3d yazıcı malzemeleriGenel

3D Baskı Türleri

3d teknolojileri

Eklemeli Üretimi (Additive Manufacturing) veya 3D yazıcı, katman katman üzerine malzeme ekleyerek 3 boyutlu nesneler üreten teknolojilerin tanımlanması için kullanılan bir terimdir. Malzemeler teknolojiden teknolojiye değişebilir. Ancak, özel 3D (3 boyutlu) modelleme yazılımı ile birlikte bilgisayar kullanımı gibi tüm Eklemeli Üretimi için bazı ortak özellikler vardır. Bu süreci başlatmak için yapılacak ilk şey model taslağı oluşturmaktır. Daha sonra EÜ cihazı, taslak dosyasındaki verileri okur ve plastik, sıvı, toz filamanları katman katman bir yapı oluşturur.

Katkı Üretimi terimi, Hızlı Prototipleme (Rapid Prototyping), Doğrudan Dijital Üretim (Direct Digital Manufacturing), Katmanlı Üretim ve 3D Baskı gibi teknolojiler içerir. 3D yapıları ve nesneleri oluşturmak için geliştirilen farklı 3D baskı yöntemleri vardır. Bazıları günümüzde çok popüler, diğerleri ise rakiplerin hakimiyetindedir.

Bu makale aşağıdaki 3 boyutlu baskı teknolojilerine odaklanmıştır veya 3B yazıcı türünü anlatıyor denebilir:

  • Stereolithography (SLA) Stereolitografi
  • Digital Light Processing (DLP) Sayısal Işık İşlemesi
  • Fused Deposition Modeling (FDM) Füzyonla Tortulu Modellemesi
  • Selective Laser Sintering (SLS) Selektif Lazerle Kalıba Basma
  • Selective Laser Melting (SLM) Selektif Lazerle Eritmesi
  • Electronic Beam Melting (EBM) Elektronik Kiriş Eritmesi
  • Laminated Object Manufacturing (LOM) Laminasyon Nesne Üretimi

Stereolitografi (SLA)

Stereolitografi, nesnelerin 3D baskısını içeren projelerinizi uygulamak için kullanılabilecek bir 3d baskı yöntemidir. Bu yöntem, 3D baskı tarihindeki en eski olanı olmasına rağmen, günümüzde hala kullanılıyor. Bu yöntemin fikri ve uygulaması muhteşem. İster mekanik bir mühendis olun, parçanın tasarımına uygun olup olmadığını doğrulaması gereken bir kişi, ister yeni gelen bir projenin plastik bir prototipini yapmak isteyen tasarımcı olun, Stereolitografi sizin modellerinizi gerçek bir 3D baskılı nesneye dönüştürmenize yardımcı olabilir.

Bu yöntemin, 1986 yılında 3D Systems, Inc.’in kurucularından Charles Hull tarafından patenti alınmıştır. Baskı işlemi, sıvı plastiği katı 3D nesnelere dönüştüren, stereolitograf cihazı (SLA) olarak adlandırılan benzersiz şekilde tasarlanmış bir 3D baskı makinesini kapsar.

Çoğu 3D baskı tekniği, nesneyi işlemek için bilgisayar ortamındaki tasarım (CAD) dosyası gerektirir. Bu dosya, bir nesnenin boyutsal gösterimi hakkında bilgi içerir. CAD dosyası, bir baskı makinesinin anlayabileceği bir biçime dönüştürülmelidir. Stereolitografi ve diğer katkı üretim süreçleri için yaygın olarak kullanılan Standart Tessellation Language (STL) formatı vardır. Tüm süreç boyunca, baskı makinesinin kullandığı katman ile katmandan sonrasıyla birlikte, katman bilgilerine sahip olmalıdır.

SLA 3D yazıcı
SLA 3D yazıcı

 

SLA baskı makineleri, yüzeye bir miktar mürekkep ekleyen normal masaüstü yazıcılar gibi çalışmaz. SLA 3D yazıcılar, bir süre sonra sertleşerek katı cisimlere dönüşen sıvı plastik ile çalışırlar. Bu tip 3B yazıcılarla üretilen parçalar genellikle pürüzsüz yüzeylere sahiptir, ancak baskı kalitesi de SLA makinesinin kalitesine bağlı kalır.

Baskı işlemi birkaç adım içerir. CAD programında 3D modelinin yaratılmasından başlar, özel yazılım parçası CAD modelini işler ve her katman için bilgi içeren STL dosyası oluşturur. Her milimetrede en fazla kırk katman olabilir. Daha sonra SLA makinesi sıvı plastiğinden nesnenin katmanını oluşturmaya başlar.

