3D baskı teknolojileri, günümüzde hızla gelişen ve pek çok endüstride yaygın olarak kullanılan inovatif bir yöntemdir. FDM (Fused Deposition Modeling) ve SLA (Stereolithography) ise en popüler 3D baskı teknolojileri arasında yer almaktadır. FDM, eriyik termoplastik malzemelerin katmanlar halinde birleştirilmesi prensibine dayanan bir yöntemdir. SLA ise sıvı reçinelerin UV ışığı ile katmanlar halinde sertleştirilerek 3D nesnelerin oluşturulduğu bir 3D baskı teknolojisidir. Her iki teknoloji de benzersiz avantajlara sahip olup, hangi teknolojiyi seçmeniz gerektiğini belirlemek, baskı projelerinizde başarıya ulaşmanız için önemlidir.

1. FDM Teknolojisi:

FDM, 3D nesnelerin oluşturulması için eriyik termoplastik filamentlerin tabakalar halinde birleştirilmesi prensibine dayanır. Bu teknolojinin önemli avantajları şunlardır:

Malzeme Seçenekleri: FDM teknolojisi, PLA, ABS, PETG gibi farklı termoplastik malzemelerle uyumlu çalışabilir. Bu da kullanıcılara geniş bir malzeme yelpazesi sunar ve farklı projeler için uygun seçenekler sunar.

Düşük Maliyet: FDM yazıcılar ve filamentler genellikle diğer 3D baskı teknolojilerine göre daha uygun fiyatlıdır. Bu durum, bütçe dostu bir çözüm arayanlar için avantajlı olabilir.

Kullanım Kolaylığı: FDM yazıcılar, genellikle kurulumu ve kullanımı kolay olan kullanıcı dostu arayüzlere ve işletim sistemlerine sahiptir. Bu da yeni başlayanlar için tercih edilebilir hale getirir.

Güçlü ve Dayanıklı Sonuçlar: FDM ile üretilen parçalar genellikle sağlam, dayanıklı ve kullanım açısından güvenlidir. Bu özellik, mühendislik uygulamaları veya dayanıklı prototipler gibi yüksek mukavemet gerektiren projeler için önemlidir.

2. SLA Teknolojisi:

SLA, sıvı reçinelerin katmanlar halinde UV ışığı ile sertleştirilmesi prensibine dayanır. SLA teknolojisinin önemli avantajları şunlardır:

Yüksek Hassasiyet ve Detay: SLA ile üretilen parçalar, yüksek çözünürlük ve detay seviyelerinde üretilebilir. Bu özellik, hassas ve detaylı projelerde önemli bir avantaj sağlar. Özellikle diş hekimliği, takı tasarımı veya mimari modelleme gibi alanlarda tercih edilir.

Pürüzsüz Yüzeyler: SLA teknolojisi, düzgün ve pürüzsüz yüzeylerin elde edilmesini sağlar. Bu özellik, estetik açıdan önemli olan projelerde değerli bir avantajdır.

Karmaşık Geometriler: SLA, iç içe geçmiş veya karmaşık geometrilere sahip parçaların üretimi için daha uygundur. Bu özellik, prototip üretimi veya üretim parçalarının tasarımında büyük bir esneklik sağlar.Hızlı Üretim: SLA, bazı durumlarda daha hızlı baskı süreleri sunabilir. Baskı süreleri, projenizin büyüklüğüne, karmaşıklığına ve seçilen parametrelere bağlı olarak değişebilir. 

Peki Hangi Teknolojiyi Seçmelisiniz?

FDM ve SLA teknolojileri arasında seçim yaparken aşağıdaki faktörleri göz önünde bulundurmanız önemlidir:

– Projenizin Gereksinimleri: Hangi teknolojiyi seçeceğinizi belirlemek için projenizin spesifik gereksinimlerini dikkate almalısınız. Dayanıklılık, hassasiyet, detay, malzeme seçenekleri gibi faktörleri göz önünde bulundurun.

– Baskı Kalitesi: Projelerinizde ne tür bir baskı kalitesi elde etmek istediğinizi belirleyin. Yüksek çözünürlük ve pürüzsüz yüzeyler mi gerekiyor, yoksa dayanıklı ve sağlam parçalar mı istiyorsunuz?

– Malzeme Çeşitliliği: Hangi malzemelerle çalışmak istediğinizi belirleyin. Farklı termoplastik malzemelerle çalışmak isterseniz FDM, reçinelerle çalışmak isterseniz SLA daha uygun olabilir.

– Maliyet: Bütçeniz, 3D yazıcı ve malzeme maliyetleri konusunda önemli bir faktördür. İhtiyaçlarınıza uygun olan teknolojiyi seçerken maliyeti göz önünde bulundurun.

– Kullanım Kolaylığı: 3D baskıya yeni başlıyorsanız, kullanım kolaylığına önem vermeniz önemlidir. Hangi teknolojinin size daha uygun olduğunu değerlendirirken kullanım kolaylığına da dikkat edin.

Sonuç olarak, FDM ve SLA, farklı avantajlara ve kullanım alanlarına sahip olan iki farklı 3D baskı teknolojisidir. Hangi teknolojiyi seçmeniz gerektiğini belirlemek için projenizin gereksinimlerini, baskı kalitesini, hızı ve bütçenizi göz önünde bulundurmanız önemlidir. İyi bir değerlendirme yaparak, ihtiyaçlarınıza en uygun olan teknolojiyi seçebilir ve projenizi başarıyla tamamlayabilirsiniz.

3D baskı teknolojisi hızlı prototipleme, son kullanım parçalarını yazdırma, kalıp oluşturma ve daha fazlasını yapmak için tercih ediliyor. Fotoğraf endüstrisinde yeni bir girişim olan Glass Imaging Inc. de kameraların çalışma prensibini yeniden ele alırken SLA’dan faydalanıyor.

Glass Imaging Inc., görüntü işlemenin geleceğini ele almak için Tom Bishop ve Ziv Attar tarafından kuruldu. Çift, Apple’da mobil görüntüleme üzerinde çalışırken tanıştı. Akıllı telefon kameralarında yıllarca artan iyileştirmelerden sonra yeni bir karar aldılar. Kameraların nasıl çalıştığını yeniden düşünmek için Glass Imaging Inc.’i kurmak üzere yola çıktılar.

