraan, pertahanan, minyak & gas, dan industri kelautan, misalnya, kerangka dan struktur pesawat terbang, komponen logam tahan api, perbaikan dan rekondisi peralatan bahan balistik dan, propulsi laut, dll.

Seperti proses pembuatan subtraktif lainnya, suku cadang yang dibuat menggunakan DED dapat diberi perlakuan panas, pengepresan isostatik panas, dikerjakan dengan mesin, atau diselesaikan dengan cara biasa apa pun, yang membuka berbagai aplikasi baru. Sebagian besar sistem manufaktur hybrid menggunakan DED dan semakin populer.

Keuntungan dan kerugian dari Directed Energy Deposition

Teknologi DED digunakan secara eksklusif dalam manufaktur aditif logam karena sifat prosesnya dan cocok untuk memperbaiki atau menambahkan material ke komponen yang ada.

Keuntungan DED

Laju pembuatan yang tinggi – Laju deposisi DED yang lebih tinggi pada resolusi yang relatif rendah berarti laju pembuatan yang lebih cepat daripada proses manufaktur aditif logam lainnya.
Bagian yang padat dan kuat – DED menciptakan bagian dengan kepadatan lebih tinggi sehingga sifat mekaniknya sama baiknya dengan bahan cor atau tempa.
Near net shape – Bagian dapat berada di dekat net yang memerlukan pemrosesan pasca minimal.
Dapat digunakan untuk perbaikan – Idealnya cocok untuk aplikasi yang membutuhkan tambahan logam pada bagian yang sudah ada sehingga cocok untuk aplikasi perbaikan
Rentang multi-material – Mesin DED terbaru memiliki kemampuan untuk memiliki beberapa bubuk atau wadah kawat yang berbeda yang memungkinkan untuk membuat komponen dengan paduan khusus
Bagian yang lebih besar – Bagian yang lebih besar dapat dibuat menggunakan DED. Misalnya, printer EBAM Sciaky memiliki kemampuan untuk mencetak komponen setinggi beberapa meter.
Penggantian bahan yang mudah – Karena bahan dimasukkan selama proses sesuai permintaan dari wadah bubuk terpisah, mudah untuk mengisi ulang atau mengganti bahannya.
Mengurangi limbah material – DED hanya menyimpan material yang dibutuhkan selama proses yang berarti lebih sedikit pemborosan dibandingkan dengan proses seperti powder bed fusion (SLS dan DMLS ), di mana platform full build harus diisi dengan bubuk logam

Kekurangan DED

Biaya modal tinggi – Sistem pengendapan energi langsung sangat mahal dibandingkan dengan sistem manufaktur aditif logam lainnya.
Resolusi build rendah – Komponen yang diproduksi menggunakan teknologi DED beresolusi lebih rendah dengan permukaan akhir yang buruk. Ini akan terlihat seperti coran pasir atau investasi dan membutuhkan pemrosesan sekunder seperti permesinan atau aqua blasting, menambah lebih banyak waktu dan biaya.
Tidak ada struktur pendukung – Karena bagaimana teknologi DED membuat komponen, struktur pendukung tidak dapat digunakan selama proses pembuatan, maka fitur seperti overhang tidak akan dimungkinkan.