Plastik sertleştikten sonra, yazıcının bir sıvı plastiği içeren kabının bir milimetre kadar nesneyi batırır ve lazer, baskı tamamlanıncaya kadar bir sonraki tabakayı oluşturur. Tüm katmanlar basıldıktan sonra, nesnenin bir çözücü ile durulanması ve daha sonra işlemeyi tamamlamak için bir ultraviyole fırına yerleştirilmesi gerekir.

Bir nesneyi yazdırmak için gereken süre kullanılan SLA 3d yazıcıların boyutuna bağlıdır. Küçük parçalar, küçük baskı makinesi ile 6-8 saat içinde basılabilir, büyük ölçülerdekiler ise üç boyutta birkaç metre olabilir ve baskı süresi birkaç güne kadar uzayabilir.

Stereolitografi, bir nesneyi üretmek için çok fazla zaman gerektirmediğinden ve diğer prototipleme yöntemlerine kıyasla maliyetin nispeten ucuz olması nedeniyle, nadir olsa da, prototiplemede yaygın olarak kullanılır.

sla resin 3d baskılar

Stereolitografi en eski 3D baskı teknolojisi olarak kabul edilmesine rağmen, birçok şirket hala projelerinin prototiplerini oluşturmak için kullanıyor. Prototipleme için bu yöntemi kullanmaya başlayan şirket, SLA makinelerini işletmelere ve üreticilere satıyor.

Ev 3D yazıcıların çoğu 3 boyutlu nesneleri üretmek için Eklemeli Üretimi (EÜ) işlemleri kullandıklarına rağmen stereolitografiyi kullanmazlar. Ancak bu teknolojiyle ilgilenen herkes, ev kullanımı için SLA makinesi satın alabilir ve bu işlemi kendi başlarına deneyebilir. Ev kullanımı SLA 3d yazıcı örneklerinden biri Formlabs tarafından oluşturuldu. Buna rağmen çoğunluk için uygun olmayabilecek fiyatta satıldığı için, ve teknolojiyle tanışma fasını atlamak adına 3D-baski.com müşterilere hizmetini sunar.

 

Dijital Işık İşleme (DLP)

Dijital Işık İşleme, stereolitografiye başka bir 3D Baskı işlemidir. DLP teknolojisi 1987 yılında Texas Instruments’dan Larry Hornbeck tarafından oluşturuldu ve Projektör üretiminde çok popüler oldu. Yarı iletken çip üzerine yerleştirilmiş dijital mikro aynaları kullanır. Teknoloji, film projektörleri, cep telefonları ve 3D baskı için geçerlidir.

3D baskı için DLP’nin yanı sıra SLA, fotopolimerlerle çalışır. Ancak SLA ve DLP süreçlerini tekdüze yapan şey farklı bir ışık kaynağıdır. DLP 3D amatörler için genellikle ark lambaları gibi daha geleneksel ışık kaynakları kullanılır. Diğer önemli işlem parçacığı ise, tek bir DLP işlemi sırasında yapı malzemesinin tüm yüzeyine uygulanan bir LCD’dir. Baskı için kullanılacak olan malzeme, şeffaf, kabına yerleştirilen, sıvı plastik reçinedir. Reçine büyük miktarda ışıktan etkilendiğinde çabuk sertleşir. Baskı hızı oldukça etkileyici. Sertleştirilmiş malzeme tabakası birkaç saniye içinde bu yazıcı ile oluşturulabilir. Katman bittiğinde, yukarı taşınır ve sonraki katman üzerinde çalışmaya başlanır.

sayısal ışık işleme diagramı

Bu baskının sonuçları sağlamdır ve mükemmel çözünürlüğe sahiptir. DLP üzerindeki SL’nin büyük bir avantajı, daha düşük maliyet ve daha az atık ile sonuçlanan, detay üretimi için de, kullanılacak daha az malzemedir. DLP durulama örnekleri Envision Tec Ultra, MiiCraft Yüksek Çözünürlüklü 3D yazıcı ve Lunavast XG2’dir.

 

Fused Deposition Modelling (FDM)

Erimiş çökelme modelleme (FDM) teknolojisi ilk kez 1980’lerde Scott Crump, Stratasys Ltd. kurucusu tarafından geliştirilmiş ve uygulanmıştır. Diğer 3D baskı şirketleri benzer teknolojileri farklı adın altında taklit etmiş. Günümüzde tanınmış bir firma olan MakerBot, Fused Filament Fabrication (FFF Filament Fabrication – FFF) adı verilen neredeyse özdeş bir teknoloji geliştirdi.

fdm 3d baskı türü
fdm 3d baskı türü

FDM’nin yardımıyla sadece fonksiyonel prototipleri değil, aynı zamanda konsept modelleri ve nihai son kullanım ürünlerini de yazdırabilirsiniz. FDM ile basılan tüm parçaların yüksek performanslı ve mühendislik dereceli termoplastik malzemelerde yer alabilmesi, makina mühendisleri ve geliştiriciler için çok faydalıdır. FDM, parçaların üretim kalitesinde termoplastikler üreten tek 3D baskı teknolojisidir, bu nedenle basılan ürünler mükemmel mekanik, termal ve kimyasal niteliktedirler.