Ekip, mükemmel fotoğrafı oluşturmak için donanımı (lens ve sensörler) ve modern akıllı telefonların yapay zeka yeteneğini kullanıyor. Bu yetenekeleri bir kamera tasarlamak için benzersiz bir fırsat görüyorlar. Ekip, standart bir akıllı telefon kasasına geniş bir anamorfik lens ve ekstra geniş sensörler yerleştirerek DSLR kalitesinde fotoğrafları cebinize getirmeyi amaçlıyor.

Telefon üreticilerini, çoğunlukla yeterli olan onlarca yıllık eski teknolojiden vazgeçmeye ikna etmeleri gerekiyor. Bunun için Glass Imaging Inc.’in çalışan, işlevsel bir prototipe ihtiyacı olacak. İşte burada şirket içi stereolitografi (SLA) 3D baskı devreye giriyor. Böylelikle mevcut şirketlerle daha iyi rekabet edebiliyor. Glass Imaging Inc., demo yuvaları, lens kılıfları ve daha fazlasını oluşturmak için hem Black Resin hem de Rigid 4000 Resin kullanıyor. 

3D Baskı İnovasyonu

Attar başlangıçta bir FDM 3D yazıcıya yatırım yaptı. FDM baskı başına düşük bir fiyat sunuyordu. Yine de malzeme özellikleri genellikle birçok iş uygulaması için geçerli olmuyordu. Daha iyi bir seçenek ararken şirket, başlangıçta Amazon’dan ucuz bir SLA yazıcısı satın aldı. Bu yazıcı telefon kılıfları gibi bazı büyük baskılar yaptığı için şirket, kısmen daha kolay malzeme taşıması nedeniyle Form 3+’ya yatırım yaptı. Cogswell işe koyuldu, farklı tutucular ve lens kılıfları basıp test etti. 

Tasarım konseptinizden fiziksel baskınıza geçmek çok kolay oldu. Üretim için tasarım konusunda endişelenmek istemezsiniz. Özel desteklere sahip bazı uç vakalar var. Ancak çok hızlı bir öğrenme eğrisi oldu. Birkaç gün içinde bunun için modüller yazdırıyordum. Eklemeli üretim nedeniyle pazara yeni ürünler getiren yenilikçi girişimlerde büyük bir artış oldu. 

Cogswell

Cogswell, küçük ölçekte prototip oluşturmanın “3D baskı olmadan çok zor olacağını söyledi. İlk katıldığımda, işlenmiş parçalar ve CNC makineleri alıyorduk. Bunları en hızlı şekilde haftada birkaç gün içinde geri alırsınız ve sonra ayarlamaya ihtiyacınız varsa, onları geri göndermeniz gerekir. 3D baskı ile demomuzu çok daha ilgi çekici hale getiren küçük değişiklikler yapabildik. Yeni özellikler dahil edebildik.”

Devam etti, “Temelde bütün bir telefon kılıfını basıyoruz. Eğer bunu makineyle yapıyor olsaydık, binlerce dolara mal olurdu. Süreç bir hafta veya daha fazla sürerdi. Şimdi, Cuma öğleden sonra baskıya başlıyorum ve Pazartesi sabahı geldiğimde baskı bitiyor.”

Başlangıç ​​aşamasındaki girişimler için prototipler, tasarımları test etmenin yanı sıra yatırımcılara ve işletmelere ne üzerinde çalıştıklarını göstermek için önem taşıyor. En önemlisi, 3D baskı, ürünlerin sürekli olarak geliştirilmesine yardımcı olur.

Fotoğrafın Geleceği

Ekip, ekstra geniş bir sensörü, çıkıntılı tümseklere ihtiyaç duymadan bir mobil cihaza mükemmel şekilde uyan ultra ince bir modüle sıkıştırarak, telefon kameralarının DSLR cihazları kadar iyi olabileceğine inanıyor. Bunu yapmak ve tüm cihazı yazılım algoritmalarıyla mükemmel bir şekilde senkronize olacak şekilde tasarlamak, akıllı telefon kamera kalitesinde ilk gerçek yeni nesil sıçramayı sağlayacaktır. Cogswell’in şirket içi 3D baskıyı düşünen diğer tasarımcılara ne gibi bir tavsiyesi olduğu sorulduğunda,

Sadece deneyin. Kendi parçanızı bastığınızda, içinde ne olduğunu anlıyorsunuz ve bu gerçekten eğlenceli. CAD parçanızın bir gün içinde elinize geçmesi eğlencelidir. Bununla yapabileceğiniz çok şey var, tasarım hakkında düşünmenin pek çok yolu var.

Kamera merceğini yeniden tanımlama yolculuğunda Glass Imaging Inc.’i takip etmek için internet sitelerini ziyaret edebilirsiniz.

Geleneksel üretim teknolojilerinden 3D baskı teknolojisine geçerken hangi tür 3D yazıcıyı seçmeliyiz?

Ürün yaşam döngüsü göz önüne alındığında, 3D baskı teknolojilerinin kullanışlığının yalnızca prototipleme aşamasında değil bir çok alanda olduğunu biliyoruz. Bunlar arasında üretim aşamalarına yardımcı olacak tüm araç ve ekipmanları (jigler, şablonlar vs.) ve üretim makinelerinin bakım aşamaları için yedek parça üretimi bulunmakta.

Fotopolimer reçine kullanan teknolojiler, milimetrenin yüzde biri düzeyinde (FDM yazıcılarla elde edilemeyen değerler) doğruluk ve hassasiyet ihtiyacından doğmuştur. Mühendislik işlerinde kullanılan reçineler geliştikçe daha da popüler hale gelmektedir.

İhtiyaçlarınıza en uygun 3D yazıcıyı seçebilmeniz için ışığa duyarlı reçine kullanan iki teknolojinin (SLA ve LCD) artılarını ve eksilerini karşılaştırdık. Bu karşılaştırmayı yaparken iki profesyonel seviye 3D yazıcı Shining3D AccuFab-L4K ve Formlabs Form 3+ baz aldık.

1. Yazdırılabilir Malzemeler ve Reçine Maliyeti

Odaklanmak istediğimiz ilk nokta, hem mevcut malzeme çeşitliliği hem de maliyet açısından reçinelerdir.

