2. İçindekiler
Tarihçe
Temel Özellikleri
Kullanım Alanları
Teknolojik Yönelimler
Baskı Yüzey Kalitesinin Arttırılması
Seçiminde Dikkat Edilmesi Gerekenler
Kaynakça
3. Tarihçe
1984 ; İlk 3D yazıcı, stereolithography (SLA) teknolojisi
kullanılarak Charles Hull tarafından geliştirildi.
1986; 3D yazıcılar üzerine 3D Systems adında ilk şirket kuruldu.
1988 ; 3D Systems tarafından üretilen, SLA-250 adında ilk yazıcı
tanıtıldı. Selective Laser Sintering (SLS) (Seçici Lazer Sinterleme)
ve Fused Deposition Modelling (FDM) (Erimiş Birikimli
Modelleme) teknolojileri bulundu.
1989; FDM teknolojisinin bulucusu Scott Crump tarafından,
Stratasys isimli 3D yazıcı şirketi kuruldu.
1993; Massachusetts Institute of Technology(MIT), 2 boyutlu
yazıcılarda ki Injet teknolojisini kullanarak yeni bir teknoloji
geliştirdi ve bu teknolojiye 3 Dimensional Printing (3DP) (3
Boyutlu Baskı) adı verildi. Bu teknoloji sayesinde renkli baskılar
yapılabilindi.
4. 1995 ; Z Corporation şirketi, MIT’ye lisans ücretini ödeyerek 3DP
teknolojisini kullandı ve 3D yazıcı satışına başladı. 1996; Stratasys
Genisys 3D Systems Actua2100 Z Corporation Z402 2005 ; Z
Corporation’un tasarladığı Spectrum Z510, yüksek çözünürlüğe sahip ilk
yazıcı tasarlandı. Ayrıca bu yazıcı renkli baskı özelliğinde sahiptir.
2007 ; Reprap ismi ile, açık kaynak kodlu 3D yazıcılar çıktı. Bunun
sayesinde 3D yazıcılara ulaşma ve onları geliştirme imkanı arttı.
2008 ; Object Geometries şirketi, Connex500’u geliştirdi ve bu ürün ile
aynı anda farklı malzemeler kullanılarak 3 boyutlu ürün
oluşturulabilindi. (Bu şirket 2012 yılında Stratasys ile birleşti.)
2009 ; Bu yıl itibariyle Makerbot ve 3D Systems’in geliştirdiği Cubify gibi
modeller ile ev tipi 3D yazıcılarda artış oldu ve devamında özelliklede
Kickstarter.com üzerinden desteklenen ve geliştirilen bir çok yeni marka
oluştu.
5. 2010 yılından sonra hız kazanan 3 boyutlu tarama ve baskı teknolojisi ilk
etapta tersine mühendislik uygulamalarında kullanılmak üzere
düşünüldü ve tasarlandı. Yani var olan bir nesnenin taranarak katı
modellemesinin oluşturulması ve daha sonra bu model üzerinde
istenilen değişiklikler yapıldıktan sonra baskı aşamasına geçilerek hızlı
ve ekonomik uygulama süreçleri elde edildi.
Günümüzde bir çok firma AR-GE faaliyetlerinin yanı sıra üretim kısmında
da 3 Boyutlu Yazıcıların kullanım aşamasına geçti.
6. Temel Özellikleri
o 3D Printer nasıl çalışır ?
3D yazdırma işlemi ilk olarak Software ile başlar, bunun için kullanılan belli
başlı programlar ise şu şekilde sıralanmıştır;
1. AutoCAD 3D
2. Solidworks
3. Catia
4. Rhino
5. Skect UP
6. Blender
7. Tasarım süreci bittikten sonra ürünler .STL (STereoLithography)
formatında kaydedilip bilgisayardan direk bağlantıyla veya aktarma
araçları vasıtasıyla 3D yazıcıya aktarılır.
Parçanın doluluk oranına göre sistem boş kalması gereken kısımları
atlayıp doldurması gereken kısımlarda baskı yaparak CNC tezgahların
aksine talaş kaldırarak boşaltmak yerine doldurarak parçayı tamamlar.
3D yazıcıların baskı sürecinde dikkat edilmesi gereken bir konu parçanın
büyüklüğü, kullanılacak sarfiyat malzemesi, doluluk oranları göz önüne
alınarak en uygun düzeyde ki baskı hızı , extruder ve tabla sıcaklığıdır.
