Çağan Bahri

Yazılım Geliştirici

3D Yazici Nedir ? Nasıl Çalışır ? Çeşitleri ? Neler Yapabilir ? Endüstriyel Kullanımları ?

Öncelikle Herkese Merhabalar

3D Yazicılar hakkında baya bir araştırma yapmış ve aktif olarak kullanan birisi olarak Nedir,Nasıl Çalışır,Çeşitleri,Neler Yapılabilir ve Endüstriyel Kullanımları hakkında detaylıca bir makale yazmak istedim

Öncelikle Buradan Başlayalım

3d Yazici Nedir ? Ve Nasıl Çalışır ?  

Bilgisayar ortamında tasarlanmış bir nesnenin polimer, kompozit,reçine,Pla(Plastik),Abs ( Acrylonitrile Butadiene Styrene ) gibi ısıl ve kimyasal işlemlerden geçerek katmanlarda halde yazarak bir nesneyi dijital ortamdan gerçek hayatta bir bütün haline getirir.

İlk prototipin 1980 yıllarında  Charless Hull tarafından yapıldığı biliniyor.Ve 1986 yılında ise 3D System Firması ilk 3D Yazici piyasaya sürmüştür.

1980 yıllarında yapılan ilk 3d yazici 


Şuanda piyasada en çok kullanılan çeşiti FDM (fused deposition modeling)   modeli bu 3d yazicinin çalışma mantığı ise bir objeyi katmanlar halinde yazarak oluşturur.Çeşitleri konusunda bir daha sonraki konu başlıklarında göstereceğim.

FDM Yazicisının Çalışma Prensibi

FDM Yazicisının Çalışma Prensibi

 

Yukarıdaki örnekte hızlandırılmış kayıt mevcut normalde bu süreç belkide saatlerce sürebilir.Nesnenin boyutuna bağlı olarak süre değişmektedir.
 

 

 

 

3D Yazici Çeşitleri

Tüm liste burada ama bu bu çeşitlerden sadece bir kaç tanesini yazacağım çünkü diğer teknolojiler hakkında kaynak ya çok az yada belirli bir firmanın geliştirdiği yeni nesil 3d yazici teknolojileri
Sektörde en yaygın kullanılan Çeşitler şunlar : SLA, FDM, EBM,

Stereolithography (SLA) 

Fused Deposition Modeling (FDM)

Dijital Işık İşleme (DLP)

Seçici Lazer Sinterleme (SLS)

Seçici Lazer Eritme (SLM)

Elektronik Işın Erime (EBM)

Lamine Nesne İmalatı (LOM)

Masked Stereolithography (MSLA)

Programmable Photopolymerization (P3) 

High Area Rapid Printing (HARP)

Lithography-based Metal Manufacturing (LMM)

Light Enabled Additive Production (LEAP)

Projection Micro Stereolithography (PµSL)

Digital Composite Manufacturing (DCM)

 

 

 

Stereolithography  ( SLA ) Nedir

Sla fotopolimerizasyon  eklemeli üretim sürecidir.Sla Teknolojisinde nesneye ultraviyole ( UV ) lazer ışını göndererek polimer reçineyi katman katman sertleştirerek nesneyi oluşturur.Basım süreci FDM göre daha hızlıdır.Sla teknolojinde kullanılan ışığa duyarlı termoset polimerlerdir.

Piyasada satılan FDM teknolojine göre  daha hızlı ama reçine fiyatları daha pahalı olan bir Teknolojidir.

 

FDM Teknolojisi  ( Fused Deposition Modeling ) 

Şuanda piyasada bir çok çeşiti olan ve en yayın kullanılan 3d yazici çeşitidir.Termoplastik filamentler kullanarak filameti eritip katmak katman nesneyi oluşturur.Yaygın olarak kullanılmasının sebebi çok fazla firma bu teknolojiyi desteklemekde ve piyasada ilk çıkan sürümlerin bu teknoloji ile çalışması.
Her bütçeye uygun geniş filament çeşitleri mevcut,renk ve materyal farklılığı da mevcut yazabildiği filament çeşitleri şunlardır 

BS, PLA, PCABS, ABS+, TPU, PC, PEEK, ULTEM, PP termoplastikleridir.

FDM ile uygun fiyata parçalar ve prototipler yapılabiliyor ve 3d yazici kullanan bir çok kişi FDM teknoloji ile çalışan 3d yaziciları tercih ediyor.
Pla ( Plastik ) günlük hayatta bir çok ürün de kullanılan bir termoplatiktir. ABS ise genel olarak ev eşyalarında dayanıklı ürünlerde kullanılan termoplastik çeşitidir.

 

 

EBM ( Electron Beam Melting ) Metal Baskı

Daha çok sanayi ve metal prototip işleme için kullanır.Fdm benzer bir teknoloji olduğunu söyleyebilirim.Metal tozları ( mikron küçüklüğünde ) ısı kaynağı ( elektron ışınları ) nesneyi katmak katman oluşturur.Tıp, havacılık, savunma ve otomotiv alanlarında başarılı bir şekilde kullanılan katmanlı imalat teknolojisidir.

Çok yüksek dayanıklığa sahip protipler de çokca kullanırlar.Üretim metodu oldukça hızlıdır çok karmaşık yapılarda metali işleyebilir ve mevcut metal dökümünden daha dayanıklı prototipler oluşturabilir.

Titanyum, Aluminyum, Paslanmaz Çelik, Altın, İnconel,Grafen  gibi yüksek dayanıklı elementleri işleyebilecek bir teknoloji gelecekte bu teknoloji bana göre CNC makinelerin yerini çok rahat alabilir.Çünkü cnc makinelerde çizilen dijital nesnenin alt katmanlarında yada orta katmanlarında oluşan işleme teknolojisi bulunmuyor.Yüksek teknoloji de bu çözüm ise bu teknoloji sayesinde aşılabiliyor.


Üç boyutlu yazıcılar katmanlar halinde oluşturulduğundan dökümü yapılan bir metaryele göre daha az dayanıklı oluyor.Buradaki farkı gidermek için de geometrik şekiller ile destekleyip nesneyi yapmak gerekiyor.

Alttaki resimdeki madde Grafen aynı boyuttaki çelikten tam 10 kat daha güçlü daha hafif ve daha dayanıklı üstelik materyal olarak daha az harcanmış aradaki farkı geometrik yapı ile aşılabilmiş 


Mesala aynı hammadde ve üç boyutlu geometrik yapı ile desteklenmiş bir nesne arasındaki fark ile bu sorun ortadan kaldırıyor.Toz metal ile üretilen yeni daha dayanıklı bir şekilde tasarlanmış bir nesne metalden kat ve kat daha dayanıklı olabiliyor.

Kendim bu teknoloji daha çok önce bir çok defa araştırdım piyasada çok yüksek meblalarda satılıyor.Çünkü çok ileri bir teknoloji yapılan ve satılan teknolojiler ya patentlenmiş yada çalışma metodu hakkında bilgi verilmemiş.Burada bu teknolojiyi tanımlamak gerekirse uzay teknolojilerini daha da ileri bir noktaya taşıyabilecek teknoloji

Seri üretimde şuanlık pek kullanıldığını düşünmüyorum çünkü maliyetleri çok fazlalaştıyıror.Daha çok karmaşık yapılar da yada uzay teknolojilerinde yada üretim maliyeti çok fazla olan aygıtların kullandığı parçaları yapmak için kullanılıyor.

 


 

 

 

3D Yazici İle Neler Yapılabilir

Yıl 1960 400 bin yakın nasa çalışanlarının büyük bir çoğunluğu çizim yaparak roket parçalarını tasarlamaya çalışıyor.Şuanda bu rakam ise 1000 altında olduğu söyleniyor.Değişen zamanda ne oldu da roketin yapımı bu kadar kolaylaştı derseniz; Autocad,SolidWorks,Fusion 360 diyebilirim :)  
3D Yazici ile çıktı alınabilen herşeyi yapabilirsiniz.Kendiniz tasarlayabilir bunu yazıcıdan çıktı alabilir yada satışını yapabilirsiniz.Prototiplemede kullanabilirsiniz 
 


3D Yazici Endüstriyel Kullanımları

FDM teknolojisi ( az yukarıda bu konudan bahsettim )  endüstriyel 3D yazıcılar, yüksek doğrulukta % 0.15’e varan hata toleransı ile parçalar üretir.
Evde kullandığınız 3d yazicilar Endüstriyel amaçlı kullanılabilir ama bunun için 3d yaziciları bu aşamaya getirmek için detaylı bilginiz olması gerekir

Neden mi şunlardan dolayı ; 

Yüksek dayanıklılık ( ABS filamentinin basımı normalden farklıdır bir kaç yöntem ile bu aşamada çok iyi sonuçlar elde edebilirsiniz ) 
Esneklik  ( Tasarım süreçlerinde nesnenin baskı alanlarını iyi hesaplayıp esneklik ile destekleyip  daha dayanıklı çıktı alınabilir )
Biyouyumluluk ( Burada kullanılacak alan ve sektöre göre uygun filament seçimi yapmanız gerekli basım sürecinde bu filamenti kullanmalısınız ) 

Burada önemli olan bir diğer noktada şu olabilir.Plastik injeksiyon makinesi ile üreten parçaları 3d yazici ile üretilebilir mi kısmı

Sonuç üretilebilir ama bir çok işlemden geçmesi gerekir.Bu da maliyeti ve daha fazla zaman alması demektir ki.Makale içerisinde yazdığım gibi prototip yada özel siparişlerde bu yazicilar Endüstriyel amaçlı işe yarayabilir ( Şuanlık ) ileride bu teknoloji geliştiğinde bu sorun ortadan kalkar.

katmanlı 3d baskisi
Burada görüleceği üzere plastikte katmanlar söz konusu bu katmanları gidermenin yolu var ama bir çok işlemden geçiyor ve vakit alıyor.

Eğer seri üretim de kullanılacak ise Plastik injeksiyon seri üretim de daha iyi olduğunu söyleyebilirim.

 

Bir diğer konu : Endüstri 4.0'da 3D Yazicilarin Önemi

Endüstri 4.0 en büyük yeniliği insan eli değmeden üretim yapabilmektir.Burada 3d yazicilarin en iyi özelliği siparişe ve kişiye özel üretim yapılabilmekte
Mesala diyelim bir ayakkabı standart ölçeklerde üretiliyor ve bu size pek iyi gelmiyor size özel bir kalıp yapıp daha iyi bir ayakkabı üretebilir.
Burada temel prensip standart ölçeğin dışına çıkmak siparişe dayalı ve kişiye özel üretim yöntemine geçmek.Yani müşteriye ürün varyasyonlarında daha fazla seçenek sunmak,minimum hammade  harcamak  ve giderleri düşürmek


Peki Endüstri 4.0 ile birlikte işsizlik artmaz mı.Hayır artmaz.
Örneğin : İnsanlar 1900 yılların başında ulaşım aracı olarak atları kullanırlardır.Ve bu atların bakımını yapmak için özellikle nalbur diye bir meslek de vardı.
Bu yıllardan sonra otomotiv sektörünün yükselişe geçtiğinde bu meslek bitti insanlar ulaşım aracı olarak atları değil otomotivleri kullandı.Peki nalburcu ne oldu gidip motor kaputu üretmeye başladı yada motor üretmeyi başladı.Şu zaman da otomotiv sektörünün istihdamını az çok duymuşsunuzdur.

Burada Endüstri 4.0 ile birilkte fiziki olarak çalışan  daha da azacalak ve bu kademedeki insanlar daha çok ofis çalışanı yada büro  çalışanı , denetim iş gücüne dönüşecek.

Bir ürünü üretmekden daha çok nasıl daha iyi tasarlanabilir yada sürdürebilirliği nasıl iyi olur ( arge ) çalışmaları için çaba sarf edilecek

Endüstri 4.0 yeniliği çok fazla bu aşamaya geçişte 3d yazicilar da çok önemli bir yeri olacak

 

3d Yazci ile yapılan bir ev 

 

 

Bu makale de yıl 1980'den başlayıp 2021 yılında yapılan gelişmelere kadar bir çok yenilikten bahsettim ileride daha da güncelleyebilirim.Bu müziği de kapanış müziği olarak ekleme yapayım :)

 

 

Bir Yorum Bırakabilirsiniz :)



çok teşekkürler samimi ve açıklayıcı bir anlatım. siz yayınlayalı baya zaman olmuş ancak şimdi bulabildim. sağolun ????