BASF Forward AM’nin 2020’de bir fotopolimer reçine üreticisi olarak pazara girişi, açık reçine sistemleri kullanan yazıcıların düzenini değiştirdi.

Spesifik olarak, Formlabs Form 3+ kapalı bir malzeme sistemine sahiptir ve bunun reçinelerin maliyeti üzerinde önemli bir etkisi vardır. Aslında, en ucuz Formlabs reçinenin maliyeti KDV hariç litre başına 185 Euro‘dur. Buna, uygulamamızın Formlabs serisinde bulunan reçinelerden biri, yani 6 tip Standart Reçine, 10 Mühendislik reçinesi ile geliştirilebileceği umuduyla, üçüncü taraf reçineleri basmanın imkansızlığı da eklenmelidir.

Öte yandan, Shining3D tamamen açık malzeme sistemine odaklanarak, diğerleri arasında, litre başına maliyeti KDV hariç 40 €‘ya kadar düşüren BASF, Anycubic, Creality ve diğer marka reçineleri kullanmamıza izin veriyor.

2. Çözünürlük ve Baskı Hacmi

	(LCD) L4K	(SLA) Form 3+
XY çözünürlüğü	0,050 mm	0,025 mm
Z çözünürlüğü	0,025 mm	0,025 mm
Baskı hacmi	192x120x180 mm	145x145x185 mm

3. Baskı Hızı

LCD sistemi, SLA teknolojisinin yavaş yazdırma sürecini hızlandırma ihtiyacından doğmuştur. Aslında SLA ile üretimde bir sonraki katmana geçmeden önce tüm katmanın noktasal olarak tek tek kürlenmesi gerekiyor.

Accufab-L4K ise tüm katman tek seferde kürlendiği için, Form3 + ‘dan 5 kat daha hızlı üretim yapabiliyor. 0.025mm katmanla 10 mm/h’den 0.200mm katmanla 50 mm/h’ye kadar netlik sağlıyor.

Örneğin, Accufab-L4K 3D yazıcıda yukarıda gördüğünüz 99 bileşenin tamamını veya yalnızca birini yazdırmak, 0.050 mm’lik bir katmanla 40 dakika sürecektir.

Form 3+ kullanıldığında ise bileşenlerin yarısını oluşturmak için gereken baskı süresi yaklaşık 7 saattir.

Form 3+ XY baskı alanının daha küçük olması, aynı sayıda bileşeni işleyebilmek için en az iki baskı işlemi gerektirecektir.

4. Otomatik Reçine Isıtması

3D yazdırmaya başlamadan önce Formlabs SLA yazıcıları reçineyi otomatik olarak ayarlanan bir sıcaklığa ısıtır. Sarf malzemesi için ideal sıcaklığa ulaşıldığında, yazdırma başlar. Yazıcı, reçine sıcaklığını kontrol etmek ve buna göre ayarlamak için işlemi periyodik olarak duraklatabilir.

Özellikle Form 3+, ünitenin arkasında bir havalandırma deliğine sahiptir. Yazıcı havayı ısıtır ve reçineyi ısıtmak için reçine tankına üfler. Isıtma kanalındaki bir termal sensör hava sıcaklığını algılar.

Bu, baskı için 20°C ile 25°C arasında sıcaklıklara ihtiyaç duyan tüm reçinelere avantaj sağlıyor, ancak baskıya başlamak için gereken bekleme süreleri dezavantaj oluyor.

Öte yandan Accufab-L4K, baskı işlemi sırasında reçine sıcaklığını sabit tutmamıza izin vermez ve bu nedenle reçinenin işlenmesi için belirli bir sıcaklığa ihtiyacı varsa, laboratuvarda kontrollü bir sıcaklığın korunması veya reçineyi ısıtılması gerekir.

5. Yazılım

Her iki üretici de, bir gcode oluşturarak baskı ayarları yapmanıza ve baskı işlemlerini izlemenize olanak tanıyan tescilli bir dilimleme yazılımına sahiptir.

PreForm algoritmaları, modelin düzenini, yönünü ve desteklerini otomatik olarak ayarlar. Her iki yazılım da (PreForm ve AccuWare), istenen katman kalınlığını ayarlamanıza ve uyarlanabilir bir katman kullanmanıza olanak tanır. Bu gelişmiş yazdırma modu, yazdırma işlemi sırasında katmanların kalınlığını değiştirmek ve yüksek düzeyde ayrıntıyı yazdırma hızıyla dengelemek için kullanılır.

6. Aksesuarlar

Yukarıdaki görsel, baskı sonrası (yıkama ve kürleme) için iki Formlabs aksesuarını göstermektedir. Form 3+ baskı tablası yazıcıdan çıkarılabilir ve üreticinin modellerin kürleme aşamasıyla ilgili yıkama talimatları izlenerek önce Form Wash‘a ve ardından Form Cure‘a yerleştirilebilir.

Shining3D şu anda tescilli aksesuarlara sahip değildir, bu nedenle işlemi tamamlamak için üçüncü taraf işleme sonrası aksesuarları önerilir.

Sonuçlar

Aşağıdaki tablo, fotopolimer reçine baskısı için şu anda sınıfının en iyisi masaüstü yazıcılar olan iki modelin güçlü ve dezavantajlarını özetlemektedir.

	(LCD) L4K	(SLA) Form 3+
Fiyat	2990 €	4790 €
Çözünürlük	0,050 – 0,025 mm	0,025 – 0,025 mm
Baskı hacmi	192 x 120 x 180 mm	145 x 145 x 185 mm
Baskı hızı	Z’de 10 ila 50 mm / s	Z’de 5 ila 15 mm / s
Endüstri 4.0 ile uyum	Mevcut	Mevcut
Yazılım	Mevcut	Mevcut
Ardıl işlem	Üçüncü taraf ekipmanlar ile	Form Cure ve Form Wash
Otomatik Isıtma	Mevcut değil	Mevcut
Reçine maliyeti	30 €	185 €

Kaynak: Crea3d

Elektronik, biyoteknoloji, otomotiv ve havacılıkta minyatür cihazlara yönelik artan talep, mikro ölçekli katkı üretim teknolojilerinin geliştirilmesine olan ilgiyi artırıyor. Bu 3D baskı yöntemi, geleneksel üretimle mümkün olmayan şekillerde, daha hızlı ve çok daha düşük maliyetlerle küçük parçalar ve bileşenler üretebilir. Üreticiler, kendi mikro parçalarını şirket içinde 3D olarak basarak, günümüz tedarik zinciri aksamalarından etkilenmemektedir.