Eğer baskı hızını çok arttırırsanız eriyik haldeki katmanlar da bulunan
lifler soğuyamadığı için sarkma yapacaktır. Bunun yanında sarfiyat
malzemesine göre extruder ve tabla sıcaklığını uygun olarak
seçmezseniz parçanın lif yapıları arasında birleşme ve extruder’ın
tıkanması gibi sorunlarla karşılaşabilirsiniz
Baskı sürecinden önce eğer ürününüzü tasarım amaçlı olarak değil de bir
sistem içerisinde kullanmayı düşünüyorsanız ve bu amaçla baskı
yapacaksanız dikkat etmeniz gereken en önemli kısım parça üzerine
gelecek kuvvet doğrultusunda parçayı yazıcının tablası üzerine
yerleştirmeniz gerektiğidir. Aksi taktirde iç yapıdaki ağ örgüsü ve kabuk
kısmında ki iç içe geçmiş olan ince lif yapıları birbirinden ayrılmaya ve
parçanın zarar görmesine neden olmaktadır.
8. Kullanım Alanları
3D Yazıcıların kullanım alanları ;
1. Hızlı Prototipleme
2. Sağlık
3. Sanat
4. Kuyum
5. Döküm
6. Moda
7. Oyuncak
8. Mimari
9. Teknoloji
10. Dental
11. Kalıplama
9. 1.Hızlı Prototipleme
Bir ürünün tasarım sürecinde sürekli olarak değişiklikler yapıldığı için
ürün üzerindeki parçaların imalatı zahmetli ve masraflı olmaktadır.
Fakat 3 boyutlu yazıcılar yardımıyla ürünün tasarımı sürecindeki
parçaların çok hızlı ve çok ekonomik şekilde üretilebilmesi ve sürekli
değişikliklere müsaade etmesi yönünden büyük kolaylık sağlamıştır.
10. 2. Sağlık
Robotik kolların tasarım sürecinin hızlandırılması ve ekonomik
olarak üretilebilmesinin yanında kişiye özel tasarımlar yapılarak
sağlık alanında kullanılmaya başlanmıştır. Son dönemde Biomedikal
Plastik (PLA) malzemeler yardımıyla vücutla tepkimeye girmeyen
yapay kemik gibi medikal ürünlerin 3 boyutlu yazıcılar tarafından
yapılmaya başlandı.
11. 3. Sanat
Tasarımı ve imalat süreçlerinin zorluğu nedeniyle bir çok sanatsal
çalışma bunların arasında özellikle ilkel metotlarla üretilemeyecek
seramik eserler 3D yazıcılarla imal edilmektedir.
12. 4. Kuyum
İnce detayların üretimi, karmaşık geometrilerin tasarımı ve üretim
esnasında ki kalıplama zorluğu gibi sorunların giderilmesine pratik
çözümler sunduğu için tercih edilmektedir.
13. 5.Döküm
Metal modellerin pahalılığı , ahşap modellerin ise neme karşı
dayanıksız oluşu ve tamiratının yapılamaması gibi bir çok olumsuz
durumların çözümünde tercih edilmektedir. Özellikle kum kalıba
döküm ve mum kalıba döküm yöntemlerinde kullanılır.
14. 6.Mimari
Mimari maketlerin tasarımı ve yapımı esnasında ihtiyaç
duyulan farklı özellikteki malzeme çeşitliliği , üretim süresi
gibi konularda kullanıcılara büyük kolaylık sağlamaktadır.
15. Teknolojik Yönelimler
3D yazıcıları birbirinden ayıran özellikleri sıralarsak eğer bunların
başında baskı teknolojileri ardından sarf malzeme gelir.
Bunların yanı sıra 3D yazıcılar arasında fiyat farkı oluşturan etmenler
baskı hızı , baskı boyutu ve hassasiyetidir.
Şuan piyasada 1000 tl’den 150.000 tl’ye kadar geniş bir fiyat
aralığında yazıcı olmasının sebebi de bu etmenlerdir.
16. 1. SLA Baskı Teknolojisi
Yüksek çözünürlükte ve yüksek hassasiyette ürünlerin üretilmesi için
tercih edilen baskı bu türünde yazıcının sarf malzemesi eriyik halde
bulunan bir reçinedir. Hareketli tablaya sahip olan yazıcı baskıya
başladığında kızılötesi ısınlarla reçine içinde katman katman
ilerleyerek reçinenin şekillenmesini sağlamaktadır. Sistemin sağladığı
en büyük avantaj ikincil yüzey temizliği işleminin olmamasıyken
baskı süresinin uzunluğu gibi birde dezavantajı mevcuttur.
17. 2. SLS Baskı Teknolojisi
SLA baskı tipine çok benzeyen bu yöntemde en büyük farklılık
kullanılan sarf malzemenin eriyik reçine halinde değil de toz halinde
olmasıdır. Baskıdan sonra ikincil temizlik işlemleri ve baskı süresinin
uzun olması gibi dezavantajlarının yanı sıra mukavemeti çok
yüksek parçaların üretimi için tercih edilir.
