3D Yazıcı Teknolojisi

3D yazıcı, bilgisayar verilerini zamandan ve ekonomiden tasarruf ederek elle tutulabilir, gerçek nesnelere dönüştüren bir baskı makinesidir. Tarihsel sürecine bakacak olursak ilk olarak 1984 yılında Chuck Hull tarafından 3D Systems şirketinde 3D yazıcı geliştirildi. Kabaca nasıl çalıştığına bakacak olursak; Çizdiğimiz dijital veri milimetrik ince katmanlara bölünür ve baskı bu katmanların üst üste eklenip çizilen nesnenin 3 boyutlu hale dönüşmesiyle son bulur. 3D yazıcı ile üretim için en hızlı üretim yolu denilebilir.

Baskı süreci Modelleme ve Baskı ve Üretim olmak üzere 3 bölümde incelenebilir:

Modelleme: üretilecek her ürün için ilk aşama modellemedir. Gerek 3 boyutlu çizim programlarıyla üretmek istediğimiz ürünü çizerek gerekse 3 boyutlu tarama programlarını kullanarak bir bilgisayar verisi elde edilir. Elimizdeki veri STL, OBJ, AMF formatına dönüştürülür ve modelleme işlemi tamamlanmış olur. Aşağıda verilen CAD programları ve daha birçoğu 3D Printer ile uyumludur:

• Solidworks
• Autodesk
• AutoCad
• Rhino
• 3ds Max
• Maya
• ZBrush
• Blender
• Inventor
• Mudbox
• Creo
• Modo
• LightWave
• Mathematica
• Cinema4D
• SketchUp
• OpenSCAD
• FreeCAD
• TinkerCad.com
• 3dtin.com

Dilimleme: Çizilen veya taranan bilgisayar verisi STL, OBJ veya AMF formatlarına dönüştürülerek dilimlenme işlemi için hazır hale gelmiş oldu. Ancak bu formatlara çevirmemiz elimizdeki modelin verilerini yazıcının okuyabileceği anlamına gelmiyor. Bunun için yazıcının verileri anlayabileceği dil olan GCODE’a çevirmek gerekiyor. G kodu makinenin hareketlerini kontrol eden koddur. Bu aşama 3 boyutlu üretim için oldukça önemlidir. Çünkü G kodlarını kullanarak üretilecek ürünün özelliklerini belirlemiş oluyoruz. Aşağıda G kodu örneklerini görebilirsiniz:

G1 X-20.27 Y-10.75 Z0.2 F5.9648 E0.0132

dilimleme

G1 X-20.39 Y-10.54 Z0.2 F5.9648 E0.023

G1 X-20.5 Y-10.49 Z0.2 F5.9648 E0.0282

G1 X-20.49 Y-10.69 Z0.2 F5.9648 E0.0366

G1 X-20.53 Y-10.8 Z0.2 F5.9648 E0.0416

G1 X-20.41 Y-10.96 Z0.2 F5.9648 E0.0501

G1 X-20.34 Y-11.15 Z0.2 F5.9648 E0.0585

G1 X-20.31 Y-11.12 Z0.2 F5.9648 E0.0602

G1 X-20.31 Y-11.06 Z0.2 F5.9648 E0.0626

Üretim: Bu aşamada 3 boyutlu yazıcı G kodlarını satır satır işlemektedir. Yazıcıda bulunan eritme kafası okuduğu G komutları ile eksenler arasında hareket eder ve malzemeyi eritip iki eksen arasına yığarak baskı işlemini gerçekleştirir. 3 boyutlu yazıcılarda çözünürlük eksenler üzerindeki hareket hassaslığıyla doğru orantılıdır. Baskı süresi yazıcı kalitesi ve ürünün tasarımına göre farklılık göstermektedir. Genel olarak bir ürünün basımı 15 dakika ile 5 saat arasında farklılık gösterebilmektedir.      