FDM Teknolojisini kullanan 3 boyutlu baskı makineleri, termoplastik filamanın ısıtılması ve ekstrüzyonu (extrusion) yöntemiyle en alttan katman katman nesne oluşturur. Tüm süreç biraz stereolitografiye benzer. İlk olarak özel yazılım CAD modelini katmanlara ayırır ve yazıcının ekstrüdörünün (extruder) her katmanı nasıl oluşturacağını hesaplar. Termoplastik için bir yazıcı da destek malzemelerini çıkartabilir. Daha sonra yazıcı, erime noktasına kadar termoplastik malzemesini ısıtır ve nozül (nozzle) boyunca taban üzerine ekstrüze eder (bastırarak eritir), bu da hesaplanan yol boyunca bir inşa platformu veya bir masa olarak da adlandırılabilir. 3 boyutlu yazıcının bir bilgisayarı bir nesnenin boyutlarını X, Y ve Z koordinatlarına çevirir ve baskı sırasında nozül ve tabanı hesaplanmış yolu takip eder. Üst tabakayı desteklemek için yazıcı, baskı tamamlandıktan sonra çözülebilecek özel malzemenin altına yerleştirilebilir.

İnce plastik tabaka onun altındaki tabakaya bağlandığında, soğur ve sertleşir. Katman bittiğinde, taban, bir sonraki tabakanın oluşturulmasına başlamak için indirilir. Yazdırma süresi, yazdırılan bir nesnenin boyutuna ve karmaşıklığına bağlıdır. Küçük nesneler hızlı bir şekilde basılabilirken, daha büyük veya daha karmaşık parçalar daha fazla zaman gerektirir. Stereolitografiyle kıyaslandığında, bu teknik işlemede daha yavaştır. Baskı tamamlandığında, destek malzemeleri bir nesneyi su ve deterjan solüsyonuna yerleştirerek veya destek malzemesini elle kopararak kolayca sökülebilir. Daha sonra nesneler zımparalanabilir, boyanabilir veya kaplanabilir.

3d baskı tank oyuncağı

 

Günümüzde FDM teknolojisi, Hyundai ve BMW gibi otomobil şirketleri veya Nestle gibi gıda şirketleri gibi çeşitli sektörlerde yaygın bir şekilde yayılmaktadır. FDM, yeni ürün geliştirme, model konsepti prototipleme ve hatta üretim geliştirme için kullanılır. Bu teknolojinin kullanımı basit ve çevre dostu olarak kabul edilir. Bu 3d baskı yönteminin kullanımıyla karmaşık geometrik figürler ve boşluklarla nesneler oluşturmak mümkün hale geldi.

Parçaları yazdırmak için farklı türde bir termoplastik kullanılabilir. Bunların en yaygın olanları ABS (akrilonitril bütadin stiren) ve PC (polikarbonat) filamentlerdir. Suda çözünür balmumu veya PPSF (polifenilsülfon) dahil olmak üzere çeşitli örneklerde destek malzemeleri de bulunmaktadır.

3d basılı motor prototipi
3d basılı motor prototipi

Bu teknoloji kullanılarak basılan parçalar, prototiplerin test edilmesinde kullanılan baskı parçalarının kullanılmasına izin veren çok iyi ısı ve mekanik dayanıma sahiptir. FDM son kullanım ürünleri, özellikle küçük, detaylı parçalar ve özel üretim araçları üretmek için yaygındır. Bazı termoplastikler gıda ve ilaç ambalajlarında bile kullanılabilirç Ayrıca FDM’yi tıp endüstrisinde popüler bir 3D baskı yöntemi haline gelmiştir.

Bu 3D yazıcıların fiyatı, ebat ve modele göre değişir. Profesyonel olanlar genellikle 10.000 $ ve daha fazla paraya mal olurlar. Ev kullanımı için tasarlanan 3D Yazıcılar çok pahalı değil. MakerBot’un Çoğaltıcısı, Stratasys’in Mojo’su gibi birkaç model var. Bu modellerin fiyatı 1.200 ila 10.000 $ arasında değişiyor. Bununla birlikte, yeni başlayanlar için FDM 3D yazıcıların daha uygun fiyatlı sürümlerini sunmakta, fiyatı ısa yaklaşık olarak 300-400 $ arasında olabilir.

Ayrıca, 3B baskı veya DIY’lerin hayranları, kendi 3D yazıcılarını en baştan kurmaya tercih ederler. RepRap yazıcılar için çok çeşitli DIY kitleri ve parçalar sunan web siteleri var.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir