Sejarah
Singkat 3D Printing
Pada awalnya 3D printing lebih dikenal dengan
istilah Rapid Prototyping, yaitu
sebuah proses dimana seorang Engineer akan
mendesign file CAD ( Computer Aided Design )lalu mengirimnya ke mesin untuk
membuat benda nyatanya. Tapi sayangnya material yang digunakan tidaklah cukup
kuat untuk disebut sebagai sebuah produk, lebih tepat disebut sebuah model
untuk menggambarkan bentuk nyatanya.
3D printing mulai berhasil ketika sebuah perusahaan
desain 3D menemukan material baru yang disebut nanocomposite, yaitu gabungan
dari berbagai material plastik dan besi. Sehingga kita dapat merasakannya
menyerupai besi dan pada tahun 1986, Charles W. Hull memiliki hak paten atas
teknologi 3D Printing.
Berdasarkan penemuan inilah sehingga 3D printing
sekarang ini dapat dimanfaatkan dalam banyak bidang, seperti membuat
bagan-bagian mobil yang rusak, membuat organ tubuh untuk aplikasi medis dan
sebagainya.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Cara
Kerja 3D Printing
Berikut
ini adalah teknik-teknik atau cara kerja 3D Printer:
1. Stereolithography
(SLA) adalah teknik pertama untuk 3D Printing. Caranya adalah menambahkan layer
terus menerus pada bahan photopolymer menuju keatas. Material yang digunakan
pada awalnya adalah liquid (cairan) dan akan mengeras ketika liquid tersebut terkena
sinar ultraviolet.
2. Digital
Light Processing (DLP) adalah teknik yang hampir sama dengan SLA yang membuat
bahan liquid mengeras dengan sinar ultraviolet. Tetapi, pada proses penyinaran
digital, objek pada awalnya berbentuk
liquid yang penuh. Sebagian dari liquid tersebut akan disinari, yang tentu saja
akan mengeraskan liquid tersebut, lalu objek yang mengeras akan tenggelam
kebawah dan menaikkan liquid selanjutnya. Proses ini terus menerus dilakukan
hingga objek 3D tersebut berhasil dibuat.
3. Selective
Laser Sintering (SLS) menggunakan tenaga yang sangat tinggi untuk menggabungkan
berbagai material, seperti plastik, gelas, keramik, dan metal menjadi output
3D.
4. Electron
Beam Melting (EBM) adalah proses dari 3D Printing untuk bahan metal. Prosesnya
di sebuah vakum dan memulai prosesnya dengan menyebarkan sebuah layer dari
metal powser (lebih sering menggunakan titanium). Electron beam akan mencairkan
powder menjadi layer yang keras. Objek yang dibuat dengan teknik ini akan
sangat kuat.
5. Multi
Jet Modelling (MJM) mempunyai cara kerja yang sama dengan inkjet printer. Ia
menyebarkan sebuah layer dari resin powder dan menyemprotkan sebuat lem yang
mempunyai berbagai warna dan akan mengeras pada satu layer. Multi Jet Modelling
sangatlah berguna karena sangat cepat dan mendukung penyediaan warna.
6. Fused
Deposition Modelling (FDM) menggunakan bahan nozzle yang dipanaskan dan akan
melelehkan bahan seperti plastik pada hasil outputnya. Nozzle tersebut akan
berpindah secara horizontal dan vertikal yang diatur oleh komputer. Ketika
material keluar dari nozzle, material tersebut akan mengeras.
7. Semua
aktivitas 3D Printing kebanyakan akan menggunakan STL File. STL File merupakan
format 3D modelling yang membuat 3D Printer melakukan tugasnya dengan nyaman
dan efektif untuk memotong objek dari layer pada saat print. Kebanyakan file
STL dibuat oleh Computer Aided Design (CAD).
8. Berbeda
dengan mencetak benda-benda mati, 3D Printer dengan material sel hidup
(bioprinting) akan mengeluarkan output berupa sel dan gel larut untuk mendukung
dan melindungi sel selama pencetakan. Semua sel keluaran bioprinters dari
kepala bioprint yang bergerak kiri dan kanan, bolak-balik, naik dan turun,
dalam rangka untuk menempatkan sel-sel persis di mana diperlukan. Selama
periode beberapa jam, ini memungkinkan obyek organik besar yang akan dibangun
dari banyak lapisan yang sangat tipis.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Kehebatan
dan Manfaat dari Teknologi 3D Printing dalam Bidang Kesehatan
Teknologi 3D Printing tidak hanya bermanfaat
dibidang industry saja, tetapi juga sangat bermanfaat dibidang kesehatan. Telah
banyak orang yang dapat merasakan manfaat dari teknologi terbaru ini. Berikut
ini adalah beberapa kehebatan dari 3D Printing:
1. Tangan
Robot
Tangan robot
diciptakan untuk membantu orang-orang yang tidak memiliki jari-jari tangaan.