üretim aşaması

Üretim esnasında en yaygın kullanılan maddeler PLA ve ABS olarak adlandırılan sert plastiklerdir. Yük taşıması istenen ve darbe alma olasılığı fazla olan bir ürün elde etmek istiyorsak PLA flamentlerini kullanmamız uygun olamayabilir. Olumlu bir yönü ise sağlık açısından değerlendirildiğinde ABS’ den daha üstün olmasıdır. Bu nedenle medikal alanlarda PLA flamentleri tercih sebebidir.

ABS flamentleri, plastik sektöründe oldukça sık kullanılmaktadır. Ancak 3D yazıcıda kullanmak için PLA dan daha yüksek bir ısıya ihtiyaç duyar. Bu durum da ABS flamentleri ile bir parça üretmeyi PLA’dan daha zor kılmaktadır. ABS ve PLA dışında 3D yazıcılarda  PET, PVA, Nylon, Ahşap gibi flamentler de kullanılabilmektedir.

       

Peki nerelerde kullanabiliriz?

Endüstriyel Kullanım

Endüstriyel üretimlerde ise maliyeti yüksek ancak bununla beraber kaliteli sonuçlar alabileceğimiz yazıcılar kullanılır.Giyim,  jeneratörler, ateşli silahlar, mimari, endüstriyel tasarım, inşaat, medikal, bilgisayar ve uzay alanlarında kullanılabilir.

 Giyim dünyasında bikini, ayakkabı ve elbiseyle giren 3D yazıcı teknolojisi Nike’ın futbolcular için özel olarak ürettiği 3D ayakkabılar ile oldukça dikkat çeken bir tasarım olmayı başardı.

3D yazıcı ile yapabileceklerimizi düşündüğümüzde bir arabanın yazıcıdan basılması zor gibi geliyor fakat LocalMotors firmasının tasarımı olan Strati isimli araba dünyanın ilk 3D yazıcı ile basılan arabası olarak tarihe adını yazdırdı bile. Arabanın gövde kısmı tamamen yazıcıdan basılıp ardından motorunun ve elektronik donanımlarının yerleştirilmesiyle araba çalışır hale getirilmiş ve basımın tamamlanması 45 saat sürmüş.

3D yazıcı teknolojisiyle inşaat sektöründe binaların basımı zamandan ve maliyetten kâr etmeyi sağlamıştır. Ameliyatlarda kullanılmak üzere basılan iskelet parçaları, protezler 3D baskı teknolojisinin sağlık alanında bize verdiği imkanlardan sadece birkaçı.

3D yazıcı ile yapılmış bir ayakkabı

3D yazıcı ile üretilen araba

Ev Tipi, Bireysel Kullanım

Kişisel olarak kullanmak istediğimiz yazıcılar maliyeti daha düşük ve yüksek kalite beklenmeyen yazıcılardır. Oyuncaktan takıya, hediyelik eşyaya kadar birçok alanda bize üretim imkanı sunmaktadır.

3D yazıcılarla elde edilen bir isimlik veya kartvizit tasarım ve teknolojiye bakış açınızda yeni bir çığır açmanızı sağlayabilir.

Evde kendinize özel dekorasyon ürünleri üretip fark yaratmak hiçte zor değil. Elektrik anahtarlarına, prizlere kadar hatta mutfakta kullanabileceğiniz kalıplara kadar bir çok ortamda kullanmak mümkün. 3D yazıcılar sayesinde kullandığınız bir eşyanın parçasını bulamama gibi bir sıkıntınızda azalmış oluyor. Eksik veya onarılmaya ihtiyacı olan parçaları kendiniz üretebilirsiniz. Kendinize kitap tutucuları, anahtarlıklar, şık dekoratif ürünler yapmanız bu sayede oldukça kolaylaşıyor.

Eğitim alanında maliyeti yüksek olan yada alınması mümkün olmayan materyallerin 3D yazıcı ile prototipleri üretilerek gerçeğe daha yakın eğitimlerin verilmesi sağlanabilir.

  

yazar: burcu dikmen