Dünya yüksek frekanslar, kısa dalga boyları ve küçük antenler ile 5G bant genişliğine geçerken, mikro yarı iletkenler çevremizdeki ürünlerde yer buldukça mikro ısı eşanjörlerine olan ihtiyaç artıyor. Tıbbi tedavi hastaya özel hale geldikçe, stentler gibi kişiselleştirilmiş tıbbi cihazlar üretme ihtiyacı da artıyor. Şu anda araştırmalarda çoğunlukla kullanılmasına rağmen, mikro ölçekli katkılı üretim, giyilebilir ve gömülü sensörlerden baskılı devre kartlarına ve canlı hücrelerle 3D baskıya kadar uygulamalar için büyük umut vadediyor. 

Mikro enjeksiyonlu kalıplama, mikro işleme ve aşındırma gibi geleneksel üretim teknikleri hassas küçük parçalar üretebilse de, bu tür işlemler özellikle tek veya toplu küçük parçalar için karmaşık ve maliyetlidir. Üstelik bu işleri yapabilecek çok fazla şirket yoktur. Mikro ölçekte eklemeli üretim, yüz binlerce parçaya kadar üretim için uygun olan yüksek çözünürlüklü ve yüksek hassasiyetli parçalarla geleneksel üretime bir alternatif sunuyor.

Mikro 3D Baskı Teknolojisinin Temelleri

Mikro ölçekte eklemeli üretim, genellikle 5 mikron katman kalınlığına ve 2 mikron çözünürlüğe kadar tek haneli mikronlarda ölçülen parçaların üretimini ifade eder. Hatta bazı teknolojiler, bir mikrondan 1000 kat daha küçük olan nanometre (nm) cinsinden ölçülebilen parçaları bile yazdırabilir. Referans olarak, bir insan saçının ortalama genişliği 75 mikrondur ve bir insan DNA ipliğinin çapı 2.5 nanometredir.

Bu teknoloji günümüzde lüks saat tasarımından havacılık ve uzay teknolojisine kadar her şeyde kullanılmaktadır. Çoğu mikro 3D baskı, reçine yazıcılar veya daha spesifik olarak ışıkla fotopolimerizasyon reaksiyonları yoluyla gerçekleştirilir. Ancak bazı şirketler polimerlerin ötesine geçerek çelik, bakır ve altın dahil metaller alanına girmeye başladı. Mikro katkılı üretim teknolojisinin beş ana kategorisine bir göz atalım.

Mikrostereolitografi (µSLA)

Bu işlem, tekne polimerizasyon ailesindendir. Işığa duyarlı sıvı reçine malzemesinin ultraviyole lazere maruz bırakılmasını içerir. Genel süreç, çoğu ticari reçine yazıcısıyla aynıdır. Reçineyi bir tanka dökün, bir yapı platformunu reçineye indirin. Lazer 3D parçanın bir kesitini katman katman çizerken, platform aşağıya indirilir. Aradaki fark, lazerlerin karmaşıklığı ve neredeyse inanılmaz derecede küçük ışık noktaları üretebilen lenslerin ve özel reçinelerin eklenmesidir.

Projeksiyon Mikrostereolitografisi (PµSL)

Bu eklemeli üretim tekniği düşük maliyeti, doğruluğu, hızı ve ayrıca polimerler ve biyomalzemeler gibi kullanabildiği malzeme yelpazesi nedeniyle büyüyor. PµSL işlemi, lazer yerine PµSL’nin bir projektörden gelen ultraviyole ışığı kullanması dışında µSLA’ya benzer. Teknik, mikro ölçekli çözünürlükte bir UV ışığı flaşı kullanarak tüm sıvı polimer katmanının hızlı fotopolimerizasyonuna izin verir, bu nedenle önemli ölçüde daha hızlıdır. Carbon gibi şirketlerin 3D yazıcılarında göreceğiniz dijital ışık işleme (DLP) reçine 3D baskı teknolojisine oldukça benzerlik gösterir.

İki Fotonlu Polimerizasyon (2PP veya TPP)

Bu teknolojinin mikro 3D yazıcılar arasında en yüksek doğruluğu sağladığı gösterilmiştir. Doku mühendisliği ve tıbbi implantlar gibi umut verici tıbbi yeniliklerin yanı sıra mikromekanik dahil endüstriyel uygulamalar için kullanılmaktadır. Ancak teknoloji ve malzemeler hala çok pahalıyken, yazıcılar diğer teknolojilerden daha yavaş olabiliyor.

Bu yöntemde, özel ışığa duyarlı reçine teknesinin derinliğinde 3D desenleri izlemek için darbeli bir femtosaniye lazer kullanıyor. Bu teknoloji bir nanofabrikasyon teknolojisi olarak kabul edilen 1 µm’den daha düşük çözünürlüklere olanak tanıyor.

Litografiye Dayalı Metal İmalatı (LMM)

Bu metal 3D baskı yöntemi, aynı fotopolimerizasyon ilkelerinden bazılarını kullanarak cerrahi aletler ve mikromekanik parçalar da dahil olmak üzere uygulamalar için küçük metal parçalar oluşturur. LMM’de metal tozu, ışığa duyarlı bir reçine içinde homojen olarak dağıtılır ve daha sonra mavi ışığa maruz bırakılarak seçici olarak polimerize edilir. Baskıdan sonra, “yeşil” parçaların polimer bileşenleri çıkarılır ve bir fırında sinterleme işlemiyle tamamlanan tamamen metal “kahverengi” parçalar bırakılır. Besleme stokları paslanmaz çelik, titanyum, tungsten, pirinç, bakır, gümüş ve altın içerir.

