ANDALUARBIASA.COM

Oleh: Doharman Sitepu*

Beruntung sekali pada tanggal 6 November 2009 yang lalu, saya ‘dipaksa’ oleh seorang teman berkunjung ke sebuah perusahaan yang bergerak di bidang pengerjaan lembaran baja (sheet metal works). Saat itu jam menjelang pulang kantor, jadi saya merasa setengah terpaksa turut serta pada kunjungan tersebut. Namun karena hal itu berkenaan dengan project yang saya kelola, saya pun ‘memaksa’ diri sendiri ikut serta. Selanjutnya, yang kami bahas bukanlah bisnis sheet metal works-nya, melainkan usaha baru yang belum genap satu tahun. Perusahaan yang kami kunjungi itu mencoba menyasar pasar di Tanah Air dengan produk teknologi 3D Printing yang ditemukan oleh Objet USA tahun 1998.

Ceritanya, setelah menyudahi pembicaraan tentang sheet metal Works, kembali lagi (kali ini saya dan teman saya) ‘dipaksa’ melihat sesuatu oleh pemilik usaha yang ada di kawasan Lippo-Cikarang itu. Mereka adalah sole distributor-nya di Indonesia dan dengan antusias mempromosikan 3D printing. Mendengar kata 3D printing, saya pun berubah jadi antusias juga.

Setelah berbincang dan menyaksikan demo 3D printing, saya dapat berbagi tentang printer ini.Ternyata cara kerja printer ini persis seperti pembuatan kue lapis. Tintanya terbuat dari epoxy yang akan kering dengan cepat apabila terkena udara. Print head bergerak bolak-balik layaknya printer biasa, bedanya print head ini bekerja seperti mengecat lapis demi lapis (layer by layer), hingga terbentuk deposit yang sesuai dengan bentuk 3D data yang dikirim komputer.

Apabila Anda memiliki desain (part drawing) dalam format 3D data, misalnya design dari sebuah kunci Inggris, maka untuk memperoleh benda utuhnya Anda cukup mem-print benda tersebut. Kemudian dalam tempo tidak lebih dari 20 menit, jadilah “kunci Inggris” Anda, dan Anda dapat mengevaluasi kunci itu, baik dari sisi design graphics-nya, dimensinya, maupun uji mekanisnya. Karena hasilnya adalah berupa prototype skala satu berbanding satu, kecuali kekuatan kunci yang hanya terbuat dari epoxy itu, semua fungsi sudah mewakili aslinya, persis kunci Inggris.

Contoh lain, apabila kran air di rumah Anda rusak, dan Anda memiliki 3D data-nya, maka selang 20 menit kemudian Anda dapat mengganti kran air tersebut (tentu dengan tingkat kekerasan setara plastik/epoxy) dengan cara mem-print-nya. Setelah selesai di-print, cukup dibilas pakai air untuk pembersihan, dan siap dipakai. Itulah gambaran dahsyatnya alat ini. Masih banyak kegunaan alat yang satu ini, yang akan saya ulas selanjutnya.

Sebagai seorang engineer yang telah menekuni bidang design dan manufacturing komponen otomotif bertahun-tahun, saya merasakan bahwa babak baru akan segera tiba dengan adanya alat ini. Tapi, apabila saya salah ataupun ketinggalan informasi tentang hal di atas, maka saya minta maaf, berarti saya harus belajar lebih banyak lagi.

Berawal dari kebutuhan manusia akan berbagai macam produk dalam menunjang hidup sehari-hari, maka telah banyak cara (methods) yang telah ditempuh oleh manusia untuk mempermudah dan mempersingkat pekerjaan dalam merealisasi sebuah produk (products realization).

