1986’da Chuck Hull tarafından icat edilen 3D baskı, dijital bir 3D model alma ve bu dijital dosyayı fiziksel bir nesneye dönüştürme işlemidir.
Bir nesneyi 3B yazdırmak için kullanılabilecek çok sayıda teknoloji olsa da, bir ev veya ofis ortamında bulabileceğiniz 3B yazıcıların çoğu, bu teknolojiler şu anda daha ucuz ve daha kolay olduğu için Fused Filament Fabrication (FFF) veya Stereolitografi (SLA) süreçlerine dayanmaktadır.
3B Yazıcılar Nasıl Çalışır?
Tüm 3B yazıcılar aynı temel teknolojiyi kullanmazlar, ancak yine de aynı temel görevleri gerçekleştirmeyi başarırlar. . Bununla birlikte, bu bireysel teknolojilerin her birine girmeden önce, bilgisayar ekranındaki bir 3B modeli bir 3B yazıcıya aktarmanın temel ilkelerini anlamalıyız.
Bir 3D model tasarlandığında bu modeli 3b yazıcıda yazdırmak için, dosya G kodu adı verilen bir şeye dönüştürülmelidir. Orjinal dosya genellikle 3MF, STL, OBJ, PLY, vb. uzantılara sahiptir.
G-kodu: bilgisayar destekli imalat için kullanılan, bir makineye nasıl hareket edeceğini söyleyen sayısal bir kontrol bilgisayar dilidir.
3D model dosyalarını G koduna dönüştürmek için Slic3r gibi programlar gereklidir. G kodu oluşturulduktan sonra 3D yazıcıya gönderilebilir ve sonraki birkaç bin hamlenin nelerden oluşacağına dair bir plan sağlanır. Bu adımların tümü, fiziksel bir nesnenin tam üretimine katkıda bulunur.
Fused Filament Fabrication (FFF)
Chuck Hull’un ilk olarak 3D baskıyvı icat etmesinden birkaç yıl sonra S. Scott Crump adlı bir adam tarafından icat edildi.
Temelde bu teknolojinin çalışma şekli oldukça basittir ve bugün evlerde ve garajlarda bulunan tüm masaüstü 3D yazıcıların %95’inin FFF kullanmasının nedeni budur. PLA veya ABS gibi bir termoplastik, bir ekstrüdere ve bir sıcak uçtan beslenir. Hotend daha sonra plastiği eriterek yapışkan bir sıvıya dönüştürür.
Yazıcı daha sonra talimatlarını bilgisayardan G kodu aracılığıyla alır ve erimiş plastik tabakayı tüm bir nesne üretilene kadar katman katman biriktirir. Plastik, oldukça hızlı bir şekilde erir ve her bir ilave katmanın birikmesi için katı bir yüzey sağlar.
Sıcaklığın maksimum sıcaklığına ve diğer değişkenlere bağlı olarak, ABS ve PLA’nın yanı sıra, her iki malzemeden oluşan kompozitler, naylon ve daha fazlası dahil olmak üzere çok sayıda başka malzeme kullanılabilir.
Stereolitografi (SLA)
Lazerin veya ışının katılaşmasını sağladığı sıvı bir polimerin yüzeyine modelin katmanı çizilir.
Bir lazer veya projektör gibi başka bir aydınlatma kaynağı, nesne oluşturulurken reçineyi katman katman sertleştirir. Nesneler bir reçine teknesi içinde basılır.
Her katman oluştuktan sonra Z ekseni ile bir katman kalınlığı kadar model aşağıya indirilir.
İndirme hidrolik, pnomatik, vida-somun sistemi gibi benzer mekatronik sistemlerle çalışır.
SLA makineleri, FDM/FFF teknolojisinden çok daha iyi doğruluk ve daha az katmanlı bir görünüm elde edebilir.