Elektrokimyasal Biriktirme

Mikro metal 3D baskı teknolojisinin en ileri noktasında, herhangi bir son işlem gerektirmeyen bir metal mikro 3D baskı işlemi geliştiren İsviçre merkezli şirket Exaddon var. Bu işlemde, bir baskı nozulu metal iyonları içeren sıvıyı bir mikro kanal aracılığıyla baskı yüzeyine iletir. Bu iyonlar, nesne tamamlanana kadar daha büyük yapı taşlarına (voksellere) dönüşen katı metal atomlarına çözülür.

Mikro Seçici Lazer Sinterleme (μSLS)

Bu toz yataklı füzyon bazlı katkı maddesi üretimi, esasen küçük ölçekte seçici lazer sinterlemedir (SLS) ve genellikle mikro lazer sinterleme olarak adlandırılır. SLS genellikle plastiklerle yapılan bir işlemi ifade etse de burada μSLS daha yaygın olarak metallerle bir lazer sinterleme işlemini ifade eder. μSLS alt 5 um çözünürlüğü ve 60 mm’den daha fazla olan bir verim ile gerçek 3D metal parçalar üretebiliyor.

μSLS’de, bir metal nanopartikül mürekkebi tabakası bir substrat üzerine kaplanıyor ve ardından tek tip bir nanopartikül tabakası üretmek için kurutuluyor. Daha sonra nanoparçacıkları istenen desenlere ısıtmak ve sinterlemek için dijital bir mikro ayna dizisi kullanılarak desenlenen lazer ışığı kullanılıyor. Bu adımlar dizisi daha sonra μSLS sisteminde 3D parçanın her katmanını oluşturmak için tekrarlanıyor.

Mikro 3D baskı – veya daha doğrusu mikro ölçekli katkı üretimi – mikroçiplerden tıbbi cihazlara kadar her şeyde yeni bir minyatürleşme devrimini körüklüyor.

Kaynak: ALL3DP

3D baskı teknolojisi birçok farklı alanda kullanılarak üretimin kilometre taşlarını yerinden oynatmaya devam ediyor. Eklemeli üretim teknolojisinde doğru tasarımı oluşturmak ne kadar önemliyse projelerinize nasıl hayat vereceğiniz de bir o kadar önem taşıyor. Hızlı prototipleme için en uygun üretim biçiminin eklemeli üretim olduğunu biliyoruz ancak 3 boyutlu nesneler üretmek için doğru yazıcıyı bulmak bu kadar kolay mı? 3D baskı teknolojisinin ortaya çıkışından bu yana amaç dijital bir modeli fiziksel bir ürüne dönüştürmek olsa da her teknolojinin farklı artıları ve eksileri bulunuyor. Eklemeli üretimde sürekli bir çekişme halinde olan SLA ve FDM yazıcıları inceleyerek bu sorumuza yanıt bulmaya çalışacağız.

Patenti alınan ilk 3D baskı tekniklerinden biri olan Stereolitografi (SLA), ilk olarak 1986 yılında 3D Systems’ın kurucusu Chuck Hull’un bir reçinenin lazer yoluyla fotopolimerizasyonu için ilk ticari patenti almasıyla başladı. Birkaç yıl sonraysa 1988’de Stratasys‘in kurucusu Scott Crump, ilk FDM (Fused Deposition Modeling) yazıcısını tanıttı. Bu teknoloji, kolay kullanımı ve diğer teknolojilere kıyasla düşük fiyatı nedeniyle popüler hale geldi. FDM’deki gelişme, Ultimaker, Makerbot ve Zortrax gibi şirketlerin büyük markalar haline gelmesine izin verdi.

FDM Nedir?

En demokratikleştirilmiş imalat yöntemlerinden olan FDM (Fused Deposition Modelling) ya da FFF (Fused Filament Fabrication) katmanlı bir üretim teknolojisidir. En basit anlatımıyla FDM’de, bir malzeme rulosu (termoplastik filament), belirli bir sıcaklıkla eritilerek tablaya üst üste eklenir. Baskı sırasında erimiş haldeki filament, ekstrüder (itici motor) tarafından itilerek nozuldan geçer ve baskı tablasına bırakılmış olur. Her katmanda aynı süreç tekrarlar ve 3 boyutlu obje oluşur.

FDM yazıcıların ardındaki konsept oldukça basit. Termoplastik bir filament nozülün içerisinden geçerken eriyerek üretim tablasına katman katman işleniyor. Eriyebilen birçok malzemeden yararlanarak üretim yapabilen bu teknoloji çoğunlukla ABS, PLA, ve Nylon gibi malzemeleri kullanıyor. Malzeme portföyü bunlarla sınırlı kalmayan FDM aynı zamanda fiber glass, karbon fiber veya metal gibi farklı malzemelerden de yararlanıyor. Bu durum birçok farklı rengin ve esnek malzemenin geliştirilmesinde rol oynuyor.

SLA Nedir?

Tıpkı FDM gibi eklemeli üretim tekniklerinden biri olan Stereolitografi (SLA) de modelleri katman katman oluşturur. Ancak FDM’in aksine SLA bir sıvı reçine olarak tanımlayabileceğimiz fotopolimer kullanır. SLA yazıcılar modelleri genellikle baş aşağı oluşturur.

UV’ye yakın bir lazer ışını ince bir sıvı fotopolimer reçine tabakası üzerine tasarımın 2D bir bölümünü hızlıca çizer. Işığa duyarlı reçine polimeri daha sonra reaksiyona girerek tasarımın tek bir 2D katmanını oluşturarak katılaşır. Lazerin aşağıdan veya yukarıdan gelmesine bağlı olarak, nesne reçine ile hala temas halindeyken bir katman derinliğinde yükseltilir. Aynı zamanda nesneye sırasıyla yeni bir reçine katmanı da uygulanabilir. Ardından, 3D yazdırma işlemi tamamlanana kadar süreç, tasarımın her yeni katmanı için tekrarlanıyor. Son adım olaraksa tamamlanmış nesne temizlenerek nihai destek yapıları çıkarılıyor.

Kısaca:

FDM: Katı termoplastiğin anlık olarak eritilerek, tablaya düştükten sonra hemen kuruması prensibiyle

SLA: Sıvı reçinenin ışık ile dondurulması prensibi ile çalışır.