Tangan robot yang dicetak menggunakan 3d printing ini dapat disesuaikan dengan
bentuk tangan pengguna tangan robot itu sendiri.
Salah
satu pengguna yang sudah merasakan kehebatan tangan robot ini adalah Liam,seorang
anak berusia 5 tahun yang mendapat hadiah terbaik dalam hidupnya. Hadiah
fungsional, berupa tangan kanan nyaman baru. Tangan ini dicetak menggunakan 3d
printer dengan menggunakan material plastic PLA, yang cukup kuat untuk
penggunaan sehari-hari Liam. Hal ini dikendalikan oleh gerakan pergelangan
tangan, lengan dan tangan melalui kabel dan return bungees.
Tiga
hari setelah menerima tangan barunya, Liam sudah bisa melakukan beberapa hal
dengan tangan kanannya, bermain bola di kamar, sama dengan apa yang anak
lainlakukan dengan usianya sekarang. Ia bahkan dapat mengambil sebuah objek
kecil dan sulit seperti koin!
Desain Robohand Liam dibagi secara
gratis di Thingiverse dengan lisensi publik-domain. Richard dan Ivan berharap
bahwa orang-orang yang tidak memiliki akses ke prosthetics komersial yang mahal
sekarang dapat menggunakannya secara gratis.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2. Rekonstruksi
Wajah
Empat tahun yang
lalu Eric Moger(60 tahun) pergi untuk operasi rutin guna menghilangkan polip di
hidungnya. Tapi kemudian Dokter menemukan tumor berukuran bola tenis bersarang
di belakang hidung dan mata kirinya. Cepat saja Eric didiagnosis menderita
Skuamosa Carsinoma Cell (SCC) dan dokter harus membuang sebagian besar dari
sisi kiri wajahnya, termasuk matanya, dengan tujuan untuk menyingkirkan kanker
itu. Bagian dari palet atasnya juga dihilangkan, dan itu membuat Eric tidak
dapat makan atau minum secara normal.
Kemudian
Eric bebas kanker, tetapi wajahnya rusak permanen karena operasi. Dia mulai
spiral ke dalam dan depresi, iamenolak untuk meninggalkan rumah dan menunda
pernikahan yang telah direncanakan dengan tunangannya, Karen.
Selama
empat tahun berikutnya Eric memiliki delapan operasi rekonstruksi gagal.
Sebagai usaha terakhir, ia setuju untuk tampil di sebuah reality show Inggris yangmempertemukannya
dengan seorang profesor bedah gigi Andrew Dawood dari London.
Dawood
menggunakan scanner digital untuk menangkap wajah Eric dan kemudian menggunakan
perangkat lunak digital untuk merancang sebuah topeng palsu. Virtual desain
disalin dari sisi kanan wajah Eric dan dibalik sehingga sisi kiri akan cocok.
Selanjutnya, Dawood menggunakan printer 3D untuk membuat cetakan nilon.
Proses desain dan percetakan
memakan waktu sekitar enam minggu. Dia merancang sebuah perancah yang bisa
dimasukkan ke dalam rongga wajah Eric untuk menenpelkan topeng di tempatnya dan
menciptakan implan mulut yang akan menutup mulut Eric dan memungkinkan dia
untuk makan dan minum secara normal.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Exoskeleton
Perkembangan
teknologi printer 3D saat ini telah mampu membuat lengan buatan untuk penyandang
cacat. Seorang gadis kecil berusia 2 tahun bernama Emma memiliki penyakit
langka yang dikenal sebagai Anthrogryposis.
Namun
kini gadis 2 tahun itu mampu menjalani aktivitasnya tanpa harus tergantung
dengan orang lain. Lantaran berkat hasil cetakan printer 3D yang diberi nama
Wilmington Robotic Exoskeleton atau WREX.
WREX (Wilmington
Robotic Exoskeleton) adalah hasil rapid prototyping yang dicetak dengan
teknologi printer 3D. WREX menempel pada tubuh penderita dan menggunakan pita
elastis dan pelat logam untuk memberikan kekuatan buatan agar dapat membantu
penggunanya bergerak atau menggerakkan anggota bagian tubuhnya.
WREX mampu
membuat bagian tubuh yang cacat menjadi bagian tubuh buatan yang normal dimana
hasil cetakan bagian tubuh tersebut bisa disesuaikan dengan ukuran penggunanya.
