3D prototip, bilgisayarda hazırlanan üç boyutlu CAD çizimlerinden direk olarak elle tutulur fiziksel modeller elde etmemizi sağlayan imalat
teknolojisidir. Hızlı prototipleme cihazları vasıtasıyla bilgisayarda çizimi yapılmış her türlü ürünün birebir modelini saatler içerisinde elde etme
imkânı doğmuştur. Hızlı prototipleme cihazları kendi içerisinde farklılıklar göstermekle beraber prensipleri aynıdır.
3D Printerlara neden ihtiyaç duyarız?
3D prototip teknolojileri ürün geliştirme süreçlerinde yaşanan problemlere çözümler getirmektedir. Bilgisayarda çizilen tasarımların seri üretime
geçmeden önce prototiplerinin hazırlanması ve bu prototiplerin çeşitli testlerden geçmesi gerekmektedir. Bu süreç geleneksel yöntemlerle
yapıldığında günler hatta haftalarca sürebilir. 3D prototipbaskı ile bu süreç saatler içerisinde gerçekleştirilir ve elde edilen prototip hem görsel
hem de fonksiyonel açıdan test edilebilirler. Olası tasarım değişikliklerine bu prototip üzerinden karar verilerek gerekli değişikliklersüratle uygulanır.
3D Prototipleme-3D Baskı
Baskı işlemi bilgisayar ortamında başlayıp yazıcının baskıyı yapmasıyla tamamlanır. Bazı üç boyutlu yazıcılar bilgisayar bağlantısına gerek
duymadan hafıza kartı üzerindeki tasarım dosyasını okuyarak baskı yapabilmektedir. Üç boyutlu tasarım dosyaları bilgisayar yazılımı
aracılığı ile dilimleme işleminden geçirilir ve üç boyutlu olarak basılabilir dosya formuna dönüştürülür. Bu dosyalar STL dosya formatındadır.
Üç boyutlu yazıcının baskı sırasında yapacağı bütün hareketler ve ne zaman ham maddeyi dökmeye başlayacağı bilgisi gibi bilgiler bu dosya
içersindedir. Yazıcının çözünürlüğü katmanın kalınlığına ve x-y eksenleri üzerindeki hareket hassaslığına bağlıdır. Genelde baskı kalınlığı
100 µm (250 DPI). Fakat bazı yazıcılar çok daha yüksek çözünürlükte baskı yapabilmektedir.
PLA ve ABS Malzeme Farkı:
ABS
Akrilonitril Butadin Stiren, plastik enjeksiyon sektöründe de oldukça sık kullanılan hafif ama sert bir Termoplastik türüdür. Bilindik örnek vermek
gerekirse Lego parçaları,telefon kapları bu malzemeden yapılmaktadır. Bir petrol ürünü olan ABS aseton ile çözülebilmektedir. ABS kullanarak
print ettiğiniz ürünleri - 20 Ila 80 ° C arasında kullanabilirsiniz. Erime başlangıç sıcaklığı 105 derece olması nedeniyle 80 derece üzerinde
yumuşama ve şekil bozulması (plastik deformasyon) yaşayabilirsiniz. ABS malzemesi yoğun güneş ışınlarına marus kalırsa şekil bozukluğu
görebilir bu nedenle güneş altında kalacak ürünlerde parçayı boyamak gerekmetedir. ABS yüksek mukavemet ve darbe direnci nedeniyle tercih
edilen bir üründür. ABS ile güzel bir parça üretmek PLA dan daha zordur. Gene yüksek sıcaklıkta proses edilmesi nedeniyle işlem sırasında büyük
parçalarda çarpılma riski oldukça fazladır. Çarpılmayı engellemek için ısıtıcılı yazma platformu kullanılması gerekmektedir.
PLA
Polilaktik Asit daha düşük sıcaklıklarda erimesi nedeni ile kolay çalışılabilir bir malzemedir. Ayrıca PLA, çarpılması daha az bir malzemedir.
Polilaktik asit ABS den farklı olarak petrolden değil nişasta içeren ürünlerden elde edilir. Bu nedenle sağlık açısından ABS den üstündür.
Hatta PLA medikal sektöründe implant ve protezlerde sıkça kullanılmaktadır. İnsan vücudu içinde parçalanma suresi 6 ay ile 2 yil arasında
değismektedir. PLA nin negatif özellikler ise ABS den çok daha düşük mukavemete sahip olmasıdır. Yani 3D yazısını ile yük taşıyacak ya da darbe
maruz kalacak bir parça üretmek istiyorsanız bu noktada PLA doğru seçim olmaya bilir. Ayrıca PLA nin ısı altındaki dayanımı ABS ye oranla
oldukça kötüdür. 50 °C üzerinde uygulamalarda kullanışlı değildir.
Hızlı Prototipleme Sistemleri
Fused Deposition Modeling (FDM)
Bu yöntemde makinalar plastik şerit halindeki malzeme bir yol boyunca eritilerek küçük bir delikten püskürtülmek suretiyle katmanlara böler.
ABS, PC veya PLA malzemeleri kullanılır. Fused Deposition Modeling yönteminin en büyük avantajı maliyetlerinin ve cihazlarının düşük
fiyatlarda olmasıdır. Ayrıca en hızlı üretim yöntemidir.
Direct Metal Laser Sintering (DMLS)
Bu yöntemi kullanan cihazlar erimiş metali küçük bir delikten püskürtmek suretiyle katmanlara börer. Metal malzemeler kullanılır. Maliyetleri
yüksektir ancak hassas metal parçalar üretilebilir.
Stereolithography (SLA)
Bu yöntemde sıvı haldeki malzeme boş bir haznede durmaktadır ve bir laser ışını sağlayıcı vasıtasıyla bu malzeme dondurularak katmanlar
üretilir. Malzeme olarak fotopolimer kullanılır. Bu yöntemin avantajı yüksek hassasiyette ve farklı özelliklerde birçok malzeme seçeneğinin
bulunmasıdır.
Objet Polyjet
Bu yöntemde fotopolimer malzeme bir delikten sıvı halde püskürtülür ve anında UV lambaları ile dondurularak katmanlar oluşturulur. Yüksek
hassasiyetli üretim yapan ancak yüksek maliyetli bir yöntemdir.
Selective Laser Sintering (SLS)
Bu yöntemde toz haldeki malzeme boş bir haznede durmaktadır ve bir laser ışını sağlayıcı vasıtasıyla bu malzeme dondurularak katmanlar
üretilir. Malzeme olarak poliamid kullanılır. Bu yöntemin avantajı yüksek mekanik dayanımı olan poliamid malzemesi ile üretim apabilmesidir.
