Ada minat yang meningkat di kalangan produsen dari industri manufaktur dalam menggabungkan beberapa bagian menjadi satu bagian untuk menyederhanakan perakitan dan meningkatkan kualitas produk, beserta fungsionalitasnya.
Karena produk menjadi lebih kecil dan lebih kompleks dengan geometri dan rakitan yang menantang, maka semakin banyak pula minat untuk menggabungkan beberapa bagian menjadi satu. Hal ini dapat menyederhanakan perakitan dan juga meningkatkan efisiensi produksi.
Dalam banyak kasus, Additive Manufacturing (AM) adalah teknologi yang memungkinkan untuk membuat komponen gabungan tunggal untuk mengganti banyak/beberapa komponen, yang lebih cepat dan lebih murah daripada membuat komponen ini dengan mesin CNC dan mengencangkan, atau mengelasnya menjadi satu.
Ketika dilakukan dalam keadaan yang benar, menggabungkan beberapa suku cadang akan menghemat waktu dan biaya, serta meningkatkan kualitas dan umur panjang produk. Keuntungan lain dari penggabungan bagian adalah:
- Mengurangi Bobot
Menggunakan Additive Manufacturing, menggabungkan beberapa bagian menjadi satu bagian akan menghasilkan bagian yang lebih ringan, misalnya jika bagian logam diganti dengan satu bagian plastik, dengan sifat yang sebanding. Menggabungkan bagian juga akan menghilangkan kebutuhan untuk sekrup atau pengencang, dan membuat bagian akhir menjadi lebih ringan.
- Mengurangi Biaya Perakitan dan Kontrol Kualitas
Dengan bagian yang lebih sedikit berarti perakitan akan menjadi mudah dan memakan waktu yang singkat, produksi menjadi lebih cepat, mengurangi jam kerja, manajemen inventaris, dan memangkas biaya perbaikan. Produksi yang lebih cepat juga dapat menyediakan produk akhir ke pasar dengan lebih cepat.
- Limbah Material Lebih Sedikit
Penggabungan bagian biasanya dapat mengurangi jumlah bahan yang digunakan dalam suatu produk. Dengan Additive Manufacturing, jumlah material yang tepat harus digunakan, sehingga hampir tidak menghasilkan limbah material. Struktur kisi juga dapat menciptakan ruang terbuka di dalam produk. Selain itu, mempertimbangkan bahwa biaya terkait material adalah sekitar 40% dari total biaya produksi, maka penghematan yang dihasilkan dari penggabungan komponen/bagian menjadi signifikan.
- Peningkatan Keandalan
Menggabungkan banyak bagian menjadi satu bagian sangat mengurangi jumlah titik kegagalan potensial (titik kontak atau sambungan), dan mengurangi risiko kegagalan. Ini juga mengurangi biaya perawatan selama masa pakai produk.
- Peningkatan Kinerja
Pengoptimalan sebagian dapat menghasilkan produk yang lebih ringan dengan kinerja yang lebih baik. Properti yang dapat ditingkatkan termasuk aliran panas, rasio kekuatan-ke-berat, aliran fluida, fleksibilitas, dan penyerapan goncangan.
Mayoritas di Bidang Perakitan
Additive Manufacturing memungkinkan para insinyur untuk menggabungkan beberapa bagian menjadi satu bagian yang direkayasa dan dapat masuk dengan tepat ke dalam ruang yang lebih kecil, serta lebih menantang secara geometris dalam rakitan yang kompleks. Sebenarnya hal ini dapat menyederhanakan geometri dari bagian-bagian tersebut.
Namun tidak semua proses perakitan membutuhkan penggabungan bagian. Misalnya, tidak akan sepadan biaya produksi untuk menggabungkan dua bagian menjadi satu, akan tetapi jika menggabungkan 20 bagian atau lebih dan menjadi satu bagian, maka akan menghasilkan efisiensi dan penghematan yang jauh lebih besar. Satu suku cadang yang bobotnya lebih ringan bila dibandingkan dengan banyak suku cadang, akan sangat berguna dalam industri otomotif dan penerbangan untuk meningkatkan efisiensi.
Empat langkah utama untuk penggabungan bagian adalah:
- Pilih perakitan untuk penggabungan
- Gunakan desain generatif dan Finite Element Analysis (FEA) untuk menguji ratusan kemungkinan desain penggabungan, guna menemukan solusi terbaik untuk perakitan.
- Gunakan data dari poin No. 2 untuk mendesain ulang bagian dan mungkin rakitan untuk mengakomodasi geometri dari satu bagian baru (atau beberapa, tergantung pada kerumitan bagian dan letaknya dalam rakitan), serta modifikasi lain yang diperlukan untuk meningkatkan fungsionalitas.
- Uji ulang dan validasi desain dan suku cadang baru menggunakan Finite Element Analysis (FEA) untuk memastikan spesifikasinya apakah telah sesuai dengan persyaratan asli desain. Kemudian cetak 3D dari desain gabungan sebagai prototipe atau komponen yang siap diproduksi.
Lebih Banyak Kebebasan Dalam Desain
Desain generatif bila dikombinasikan dengan proses Additive Manufacturing, akan memungkinkan para insinyur untuk mendesain ulang rakitan mereka sebelumnya agar memiliki bagian/komponen yang lebih sedikit, yang dapat meningkatkan kualitas dengan mengurangi jumlah titik kegagalan potensial. Pada akhirnya dengan memiliki teknologi dan alat yang mereka butuhkan untuk menggabungkan rakitan dan mengurangi jumlah suku cadang, para insinyur dapat memperluas pemikiran desain mereka untuk menciptakan komponen atau produk-produk yang memiliki peningkatan fungsionalitas dan lebih hemat biaya.
Artikel ini disadur dari artikel milik The American Society of Mechanical Engineering. Baca artikel aslinya di sini.
