3 Boyutlu Yazıcılar

  • Yazdır
  • A
    Yazı Tipi
  • Yorumlar
3 Boyutlu Yazıcılar
Abone ol
Günümüz teknolojisinde 3D Printer olarak bilinen 3 boyutlu (3B) yazıcı, bilgisayar destekli programların kullanılmasıyla dijital olarak elde edilen modelleri plastik, metal vb. malzemelerle baskı esnasında işleyerek 2 boyutlu bir düzlemde her bir katmanı üst üste gelecek şekilde ince tabakalar oluşturup 3 boyutlu bir nesne meydana getiren bir tip yazıcıdır

Her sektörde ürün geliştirme sürecinin kısaltmaya yönelik yeni üretim teknolojileri olanaklarının artmaya devam ettiği gözlenmektedir. Günümüz üretim dünyasında firmaların rekabetçi kalabilmeleri için ürünün pazara sürüm sürecini kısaltması önem arz etmektedir. Yeni bir ürün tasarlama ve geliştirme süreçlerinde meydana gelebilecek problemlerin başlangıçta öngörülmesi ve oluşan problemlere ait çözüm yollarını hızlı bir şekilde belirlenmesi üç boyutlu yazıcı teknolojileri ile mümkün olabilmektedir. Bilgisayar ortamında oluşturulan tasarımların seri üretime geçmeden önce prototiplerinin hazırlanarak gerekli testlerin yapılması üretim sürecindeki karşılaşılabilecek problemlerin çözüm sürecini kısaltmaktadır. Teknolojideki yenilikler ve internet teknolojilerinin gelişmesi sanayide dönüşümü tetiklemiş ve Endüstri 4.0 ya da Dördüncü Sanayi Devrimi (Sanayi 4.0) kavramını ortaya çıkarmıştır. Endüstri 4.0’ın temel aşamalarından biri olan katmanlı üretim yani 3B yazıcı; üretime esneklik, verimlilik ve yenilik fırsatları getirmiştir. 3B yazıcı teknolojisi tasarım sınırlarını kaldırarak, geleneksel yöntemlerle imalatı mümkün olmayan veya zor olan parça ve ürünlerin kolaylıkla, kısa sürede ve maliyet etkin üretilmesini sağlamaktadır. Otomotiv, medikal, havacılık, savunma, dişçilik, biyomedikal ve kuyumculuk gibi sektörlerde 3B yazıcı gün geçtikçe artarak kullanılmaktadır.

3B yazıcının başlangıcı 1970’lerin sonlarında olsa da ilk defa bir katı maddenin yazdırılma işlemi 1982 yılında Hideo KODAMA tarafından yapılmıştır. 3D Systems Corp.’un kurucusu Charles HULL tarafından ilk 3B yazıcı 1984 yılında üretilmiştir. O yıllardaki teknolojiyle 3B yazıcılar boyutsal anlamda çok büyük ve maliyetlerinin yüksek olması nedeniyle ağırlıklı olarak prototip üretiminde kullanılmıştır. 1988 yılında ilk renkli baskıları üreten yazıcılar için Selective Laser Sintering (SLS) ve Fused Deposition Modelling (FDM) teknolojileri keşfedilmiştir. 3B yazıcıların pazara girmesi 1995 yılında gerçekleşmiştir. İlk yüksek çözünürlüğe sahip ürünler üreten 3B yazıcıyı 1996 yılında Z Corporation tasarlamıştır. 21. yüzyılda teknolojinin gelişmesiyle üretim maliyetlerinin düşmesi nedeniyle yaygın bir pazar haline gelmiştir. 2007 yılında Regrap adıyla ilk açık kaynak kodlarına sahip yazıcılar piyasaya çıkmıştır. Açık kodlar ile 3B yazıcılar gelişmeye başlamıştır. 2008 yılında Object Geometries Şirketi aynı anda farklı malzemeler kullanarak ürün üretebilen Connex500 modelini geliştirmiştir. 2009 yılından itibaren başlangıçta sadece sanayi ağırlıklı kullanılan 3B yazıcılar Makerbot ve 3D Systems şirketlerinin geliştirmiş olduğu Cubify gibi modellerle artık evlerde de kullanılmaya başlamıştır.

