<img height="1" width="1" style="display:none" src="https://www.facebook.com/tr?id=528801057286801&amp;ev=PageView&amp;noscript=1">
  1. Home
  2. Wiki / Nasıl Yapılır?
  3. 3D Printing
  4. 3D printing nedir? 3D yazıcılar nasıl çalışır?
  1. Home
  2. Wiki / Nasıl Yapılır?
  3. 3D printing nedir? 3D yazıcılar nasıl çalışır?

3D printing nedir? 3D yazıcılar nasıl çalışır?

3D Printing ingilizcede Additive Manufacturing ile eş anlamda kullanılmaktadır. Türkçe çevirisi olarak 3d yazıcı teknolojileri ve eklemeli üretim olarak tercüme edebileceğimiz üretim teknolojisidir.

3d yazıcı, bilgisayar ortamında tasarlanmış 3 boyutlu bir modeli fiziki gerçek bir nesneye üretmenizi sağlayan cihazdır. 3d yazıcılar, bu fiziki nesneyi de ince katmanları ekleyerek üretmektedir.

3d yazıcılar nasıl çalışır?

Üretimde herşey önce bilgisayarda tasarlanmış bir 3 boyutlu model ile başlıyor. Bu 3 boyutlu model bilgisayarda ince katmanlara bölünüyor ve 3d yazıcıya bu katmanları oluşturması için komutlar veriliyor. Bu şekilde ince katmanlardan oluşan bir gerçek nesne elde ediliyor.

Bütün 3d yazıcılar malzemeyi katman ekleyerek üretim yaparlar. Fakat, 3d yazıcılar bu eklemeleri yapmak için kullandıkları teknoloji ve malzeme ile ayrışırlar.

Tarihçe – 3d yazıcı geçmişi nedir?

Birçoğumuz tarafından yeni bir teknoloji olarak adlandırılsa da, aslında 3d yazıcı teknolojileri 30 yılı aşkın bir süredik gelişmektedir.

ABD’de 1983 yılında Chuck Hull Steleolitography (SLA) teknolojisini icad etmiştir. SLA teknolojisininin patentinde o dönem, “UV ile sertleşen malzemeyi üst üstte ekleyerek katı nesneler oluşturma cıhazı” olarak tanımlamıştır.

İlk SLA 3D yazıcı - Chuck Hull
İlk SLA 3D yazıcı – Chuck Hull

2009 yılına kadar 3d yazıcı teknolojilerin patentleri birkaç firmanın bünyesindeydi. 3D Systems ve Stratasys gibi patentleri ellerinde tutan bu firmaların 3d yazıcıları yüksek fiyatlara satılmaktaydı.

Fakat 2009 yılında, FDM teknolojisinin patenti, artık 25 yıllık tek kullanım dönemini yitirdi. Birçok firma yasal sorunla karşılaşmadan FDM teknolojisini kullanarak yeni 3d yazıcı üretimine başladı. Yeni 3d yazıcılar hem daha kullanışlı hemde çok daha uygun fiyatlardaydı. Bir zamanlar 200 bin dolar olan teknolojinin 3 bin dolar seviyelerine düştüğünü gözlemledik. Birçok sektörde pratik çözümler sunan 3d yazıcılar hızla yaygınlaşarak 2015 yılı olarak 300 bin adetin üzerinde kullanılmaktadır.

3d yazıcı ile üretimin artı ve eksileri nedir?

3d yazıcı teknolojileri son 30 yılda hızla gelişti ve birçok malzeme ile üretim olanağı sağlayarak birçok uygulama alanı için pratik çözümler sunmaktadır. Fakat 3d yazıcılar eklemeli üretim tekniğini kullandıkları için geleneksel kalıp ile yapılan üretim tekniklerine göre farklılıklar göstermektedir.

3d yazıcı teknolojisinin avantajları:

  • Kompleks tasarımlar üretme imkanı sağlar: Geleneksel yöntem ve kalıp ile üretemiyeceğiniz tasarımları çok rahatlıkla 3d yazıcılar ile üretebilirsiniz.
  • Kalıp maliyetine ihtiyaç duymadan, çok ucuz fiyatlara üretim yapmanızı sağlar,
  • Hızlı prototip üretimi için idealdir ve pazara hızlı ürün çıkartmanızı saplar,
  • Her üretimi kişiselleştirme ve özelleştirme imkanı sunmaktadır: Herhangi bir kalıp kullanılmadığı için, her ürettiğiniz parçayı özelleştirme imkanınız var.
  • Malzemede kullanımında çok az fire verir.