Katakanlah apabila seorang designer akan membuat dashboard sebuah mobil, ataupun men-design sebuah velg baru. Pada era pradigital, langkah awal yang dilakukan adalah membuat sketch dari product tersebut, kemudian setelah mengalami beberapa tahap pengkajian/pengujian di atas kertas (ferification), maka langkah selanjutnya adalah membuat moke-up 1-1 (satu banding satu) dari design tersebut. Sesuai dengan eranya, maka pembuatan pun dilakukan dengan cara manual. Biasanya dilakukan oleh ahli moke-up atau prototype. Mereka membuatnya dengan cara manual dibantu dengan alat atau mesin sederhana. Demikian juga bahan yang digunakan biasanya terbuat dari kayu ataupun bahan yang ringan dan mudah dibentuk. Langkah selanjutnya adalah melakukan fitting pada fungsi ataupun posisi part tersebut pada induknya. Apabila itu adalah dashboard, maka di-fitting pada posisi dashboard, dan apabila itu adalah velg, maka di-fitting pada roda kendaraan. Langkah selanjutnya adalah uji visual dan performance secara skala penuh. Dalam tahap ini dapat dilakukan uji gerak/mekanisme dari benda tersebut. Demikian juga akan dilakukan pengujian kelaikan visual, apakah sudah memadai ditinjau dari sisi marketing, safety, ergonomy, economic, dan lain-lain.

Dari beberapa tahapan ini, akan didapatkan feedback yang akan diumpankan kembali pada design awalnya. Apabila tahap design telah selesai, tibalah waktunya pada pembuatan alat bantu produksi. Untuk Otomotif biasanya disebut tahapan pembuatan tooling (tooling stages). Setelah tooling selesai dibuat, barulah mass production dapat dilakukan. Hasilnya, kita dapat merasakan kegunaan dari berbagai produk, mulai dari alat transportasi, electronik, kesehatan, pendidikan, dan home appliances lainnya.

Dapat dibayangkan betapa lamanya waktu yang dibutuhkan untuk mengembangkan (developing) sebuah produk. Mulai dari design concept pertama sampai dengan pengujianya, kemudian dilanjutkan dengan design concept kedua sampai pada tahap pengujian juga hingga dicapai design yang diinginkan (approved). Setelah itu masuk ke tooling stage, barulah mass production dapat dilakukan. Konon pada tahun 80-an membutuhkan waktu 5 tahun untuk mengembangkan sebuah kendaraan, mulai dari design sampai dengan initial mass production .

Era selanjutnya adalah dengan era Computer Aided Design (CAD). Penulis sewaktu duduk di bangku kuliah masih diajarkan CAD dua dimensi, yang penggunaanya sangat sukar dan kurang menarik. Pada 1985, IPTN sudah memakai software design yang masih berbasis 2D (dua dimensi) Crime 2.

Era berikutnya adalah penerapan software 3D (tiga dimensi). Di Indonesia dimulai pada tahun 90-an. Perkembangan software 3D pada dekade ini sangat ramai, bagaikan jamur di musim hujan. Developer software pada umumnya berasal dari Amerika dan Eropa. Sedangkan Jepang mengaku meninggalkan segmen bisnis ini akibat sengitnya persaingan. Mereka akhirnya memutuskan untuk focus pada manufacturing saja. Dalam hal urusan software untuk men-design mencukupkan diri sebagai user saja. Sebut saja misalnya Togo, sebuah software yang dikembangkan Toyota, yang akhirnya mereka sendiri tidak memakainya, dan malah memakai Pro-E untuk urusan desain mesin dan yang komponen bergerak, dan UG untuk komponen statis (keduanya buatan Amerika).

Untuk mendesain sebuah mobil pada era ini sangatlah singkat dibandingkan dengan zaman moke-up kayu. Pada umumnya verifikasi bentuk dan dimensi telah dapat dilakukan dengan bantuan komputer. Pada tahun 2000-an Jepang sebagai pioneer dalam dunia manufacturing otomotif meng-claim bahwa lead time pengembangan sebuah mobil cukup dilakukan dalam tempo dua tahun. Untuk itu mereka harus menyiapkan satu model baru setiap dua tahun. Manurut pengamatan pasar di Jepang, pada umumnya orang sudah segan membeli model yang telah berumur dua tahun. Oleh karena itu, pasarnya pun sudah menurun drastis pada awal tahun ketiga. Untuk menstimulasi pasar, maka dilakukan perubahan-perubahan di sana-sini, baik perubahan sebagian (minor change) maupun perubahan total (major change) pada sebuah produk.