Selain itu WREX juga dapat di-resize atau diubah ukurannya sesuai kebutuhan dan
di print ulang. Sejauh ini sudah 15 anak yang menggunakan WREX termasuk Emma.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
4. Rongga
Trakea
Kaiba lahir di
Akron, Ohio dengan cacat lahir yang disebut tracheobronchomalacia, suatu
kondisi yang menyebabkan saluran udara sering runtuh, sering mengakibatkan
Kaibasama sekali tidak dapat bernapas. Kondisinya akhirnya menjadi kritis dan
ia dilarikan ke University of Michigan Medical Center di mana dokter Glenn
Green dan Scott Hollister menggunakan 3-D printing untuk membuat belat untuk
menahan napas Kaiba agar tetap terbuka.
Green,
profesor THT pediatrik, mengatakan pemikiran di balik obat Kaiba adalah
menemukan cara untuk menggantikan trakea Kaiba untuk sementara. "Kaiba
memiliki tracheobronchomalacia terburuk yang pernah kulihat pada bayi,"
kata Green. Sekitar satu hari setelah Kaiba dibawa ke Ann Arbor, Hollister,
profesor bedah mulut dan profesor teknik biomedis, mampu membangun belat atas
trakea Kaiba menggunakan printer 3-D, sebuah perangkat yang menggunakan sistem
laser-centering untuk mengukir benda-benda fisik yang dirancang pada komputer.
Keduanya, Green
dan Hollister mengatakan efeknya terbilang cepat dan paru-paru Kaiba mulai
mengembang dan mengempis secara normal. Belat Kaiba ditempatkan di luar trakea,
dan terbuat dari bahan biodegradable yang akan larut setelah jaringan itu
tumbuh dan sehat.
5. Meramalkan
penyakit dimasa depan
90 tahun lalu
arkeolog asal inggris howwald carter membongkar mumi mesir, yang sampai
sekarang masih awet dan utuh. Proses pembongkaran peti mati mumi membutuhkan
kerja yang super hati-hati. Namun kini arkeolog dapat meminimalisir kerusakan
mumi asli dalam peti, yaitu dengan cara memindai isi dalam peti yang
selanjutnya di cetak menjadi patung mumi plastic berukuran sama, dengan
menggunakan 3D Printer. Kehadiran 3D Printer diharapkan juga mengungkap
informasi lebih tentang mumi mesir yang misterius, seperti penyakit yang
diderita di masa lampau yang dapat membantu meramalkan penyakit di masa depan.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
6. Bioprinting
Bioprinting
adalah suatu teknologi pembuatan organ atau jaringan tubuh makhluk hidup buatan
dengan menggunakan divais 3D printing. Tujuannya dalam jangka panjang adalah
untuk menggantikan organ atau jaringan tubuh yang rusak.
Pada
2002, Professor Makoto Nakamura, seorang dokter, menyadari bahwa printer jet
dapat menghasilkan ribuan sel per detik, sebagai ganti dari tinta, dan
membangun organ dalam 3D. Di tahun 2008, Nakamura berhasil membuat biotubing,
semacam pembuluh darah, dengan printer jet.
Selain Nakamura, pada
2008, Professor Gabor Foracs dari Organovo mencoba bioprinting pembuluh darah
dan jaringan untuk jantung dari sel ayam dengan menggunakan printer yang
memiliki 3 head. Ketiga head masing-masing berisi sel jantung, sel endothelial,
dan kolagen sebagai kerangka.
Bagaimana
proses bioprinting?
Tahap
persiapan / desain:
Citra dari MRI maupun
CT scan dapat digunakan untuk mendapatkan gambaran detail mengenai jaringan
atau organ yang akan dicetak dengan bioprinting. Selanjutnya dibuat secara
detail lapisan demi lapisan organ atau jaringan yang akan dicetak, termasuk
jenis sel yang ada di tiap lapisan tersebut, dengan menggunakan software
khusus.
Tahap
printing:
Proses printing
dilakukan dengan mencetak biopaper, yang terbuat dari kolagen, gelatin, atau
hydrogel lainnya, sebagai kerangka pendukung terlebih dahulu. Kemudian, sel
tubuh yang akan dicetak pada lapisan pertama dicetak pada biopaper. Lapisan ini
kemudian harus dikeringkan dengan menggunakan sinar UV sebelum diberi lapisan
biopaper dan lapisan sel tubuh lainnya. Demikian seterusnya dilakukan hingga
seluruh lapisan dari desain yang telah dibuat tercetak dan membentuk jaringan
maupun organ yang utuh.
Nantinya lapisan biopaper dapat
dihilangkan dan lapisan sel yang telah dicetak akan menyatu secara alamiah
dalam beberapa waktu.
Source:
http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing
http://www.printer3d.co.id/printer-3d-siap-rambah-indonesia-dengan-hasil-yang-non-konvensional/
