Apakah Pencetakan 3D dan Kenapa Ia Penting?

Oleh: Dr. Afida Ayob
Fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina
Universiti Kebangsaan Malaysia

Anda barangkali pernah mendengar tentang pencetakan tiga dimensi (3D) dalam beberapa tahun kebelakangan ini, apatah lagi ianya merupakan satu teknologi baru yang sangat menarik dan memiliki keupayaan yang luar biasa. Apakah ia sebenarnya?

Pencetakan 3D merupakan teknologi yang mengubahkan gulungan wayar plastik dan kepada apa juga objek yang anda mahukan. Kedengarannya seperti dalam filem fiksyen sains, bukan? Teknologi ini memang telah lama wujud, dan sangat mudah didapati – tetapi mari kita pecahkan teknologi ini kepada beberapa komponen utama.

Pencetak 3D adalah mesin yang terdiri daripada 3 komponen utama, iaitu paparan kawalan, alat penyemperit (extruder), dan plat atau pelantar binaan.

Paparan kawalan digunakan untuk berkomunikasi dengan mesin, dan anda boleh memberikan perintah untuk mencetak apa juga objek pada kad memori yang anda masukkan ke dalamnya. Alat penyemperit akan mengambil wayar plastik panjang (dipanggil filamen) dan memanaskannya sehingga menjadi sangat mudah dibentuk, lalu membenarkan pencetakan mengikut bentuk seperti diperintahkan oleh pengguna. Plat binaan adalah pelantar tempat penyemperit meletakkan bahan plastik ke atasnya sebagai hasil cetakan.

Semua komponen ini harus bekerjasama untuk mencetak sesuatu objek dalam tiga dimensi. Walaubagaimanapun, cara mesin ini bekerja tidaklah seperti bagaimana tangan kita membentuk sesuatu objek. Sebaliknya, pencetak akan membentuk objek secara berlapis.

Ini mungkin kedengaran seperti tidak masuk akal, tetapi, cuba bayangkan jika kita ingin membina sebuah kiub berbentuk kubus. Sebagai manusia, kita akan memotong 6 keping plastik berbentuk segiempat sama, dan melekatkan sisi-sisinya bagi membentuk sebuah kubus.

Pencetak 3D pula menggunakan pendekatan yang sangat berbeza. Pencetak akan melihat model sebuah kubus, dan memotongnya menjadi lapisan-lapisan yang rata. Kemudian, pencetak akan mula mencetak bahagian bawah kubus dan alat penyemperit akan melukiskan sebuah kotak menggunakan bahan plastik yang telah dipanaskan sehingga lembut. Alat penyemperit kemudiannya akan bergerak sedikit ke atas udara, dan melukiskan sebuah kotak plastik lain di atas kotak yang telah dilukis tadi. Proses ini diteruskan berulang-ulang sehingga sebuah kubus plastik yang padat berjaya dicetak.

Pencetak 3D menggunakan proses yang sama ini untuk apa saja objek yang anda mahukan. Hanya imaginasi sebagai batasan. Ia akan memotong dan mencetak model anda inginkan menjadi kepingan rata dan mencetaknya di atas satu sama lain.

Apakah yang boleh dihasilkan oleh pencetak 3D?

Ramai orang sudah mula memiliki pencetak 3D bersaiz kecil di rumah. Namun, terdapat juga pencetak 3D yang bersaiz sangat besar! Pencetak 3D sudah mula digunakan untuk membuat bahagian panel kereta, dan terdapat juga pencetak yang cukup besar untuk membina rumah dan jambatan! Semasa pandemik COVID-19 mula dikesan pada awal tahun ini, teknologi pencetakan 3D turut digunakan dalam pembinaan hospital lapangan di Wuhan, China dengan masa pembinaan hanya selama 10 hari sahaja! Walaupun mesin pencetak ini sangat besar, namun ia masih menggunakan prinsip yang sama digunapakai pada pencetak 3D yang kecil.

Beberapa industri kini sudah mula menggunakan pencetakan 3D untuk memperbaiki kehidupan harian kita, atau menjimatkan wang bagi membina prototaip dengan menggunakan model cetak 3D. Dalam industri perubatan, pencetak 3D telah digunakan untuk mencetak bahagian-bahagian anggota badan palsu, dan dalam bidang aeroangkasa dan pertahanan, pencetakan 3D juga telah digunakan bagi mencetak alat-alat ganti dalam bilangan yang sedikit dengan pantas.

Kebolehan mesin pencetak 3D membina rumah dan membantu menyelesaikan masalah dunia adalah sangat mengagumkan. Di saat ini, sepastinya anda sedang mula memikirkan apa yang anda boleh bina menggunakan pencetak 3D di rumah, dan bagaimana anda boleh mendapatkannya.

Berapakah kos pencetak 3D?

Pencetak 3D bersaiz kecil boleh didapati pada harga RM 500 (untuk model asas), sehingga beribu-ribu ringgit untuk model yang lebih canggih. Walaubagaimanapun, anda boleh mendapatkan pencetak 3D yang baik dengan bajet sebanyak RM 1000, cukup berpatutan untuk mesin yang boleh membuat apa saja yang anda mahukan. Bahan filamen pula boleh didapati dengan harga kurang daripada RM 100 untuk satu kilogram bahan.

Jika anda tidak mahu membeli pencetak 3D sendiri, anda juga boleh menggunakan servis pencetak 3D tempatan seperti yang terdapat di evolve3dprint.com, my3dshoppe.com, zelta3d.my, inventadore.com dan pebblereka.com.

Di mana anda boleh mencari sumber model 3D untuk dicetak secara percuma?

Terdapat banyak platform maya seperti Thingiverse, MyMiniFactory atau Pinshape yang menawarkan sumber percuma bagi ribuan model 3D daripada kereta mainan, patung permainan hinggakan kostum Iron Man bersaiz penuh!

Sudah tentu anda juga boleh merekabentuk model anda sendiri. Salah satu program yang popular untuk rekabentuk 3D ialah Tinkercad. Perisian Tinkercad adalah perisian yang sangat mudah digunakan dan membolehkan anda membina objek dalam ruang 3D menggunakan bentuk-bentuk yang mudah. Selepas anda selesai merekabentuk objek anda, anda boleh menyimpan dan mencetaknya. Perisian lain adalah seperti Cura, 3DPrinterOS dan 3D Slash.

Sekiranya anda berminat untuk belajar lebih lanjut mengenai pencetakan 3D, carilah program-program cuti sekolah yang berkaitan di tempat anda. Program sebegini membantu anda membina pemikiran kritis dan mengasah bakat kreatif untuk menyelesaikan masalah dunia sebenar melalui proses rekabentuk, dan sebagai medan latihan yang amat berguna untuk membentuk bakal jurutera masa hadapan.