Doğru Yazıcıyı Seçmek: SLA vs FDM

Mevcut 3D yazıcı türleriyle, belirli bir iş için doğru 3 boyutlu yazıcıyı seçmek oldukça güç bir hal aldı. 3D yazıcıların daha iyi ve daha uygun fiyatlı hale gelmesiyse bu ikilemi artırıyor. FDM ve SLA üzerine farklı kategorilerdeki karşılaştırmamızla birlikte hangi yazıcıların sizin için daha uygun olduğunu bulmaya çalışacağız.

Materyal Kullanımı

FDM yazıcılar çok çeşitli termoplastik polimerler kullanır ancak aynı zamanda filament formundaki kompozitler de kullanır. Baz termoplastik malzemeler ucuz olduğundan filamentler de oldukça ekonomiktir. Bir kilogram 3D baskı filamenti, malzeme türüne ve kalitesine bağlı olarak 24 ila 99$ arasında değişebilir.

SLA yazıcılarıysa 3D baskı için daha sınırlı bir malzeme yelpazesine sahiptir. SLA, sıvı reçine formunda ışığa duyarlı ısı ile sertleşen plastikler kullanır. Reçineler oldukça maliyetlidir ve çoğunlukla SLA yazıcı üreticileri tarafından üretilir. Bir litre reçinenin maliyeti, türüne ve kalitesine bağlı olarak yaklaşık 100 ila 200$ arasında değişebilir. SLA ile birlikte kullanılan malzemeler genellikle dişçilik ve mücevherat gibi özel uygulamalar için kullanılan malzemelerdir.

Renkler ve Karışımlar

FDM’nin malzeme portföyüne bağlı olarak renk seçimiyle çeşitlendirilebilir. Malzeme türünden bağımsız olarak, boyalar, tasarımcılara ve mühendislere büyük bir esneklik sunan bir renk paleti üretmek için üretimdeki malzeme ile kolayca birleştirilebilir. Geniş bir malzeme yelpazesi ile tedarikçiler daha fazla renk çeşitliliği sunarken, bazı üreticiler seçici müşteriler için özel renk eşleştirme hizmeti bile sunabiliyor.

SLA ise renk çeşitliliği konusunda sınıfta kalıyor. Genellikle siyah, gri ve şeffaf renklerde bulunur. Bununla birlikte, tüm SLA malzemeleri, orijinal temel malzemenin harmanlanmış formlarıdır. Renkler genellikle sınırlı olsa da deney yapanların çeşitli renkler oluşturmak için kendi pigmentlerini karıştırabilecekleri bazı durumları göz ardı edemeyiz ancak bu oldukça zor bir süreç olabilir.

Yüzey Kalitesi

FDM yazıcılarla elde edilen yüzey kalitesinin minimum katman yüksekliği nedeniyle SLA kadar estetik olmadığını söyleyebiliriz. FDM baskılarda katman çizgileri açıkça görülebilir. Çizgi kalınlığı genel olarak yaklaşık 400 mikrondur. Yandan bakıldığında çizgi kalınlığı tipik olarak 50 – 400 mikron arasında ayarlanabilir.

SLA yazıcıları, parçanın her çizgisini “çizmek” için bir lazer kullandığından, ortaya çıkan çizgiler çok daha küçük ve estetik açıdan daha pürüzsüz bir yüzey kalitesi sunar. Lazerin ve ortaya çıkan iyileştirilmiş çizgilerin yaklaşık genişliği 20 mikrondur. FDM ile karşılaştırıldığında mikron farkı oldukça göze çarpıyor.

Boyutsal Doğruluk

FDM 3D baskı, daha büyük özellikler için iyi bir boyutsal doğruluk sağlar. Daha küçük detaylar içinse boyutsal doğruluk oranı bu kadar iyi olmayabilir. Bu, 3D yazıcı türüne (DIY, masaüstü, profesyonel veya endüstriyel FDM yazıcı) bağlı olarak da değişebilir. Bu noktada doğru 3D yazıcıyı seçmek bir görev haline geliyor çünkü boyutsal doğruluk, kalibrasyon ve dilimleme ayarları gibi diğer faktörlere de bağlıdır.

Bir SLA yazıcı çok iyi bir çözünürlük elde edebildiğinden boyutsal doğruluk oranı diğer 3D baskı teknolojileriyle karşılaştırılamayacak düzeyde iyidir. Öncelikli hedefiniz yüzey kalitesi ve ince özelliklerde (mücevher veya diş hekimliği gibi) doğruluksa, SLA harika bir seçim olacaktır.

Parça Sağlamlığı

FDM yazıcılar, polimerler ve kompozitlerde baskı yapabilme yeteneklerinden dolayı dayanıklı, kullanılabilir, uzun ömürlü parçalar üretmeye gelince önemli bir avantaja sahiptir. Örneğin naylon karbon fiberde baskı yapmak inanılmaz derecede güçlü ve aynı zamanda hafif bir parça üretmenizi sağlar.

SLA yazıcılar, genel olarak güçlü parçalar yerine hassas ve ince ayrıntılı parçalar oluşturmalarıyla bilinir. Bu durum birçok faktörün birleşiminin bir sonucudur. Birincisi, kürlenmiş reçineler oldukça kırılgan olma eğilimindedir. Diğer bir nedense FDM baskılardan farklı olarak SLA baskıların katı şekilde basılamamasıdır. Bu tür parçalar çatlaklara, eğrilmelere ve sıklıkla baskı hatalarına neden olabilir.

Kullanım Kolaylığı

FDM yazıcıların kullanımı oldukça basittir. Yazıcının bir ucuna plastik filamenti diğer ucunu da ekstrüder yerleştirerek baskı işlemine başlayabilirsiniz. Bu kullanım kolaylığı FDM yazıcıları bir ev, ofis veya okıl ortamında kullanmak isteyenler için iyi bir seçenek haline getiriyor. Parçalar kuru ve temiz çıktığ için işlem sonrası sürece pek bir iş kalmıyor diyebiliriz. Kalan malzemeler bir sonraki baskı için sert plastik filament formunda kolayca saklanabiliyor. Üretimde sürdürülebilirlik açısından da bu özelliği oldukça önem taşıyor.