Belakangan, untuk melayani semakin pendeknya lead time pergantian model, terutama otomotif, maka kemampuan untuk membuat prototype pun harus dapat mengimbangi. Maka untuk itu muncullah sebuah bisnis baru yang disebut rapid prototyping (pembuatan model kilat).

Berbagai macam cara ditempuh, mulai dari laser cutting, high speed machining, hingga 3D printing seperti yang sedang kita bahas.

Fungsi Lain 3D Printing

Kita akan membahas beberapa aplikasi dari 3D printing ini. Seperti telah dijelaskan di atas, mulai dari pembuatan prototype kunci inggris, kran air, turbine-impeller, hair-drier, velg, dashboard, sampai pembuatan enginee-block. Semua part yang disebut di atas adalah untuk konsumsi industri automotif, dan home appliances.

Satu lagi aplikasi yang luar biasa adalah dalam bidang kesehatan. Sebagai contoh kasus, untuk seorang pasien yang mengalami kecelakaan, sehingga mengalami retak pada tulang tengkorak kepalanya, dan membutuhkan penggantian pada bagian tulang yang retak tersebut. Langkah pertama adalah men-scanning tengkorak kepala yang bersangkutan dengan CT/MRI. Selanjutnya, data ini dikonversi ke dalam data yang dapat dibaca software 3D seperti Solidworks. Lalu dilakukan evaluasi di komputer, misalnya identifikasi bagian tulang yang harus dibuang, dan meng-copy bagian tersebut dengan pengganti (bisanya terbuat dari platina atau sejenis). Kemudian mengevaluasi assembly part pengganti itu terhadap mekanisme gerakan tulang rahang. Apabila pengkajian telah rampung, maka tibalah waktunya untuk mengevaluasi secara real melalui moke-up kepala, dengan jalan mem-print out data tersebut.

Setelah mendapatkan moke-up kepala hasil print, kita dapat melakukan evaluasi yang lebih tajam lagi ketimbang evaluasi virtual di komputer. Dari hasil evaluasi ini, maka ditemukanlah bentuk tulang pengganti yang telah dikaji dan diyakini paling sesuai terhadap si pasien. Setelah membuat 3D data dilakukan lagi print out untuk memperoleh model tulang pengganti. Selanjutnya model part ini dipesan pada ahli pembuat tulang pengganti.

Sekarang tibalah waktunya untuk melakukan operasi terhadap si pasien. Setelah bagian yang bermasalah dibuka, maka tulang pengganti siap untuk di-install pada tempatnya. Langkah selanjutnya tinggal menutup bekas operasi yang dilakukan. Praktis bukan? Lalu, apa bedanya dengan cara konvensional? Ya, operasi tidak perlu dilakukan dua kali. Biasanya operasi yang pertama dilakukan untuk mempelajari dan mengukur bagian yang rusak, sehingga dapat memesan tulang pengganti berdasarkan ukuran tersebut. Tapi, sering ditemukan masalah ketidaksesuaian bentuk dan ukuran antara tulang pengganti dengan tulang asli, karena kurang akuratnya pengukuran dan bentuk. Hal ini malah dapat mengakibatkan operasi yang berulang-ulang.[ds]

* Doharman Sitepu adalah seorang praktisi manajemen dalam dunia manufaktur pembuatan komponen automotif. Bidang yang didalami adalah Tooling Engineering dan Plant Improvement. Sekarang bekerja di kawasan Industri Jababeka-Cikarang sebagai Engineering Manager. Alumni AOTS Yokohama Kenshu Center-SMEs & Mold, Dies Industry, Alumni Workhsop “Cara Cerdas Menulis Buku Best-Seller” Batch XII.