Seçici Lazer Sinterleme (SLS)
Seçici Lazer Sinterleme (SLS) : lazer ışını kullanılarak plastik, seramik, cam vb. gibi metal olmayan malzemelerin tozlarının katman katman sinterlenmesi şeklinde açıklanabilir.
Hacimli tabla üzerine metal tozu serilir, lazer ışınları toz malzemenin üzerine yansıtılarak model geometrisi alanında kalan tozlardan ergiyerek bağlanması ile katmanlar meydana getirilir.
Her katman oluştuktan sonra Z ekseni ile bir katman kalınlığı kadar model aşağıya indirilir. Metal tozu tekrar serilir ve işlemler devam ederek model oluşturulur.
DLMS Teknolojisi
SLS ile Aynı yöntemle uygulanan DMLS (Doğrudan Metal Lazer Sinterleme) metal alaşımları için idealdir, çünkü moleküller değişen erime noktalarına sahiptir, yani tam bir eriyik bazen elde etmek zor olabilir.
Bu yöntemi kullanan cihazlar erimiş metali küçük bir delikten püskürtmek suretiyle katmanlar oluştur. Maliyetleri yüksektir ancak hassas metal parçalar üretilebilir.
Bu teknolojiler şu anda pahalıdır ve gereken yüksek güçlü lazer ışınları nedeniyle çoğu kişinin ve hatta küçük işletmelerin bütçelerini aşmaktadır. Ek olarak, kullanıcı tarafında ek masraflar anlamına gelen güvenlik önlemleri alınmalıdır.
PolyJet Teknolojisi
2012 yılında İsrailli Objet şirketi tarafından icat edilen bir teknoloji olan PolyJetting, hem inkjet 2D baskı hem de Stereolitografi sürecinin unsurlarını bünyesinde barındırıyor.
Model, tabla üzerine katman katman fotopolimer reçine püskürtülerek ve UV ışık ile kürlenerek oluşturulur. Polyjet teknolojisi, çoklu malzemeleri bir arada kullanan son teknoloji katmanlı üretim yöntemidir.
Mürekkep püskürtmeli nozullar, printerlarda mürekkebin kağıda püskürtülmesine benzer bir şekilde, bir yapı platformuna, ışığa duyarlı sıvı bir reçine püskürtür.
Malzemenin püskürtülmesinin hemen ardından, malzemeye bir UV ışık kaynağı verilir ve bir sonraki ışığa duyarlı sıvı tabakası üstüne püskürtülmeden önce hızla sertleşir. İşlem, bütün bir nesne üretilene kadar tekrarlanır.
Polyjet teknolojisinde kullanılan malzemeler: Dijital ABS, Fullcure 720, Vero clear, Tango, Endur
Birleştirme Yoluyla Baskı (FDM)
Dünyada en yaygın olarak bilinen ve kullanılanı FDM teknolojisi (fused deposition modelling) ya da birleştirme yoluyla yığma teknolojisidir. Bu teknikte, ısı ile şekil alabilen termoplastik malzemeler kullanılmaktadır.
FDM ile kullanılabilen malzemeler:
ABS, PLA, PET, Naylon 3B Filament,
Metal görünümlü 3B Filament,
Seramik 3B Filament, Ahşap 3B Filament
Karanlıkta Parlayan 3B Filament, Karbon Fiber PLA, Polikarbon ABS, UV Duyarlı ABS
Alçı Tabanlı 3D Baskı (PP)
Bu, iki farklı malzemenin kullanılmasını gerektiren bir işlemdir: bir baskı yatağına oturan bir toz malzeme (alçı sıva, nişasta vb.) ve bir memeden püskürtülen ciltleme mürekkebi
bir mürekkep püskürtmeli yazıcınınkine benzer şekilde, toz yatağına sertleşir. Bir toz tabakası bağlandıktan sonra, tırmık benzeri bir alet, bu tabakanın üzerine ilave tozu eler ve işlem, bütün bir nesne imal edilene kadar devam eder. Bu teknoloji ilk olarak 90’ların başında MIT’de icat edildi.