SLA baskı parçalar estetik açıdan güzel görünse de sürece sürece dahil olan birden fazla iş bulunuyor. Sıvı reçinede parça basmanın doğasından kaynaklanan karmaşa nedeniyle bazı parçalar için güçlük yaratabilir. Parçalar yapışkan bir şekilde çıkar ve yüksek derecede toksik olabilir. Bu sebeple baskı işlemi gözlük, eldiven ve diğer koruyucu ekipmanların kullanılmasını gerektirir.

Baskı Maliyeti

FDM, 3D baskı alanındaki en uygun fiyatlı teknoloji olabilir. Sadece yazıcı açısından değil aynı zamanda operasyonları açısından da ucuzdur. Bunun sebebi kullanılan malzemelerin diğer teknolojilere göre çok daha ucuz olmasıdır. Sonuç olarak, FDM 3D baskı yoluyla üretilen ürünler, karşılaştırmalı ürünlere göre genellikle daha uygun fiyatlıdır.

SLA yazıcılarla gerçekleştirilen eklemeli üretimse oldukça maliyetli bir süreci beraberinde getiriyor. Lazer kaynağı ve tarama aynaları gibi pahalı parçalara ek olarak, ham madde (reçine) de pahalıdır. Ayrıca neredeyse tüm modeller bir miktar destek yapısı gerektirir ve bu nedenle 3D yazdırılmış çıktılar pahalı hale gelir.

Nihai Kararınız Ne Olacak?

FDM ve SLA 3D yazıcılar birçok sektörde popüler olduklarını kanıtladı ve kullanımları giderek artmaya devam ediyor. Bazıları bir teknolojiyi diğerine tercih edebilirken, birçoğu her teknolojinin gücünden yararlanmanın faydasını görüyor. Örneğin, bir şirketteki bir tasarımcı, son bir parçaya ayrıntılı bir bakış için SLA’yı kullanırken bir mühendis, prototip testi için ABS gibi bir üretim malzemesiyle bir parça üretmek için FDM’yi kullanabilir.

Birinden birini seçmeniz gerekiyorsa kendinize yaygın malzemelerle basılmış daha sağlam bir parçaya mı yoksa güzel görünen son derece ayrıntılı bir parçaya mı ihtiyacınız olduğunu sorun. Daha güçlü, kullanışlı bir parçaya ihtiyacınız varsa, bir FDM yazıcıyı tercih edebilirsiniz. Eğer güzel görünümlü, ayrıntılı bir parçaya ihtiyacınız varsa SLA yazıcı sizin daha doğru bir tercih olacaktır. Her iki durumda da 3D baskı, dijital bir tasarımı alıp onu hızla fiziksel bir gerçeklik haline getirmenin en kolay yoludur.

İşiniz, atölyeniz veya hobileriniz için en uygun 3D yazıcıyı keşfetmekte zorlanıyorsanız; ücretsiz danışmanlık hizmetimizden faydalanmak için bizimle bu bağlantı üzerinden iletişime geçebilirsiniz.

Kaynak: 3Dnatives, Sculpteo, All3DP, Makerbot,

“Önümüzdeki 4 sene içerisinde 20 milyar dolarlık bir hacme ulaşması beklenen 3B yazıcı sektörü ne hızla büyüyor?, Önde gelen teknoloji haber sitesi TechCrunch tarafından yayımlanan yazıya göre neden 3B yazıcıların patlama tarihi 2016 olarak gösteriliyor? Pazarda bulunan birbirinden farklı onlarca patent 3B yazıcı sektörünün gelişimini nasıl etkiliyor?” gibi soruların hepsi bu yazıda cevap buluyor.

Hepimizin temennisi, 1000 dolarlık 3B yazıcılarda endüstriyel kalitede baskı alma hayali artık gerçeğe dönüşmek üzere. Peki 2016 gerçekten beklenen yıl mı?

 

 

Geride kalan son birkaç yılda, 3B yazıcı fiyatlarının düzenli olarak ucuzlaması ve baskı kalitesinin sürekli olarak artması tek bir ana nedene bağlanabilir, Patentler.  1970’li yıllardan beri 3B yazıcı sektörünün şekillenmesinde önemli bir role sahip olan bu patentlerin, olayların temeline indiğimizde aslında 3B yazıcı sektörünün gelişimi için bir ayak bağı olduğunu açıkça görüyoruz.

1900’lü yılların sonlarına doğru alınan bu patentlerin zaman aşımına uğramasından yola çıkarak, 3B yazıcıların 2016 yılı itibariyle son kullanıcılar  tarafından oldukça erişilebilir hale geleceği tahmininde bulunan TechCrunch, bunu şu şekilde açıklıyor:

“FDM (Fused Deposition Modeling) baskı patentinin geçerliliği, 2009 yılında sona erdiğinde, FDM tabanlı 3B yazıcıların fiyatı 10.000 dolardan neredeyse 1000 dolara düştü. Bu sayede son kullanıcı odaklı 3B yazıcı üreticileri, (MakerBot, Ultimaker vb.) patentlerin geçerliliğini yitirmesinden faydalanarak kendi yazıcılarını piyasaya sürdüler. Böylece herkes tarafından erişilebilir 3B baskının önü açılmış oldu.”

Gördüğünüz gibi, 1970’li yılların sonlarında patenti elinde bulunduran şirket hariç FDM baskı tekniği hiçbir son kullanıcı, hatta hiçbir özel şirket tarafından erişilebilir değildi. Dolayısıyla, pazarda bir tekellik durumu söz konusu olduğu gibi,  bu teknolojiden son kullanıcılar da faydalanamıyordu. Ne zaman patentler geçerliliğini yitirdi; işte o zaman endüstriyel sınıf 3B yazıcılardan masaüstü 3B yazıcılara doğru bir çeşit kayma yaşandı.

 

2016 yılı için sayısız spekülasyonların ortaya atılmasının arkasında neden de işte bu. Şu an yalnızca SpaceX, Tesla, General Electric, BMW vb. şirketlerin elinde bulunan toz tabanlı, metal tabanlı ve sıvı tabanlı baskı teknolojilerinin patentleri tam olarak bu yılın sonunda geçerliliğini yitiriyor.

“Yani bu gelişme yakında metal, toz ve sıvı tabanlı baskı yapan 3B yazıcıların kullanıcı dostu, ucuz ve küçük versiyonlarını görebileceğimiz anlamına geliyor.”