18. 3. FDM Baskı Teknolojisi
Günümüzde hemen hemen her yazıcı da en çok karşılaşılan baskı
türüdür. Bu yöntemde programdan alınan nümerik kontrol
kodlarını takip eden bir extruder’dan sürekli olarak nozzle
kalınlığına göre (1.75 mm , 2.85 mm ) lifler katmanlar üzerinde
bırakılarak oluşturulur.
19. 4. 3DP Baskı Teknolojisi
Yüksek hassasiyet , yüksek detay ve renkli baskıların
oluşturulmasında kullanılan bu yöntemde katmanlar toz
formundaki sarf malzemeden oluşturulur. Katmanlar arasında
sinterleme yapılarak toz haldeki sarf malzemeler arasında kuvvetli
bağlar oluşur.
21. Bu kadar çok çeşitli sarf malzeme olması ürünlerde aranan özellik
ihtiyacına göre gelişmiştir. Örneğin ;
1. GLASS filamentler şeffaf,
2. POLY (HİPS) darbe dayanımı yüksek,
3. PETG asit, baz, tuz ve kimyasallara dayanıklı,
4. ABS, ABS+ pürüzsüz yüzey,
5. TPU (FLEX) esnek v.b.
Gibi bir çok farklı özellikte sarf malzeme mevcuttur. Bu sarf
malzemelerin büyük bir bir kısmı geri dönüştürülüp tekrar
kullanılabilir.
22. Baskı Yüzey Kalitesinin
Arttırılması
3D yazıcıların sarf malzemelerinin çoğu polimer esaslı oldukları
için baskı sonunda ürünün yüzey kalitesini arttırmak için
kullanılan 2 yöntem vardır.
1. Aseton Banyosu
2. Buhar Banyosu
3. Hareketli Tabla
4. Otomatik Kalibrasyon
23. 1. Aseton Banyosu
Ürünün yüzeyindeki katman izleri , eğimli yüzeylerdeki basamak
oluşumlarını gidermek camsı bir yüzey elde etmek için uygulanan
bu yöntemde parça tamamen batırılabilecek miktarda asetonun
içerisine daldırılır ve en fazla 20 sn bekletilir. Daldırma esnasın da
aseton yüzeyinde beyaz renk de dağılımlar olduğunu
görebilirsiniz endişelenmenize gereken yok fakat bu yöntemin et
kalınlığını 0,1-0,2 mm aralığında etkileyeceğini unutmayın. Ve
eğer ürünü asetondan çok hızlı bir şekilde çıkarıp sallarsanız
yüzeyde dalgalanmalar oluşacaktır.
24. 2. Buhar Banyosu
Bu yöntemde ise parça yüzeyinde dalgalanma oluşumu daha az
olmasına rağmen et kalınlığındaki azalma daha fazla olmaktadır.
Bir kap içeririne 10-15 ml (parçanın büyüklüğüne göre arttırıla da
bilir) aseton , kap içerisine bir fan ve parçayı asmak için bir askı
kullanılır. Kapalı haldeki kap 80-90̊ C sıcaklıktaki tablanın
üzerinde en fazla 10 dakika bekletilip parça alınır.
25. 3.Hareketli Tabla
3D yazıcılarda son dönemde baskı kalitesinin arttırılması için
uygulanan bir diğer yöntemde nümerik kontrolle hareket
ettirilen baskı tablasıdır bu yolla titreşimlerden kaynaklanan
baskı hataları engellenmektedir fakat uygulamada çok tercih
edilmemekte bunun yerine daha rijit hareket eden tek bir servo
motorla 3 eksende ilerleyebilen hareketli extruder’lar daha
yaygındır.
26. 4. Otomatik Kalibrasyon
Tabla üzerindeki farklı yerlerde bulunan kalibrasyon noktaları
sayesinde son dönemde 45̊ eğimde bile düz baskı alınabilen
yazıcılar mevcuttur
27. Seçiminde Dikkat Edilmesi
Gerekenler
3D yazıcı alırken dikkat edilmesi gereken en önemli konu
kullanım ihtiyacının veya yazıcıdan beklentinin ne olduğu
Baskı hızı , hassasiyet , detay , sertlik , renkli üretim v.b. Gibi bir
çok konuda neye ihtiyacınız olduğunu dikkatle kararlaştırın.
Unutulmaması gereken bir konuda muhakkak bir özellikten ödün
verilmesi gerektiğidir yani çok hızlı bir baskı istiyorsanız
hassasiyetten , çok hassas bir baskı istiyorsanız hızdan ödün
vermeniz gerekecektir.