3d yazıcı kullanımın dezavantajları:

  • Yüksek adetli (10,000 ve üzeri adetlerde) üretim yapıldığında, kalıp kullanımı daha ucuzdur
  • Kısıtlı malzeme seçeneği mevcut olduğu için belirli uygulamalarda yeterli mukavemet ve ısı dayanımı sunmayabilir.

3d yazıcı teknolojileri

3d yazıcı teknolojilerini aşağıdaki gibi gruplandırabiliriz:

  • FDM Teknolojisi: Fused Deposition Modeling teknolojisi katmanları oluşturmak için malzemeyi akıtmaktadır.
  • SLA ve DLP Teknolojisi: SLA (Steleolithography) ve DLP (Digital Light Processing) teknolojileri sıvı bir fotopolimer malzemeyi ışık ile katılaştırarak katmanları oluşturmaktadır.
  • SLS Teknolojisi: Selective Laser Sintering (SLS) teknolojileri toz halinde olan malzemeyi lazer kullanarak katman birleştirmesini yapmaktadır.
  • PolyJet ve MultiJet Teknolojisi: Stratasys ve 3D Systems tarafından patenti bulunan bu teknolojilerde, kağıt inkjet baskı teknolojisine benzer bir şekilde, mürekket püskürtmek yerine UV ile kürlenen malzeme püsküterek katmanlar oluşturulmaktadır.
  • Binder Jetting Teknolojisi: Renkli baskılarda kullanılan bu teknolojide, SLS teknolojisine benzer bir şekilde katmanlar alçı tozundan oluşturulmaktadır. SLS de kullanılan lazer yerine yapıştırıcı (binder) bir malzeme ile tozlar birleştirilmektedir.

FDM Teknolojisi

FDM (Fused Deposition Modeling) teknolojisi en çok yaygın olarak kullanılan 3d yazıcı teknolojisidir. FDM 3d yazıcılarında kullanılan malzeme, filament adı verilen, rulo olarak sarılmış sert bir termoplastikdir. Filament sıcak bir nozzle uçtan geçerek 0.4 mm gibi kalınlığa inceltilir ve bu ince plastik ile katmanlar oluşturulur.

FDM 3d yazıcı nasıl çalışır?
FDM 3d yazıcı nasıl çalışır?

Termoplastik filament olarak birçok malzeme olanağı sağlayan FDM 3d yazıcıları ile ABS, PLA, PET, HIPS, Nylon, PCABS, ULTRAT, Karbon Fiber gibi birçok malzeme ile üretim yapılabilirsiniz.

Aşağıdaki videoda Zortrax M200 FDM 3d yazıcının çalıştığını görebilirsiniz:

SLA ve DLP Teknolojisi

SLA (Steleolithography) ve DLP (Digital Light Processing) teknolojileri Ultra-Vioet (UV) ışığında kürlenen ve sertleşen sıvı reçine kullanmaktadırlar. Buna göre, SLA ve DLP 3d yazıcıları sıvı reçineden katmanları oluşturarak çok hassas bir şekilde üretim yapabilmektedir.

SLA ve DLP 3d yazıcılarında üretim tablası genellikle ters mantıkla yukarıda bulunmaktadır ve üretim “yarasa” gibi ters yapılır. Reçine tankı ve tabla arasında bulunan ince boşluğa (25 mikron kalınlığında) gelen reçine UV ışığı ile kürlenerek katmanlar oluşturulur.

SLA 3d yazıcı çalışma prensibi
SLA 3d yazıcı çalışma prensibi
SLA teknolojisinin avantajları

SLA 3d yazıcılar çok ince lazer kullanılarak kürleme yaptıkları için baskı hassasiyeti ve yüzez kalitesi çok yüksektir.