Dilerseniz bu 3 temel baskı teknolojisi patentinin, zaman aşımından nasıl etkileneceğini birlikte inceleyelim.

 

 

Sıvı Tabanlı Baskı Teknolojisi

 

 

Carbon 3D tarafından geliştirilen 100x hızlı baskıya imkan tanıyan CLIP teknolojisi, sıvı tabanlı baskı alanında büyük dalgalanmalara neden olmuştu. Chuck Hull tarafından patentlenen SLA, yani sıvı tabanlı baskı tekniği üzerine inşa edilen bu teknoloji bakalım önümüzdeki yıllarda patentlerin geçerliliğini yitirmesinden nasıl etkilenecek. Belki de 100x hızlı baskı gerçeğe dönüşecek!

Sıvı tabanlı baskı öncülerinden Formlabs Inc. de patent mağdurlarından… 2012  yılındaki Kickstarter kampanyalarının 3 milyon dolardan fazla fonlamaya ulaşmasının ardından, 3D Systems kurucusu Chuck Hull kendilerine hukuki dava açtı. Açılan dava sonucu, şu an satın alınan her Formlabs markalı 3B yazıcıdan %8 telif hakkı kesiliyor. Alınan telif hakları 3D Systems’a gidiyor. SLA teknolojisi patentinin bu yıl sonunda zaman aşımına uğramasıyla Formlabs başta olmak üzere SLA teknolojisine dayalı yazıcılarda bir fiyat düşüşü görebiliriz.

 

Toz Tabanlı Baskı Teknolojisi

 

 

SLS (Selective Laser Sintering) teknolojisi 1984 yılında Dr. Carl Deckard ve Dr. Joe Beaman tarafından bulundu. Buldukları teknolojiyi ticarileştirme yoluna giden ikili, SLS teknolojisinin patentini alarak yollarına devam etmeyi tercih ettiler.

İkili daha sonra bir miktar ücret karşılığı sahibi oldukları SLS patentini 3D Systems’a kaptırdı. Ancak SLS teknolojisinin patenti 2014 yılında geçerliliğini yitirdi. Bu gelişmenin ardından 3B yazıcı üreticileri arasında SLS tabanlı, son kullanıcıya yönelik bir 3B yazıcı üretme rekabeti başladı. Pek yakında pazarda SLS tabanlı 3B yazıcılarla karşılaşabiliriz.   

 

Metal Tabanlı Baskı Teknolojisi

 

 

Hepimiz için uzun yıllar boyunca hayal olan bu teknoloji, en çok yankı uyandıracak teknoloji desek abartmış olmayız. Söz konusu metal olunca, yapabileceklerinizin sınırı kalmıyor.

Metal baskı patenti Almanya’dan Fraunhofer Institute for Laser Technology’nin elinde bulunuyor. Sevindirici haber: bu patent de 2016 yılında geçerliliğini yitiriyor! Bunun ne anlama geldiğini zaten biliyorsunuz. Pek yakında metal tabanlı yazıcıların masaüstü versiyonları geliştirilecek (veya şu an geliştiriliyor) ve fiyatlar dramatik bir şekilde aşağı inecek.

3B yazıcı satışları her yıl gözle görülür bir şekilde artarken, yalnızca 2015 yılında 5000 dolar fiyat barajının altında tam 200.000 adet yazıcı satıldı ve 4.1 milyar dolar pazar değerine ulaşıldı. Bu oldukça umut verici, patentler zaman aşımına uğradıktan sonra sektörün nasıl çalkalanacağını ve bundan biz son kullanıcıların nasıl faydalanacağını görmek, biz 3. sanayi devrimine tanıklık edenlerin yaşacağı en güzel şey olacak!

 

Kaynak: TechCrunch

Yazar: Çağan Kuyucu

Tüm dünyada özellikle diş hekimliği, kuyumculuk ve endüstriyel tasarım alanlarında tercih edilen Form 1+’ı Türkiye’de satışa sunduk. Hammadde olarak reçine kullanan, SLA adı verilen ve reçinenin lazerle katılaştırılması yöntemiyle çalışan Form 1+, son derece detaylı objeleri kısa sürede yapmaya imkan tanıyor. Bu özel 3D yazıcı, Türkiye’nin ilk ve tek konsept  3D yazıcı mağazası 3Dörtgen’de ve İnternet sitemiz 3dortgen.com’da satışa sunuldu.

 

3D yazıcı sektörünün tüm dünyadaki en önemli ürünlerinden Form 1+’i Türkiye’ye getirdik. Formlabs tarafından geliştirilen Form 1’in geliştirilmiş versiyonu olan Form 1+, özelllikle diş hekimliği, kuyumculuk ve endüstriyal tasarım alanlarında tercih ediliyor. Güçlü lazeri ve yüksek hızıyla, son derece detaylı ve zorlu objeleri kısa sürede üretebiliyor.

Küçük boyutları ile yaşam alanınızı sınırlamayan Form 1+, kullanıcı dostu yazılım arayüzü sayesinde kolayca yönetilebiliyor. Hammadde olarak reçine kullanan 3D yazıcı, reçinenin lazerle katılaştırıldığı SLA denilen sistem ile çalışıyor. Formlabs’ın kullanıcılarına sunduğu 2 yeni reçine alternatifi sayesinde, esnek malzeme ile üretim yapmak ve kalıp almak da mümkün. Form 1+’ı rakiplerinden bir adım daha öne taşıyan hammadde teknolojisi ve güçlü donanımıyla, hem tasarımları en ince detayına kadar yakalayarak oluşturuyor hem de en zorlu çizimleri bile hızla fiziksel hale getiriyor.

 

Form 1+, 3Dörtgen tarafından 5750 dolar fiyat etiketiyle meraklılarının ve profesyonellerin beğenisine sunduk. Detaylı bilgi için 3dortgen.com’u ziyaret edebilirsiniz.

Teknik Özellikler

Teknoloji: Stereolithography (SLA)
Baskı hacmi: 12,5 x 12,5 x 16,5 cm
Çözünürlük: 25/50/100 mikron
Ebat: 30 x 28 x 45 cm
Ağırlık: 8 kg
Çalışma Sıcaklığı: 18-28 °C
Güç Gereksinimi: 100-240 V