SLA Teknolojisinin en çok kullanıldığı alanlar:

  • Hassasiyet ve pürüzsüz yüzey gerektiren prototip üretimi
  • Döküm gerektiren parçalar
  • Dental uygulamalar
  • Kuyumculuk

Aşağıdaki videoda Formlabs Form 2 SLA 3d yazıcısının çalışma prensibini izleyebilirsiniz:

SLS Teknolojileri

SLS (Selective Laser Sintering) teknolojileri ile çalışan 3d yazıcılar toz halinde olan malzemeyi lazer ısısı ile eriterek katmanları üretirler. SLS teknolojilerinde nylon, poliamid veya metal tozu kullanılabilmektedir.

Tozlu malzeme birleştirildiği için SLS ile üretilen parçaların yüzeylerinde toz halinde pürüzler oluşmaktadır. Daha çok endüstriyel uygulamalarda kullanılan SLS 3d yazıcıların destek kullanımına ihtiyaç duymadan baskı yapmaktadır.

SLS teknolojisi, yüksek cihaz ve malzeme maliyetlerinden dolayı FDM veya SLA kadar yaygın kullanılmamaktadır.

SLS 3d yazıcılar nasıl çalışır?
SLS 3d yazıcılar nasıl çalışır?

Aşağıdaki videoda SLS 3d yazıcının nasıl çaşlıştığını izleyebilirsiniz.

Polyjet ve Multijet Teknolojileri

Polyjet ve Multijet teknolojileri kağıt printerlardaki inkjet teknolojisine benzer bir şekilde malzeme püskürterek çalışmaktadır. Bu 3d yazıcılar, Ultra-Violet (UV) ışığı ile kürlenen fotopolimer malzemeyi çok küçük damlalar şeklinde püskürtmektedir ve anında UV ile sertleşerek katmanları oluşturmaktadır. Bazı Multijet 3d yazıcılarda ise renkli malzemeler de kullanmak mümkündür.

Polyjet ve Multijet 3d yazıcı çalışma prensibi
Polyjet ve Multijet 3d yazıcı çalışma prensibi

 

Multijet 3d yazıcıları ile SLA teknolojisinde olduğu gibi hassas ve pürüzsüz yüzey elde edilir ve birkaç renkte baskı yapmak mümkündür.

Polyjet ve Multijet teknolojilerinin patentleri tekil olarak birkaç firmada bulunduğu için hem cihaz maliyeti hemde kullanılan mazlemeler diğer teknolojilerden çok daha maliyetlidir.

Binder Jetting Teknolojisi

Binder Jetting teknolojisi özünde SLS teknolojisine benzer bir şekilde, yine toz malzemeyi birleştirerek çalışmaktadır. Fakat Binder Jetting teknolojisinde kullanılan kumtaşı tozu yapıştırıcı (Binder) kullanılarak birleştirilir ve aynı zamanda katmanların oluşumunda renk kullanılarak renkli baskı yapmak mümkündür.

Binder Jetting 3d yazıcılar nasıl çalışır?
Binder Jetting 3d yazıcılar nasıl çalışır?

Binder Jetting 3d yazıcıları renkli insan figürü veya renkli maket yapımı gibi sunumlar için kullanılmaktadır. Kumtaşı tozu yapıştırıcı binder ile birleştirildiği için üretilen parçalar mukavemetli değildir. Ürünlerin baskısı tamamlandıktan sonra, parçalar toz haznesinin içinden çıkartılarak temizlenir. Temizleme sürecinden sonra kuvetlendirici ve yapıştırıcı kimyasal içinde bekletilerek son ürün elde edilir.

Aşağıdaki videoda Binder Jetting ile çalışan Projet660 3d yazıcısının baskı sürecini görebilirsiniz:

3d yazıcı teknolojileri karşılaştırması

Yukarıda detaylandırılan 3d yazıcı teknolojilerini malzeme, kullanım alanı, ortalama cihaz ve üretim maliyetleri açısından karşılaştırabilirsiniz.

Karşılaştırma tablosu

Genel olarak her 3d yazıcı birçok işlev için kullanılabilir fakat aşağıdaki tabloda en yaygın kullanım şekli ve özelliklerini özetledik.

3D yazıcılar karşılaştırma tablosu

FDM 3d yazıcılar ile yapılan baskı örnekleri

SLA 3d yazıcı ile yapılan baskı örnekleri

SLS 3d yazıcı ile yapılan baskı örnekleri

 

Polyjet / Multijet 3d yazıcı ile üretilen baskı örnekleri

Binder Jetting 3d yazıcı ile üretilen baskı örnekleri

Was this article helpful?