3B yazdırma teknolojileri, 3B yazıcı, modelleme yazılımları, tarayıcılar ve yazıcıya uygun malzemelerden (plastik, metal vb.) oluşmaktadır. Yazdırılacak nesnenin 3B modeli bilgisayarda bir tasarım programı yardımıyla veya tarayıcılar kullanılarak oluşturulur. Oluşturulan bu model dosya olarak 3B yazıcıya aktarılır. Bu aşamadan sonra özel dilimleme programları aracılığıyla dilimleme işlemi gerçekleştirilerek katmanlarına ayrılır. Daha sonra 3B yazıcı bünyesinde bulunan hammaddesini kullanarak dijital modeller nesnelere dönüştürülür. 3B yazıcılarda hammadde olarak plastik toz, reçine, oyun hamuru, seramik, metal, yiyecek malzemeler, biyomalzemeler, çimento, cam, çeşitli metaller, metal alaşımları ve bileşik malzemeler kullanılmaktadır. Genellikle plastik ham malzemelerin 3B yazıcı malzemeleri pazarına hâkimdir.

3B yazıcılar, üretimi gerçekleştirebilmek için birçok farklı teknoloji kullanabilmektedirler. Teknolojiler arasındaki farklılıklar genellikle katmanların nasıl oluşturulduğu ile alakalıdır. Bu yazıcılardan en çok tercih edilen ve kabul gören “Birleştirmeli yığma modeli –  (Fused Deposition Modelling-FDM” dir. FDM yöntemi aslında bir baş bölümün üç eksen üzerinde yaptığı harekete göre geliştirilmiştir. Yatay ekseni temel alarak baş bölgenin üçüncü eksende yığma yaparak modeli oluşturmasıdır. Baş bölüm ısı ile polimer malzemeleri eriterek şekillendirmeyi yapmaktadır. Bir diğer yazıcı teknolojisi “Işıkla Kürleme Tekniği-(Stereo Lithography Apparatus-SLA) dir. Bu yazıcı tekniği, sıvı monomer reçinenin (Epoksi, Akrilat, Vinil, Eter) ultraviyole ışınlar yardımıyla katılaştırılması ile kontur ve katman oluşturmaya dayalı bir yöntemdir. Foto polimerizasyon olarak da anılır. Oda sıcaklığında sıvı halde bulunan fotopolimer reçine tabakasının noktasal bir morötesi lazer ışını vasıtasıyla belirli bölgelerinin kürleştirilmesi prensibine Sterolitografi tekniği denir. Bilgisayarla kontrol edilen tarama sistemi parça geometrisine göre lazer ışınını reçine tabakası üzerinde gezdirerek ilk katmanı oluşturur. Parçanın bulunduğu platform katman aralığı kadar aşağı indirilerek bir kanat yardımı ile bir kat sıvı fotopolimer ilk katmanın üzerine sıvanır. Kürleştirme işlemi sırasıyla devam ederek parçanın üretilmesini sağlar. Katmanlar tamamlanınca parça reçine havuzundan çıkarılır. En çok kullanılan bu iki yazıcı dışında ayrıca Seçici lazerle sinterleme (SLS), Lazer ile ergitme (SLM), Dijital Işık Yöntemi (DLP),Lamine nesne üretimi (LOM) yazıcılarda 3B yazıcılar arasında yer almaktadır.  

Bu yazıcıların bazı avantajları ve dezavantajları mevcuttur. Avantajlarına baktığımızda; bilgisayar destekli tasarım ile hazırlanan ürün modeli saatler hatta dakikalar içerisinde tasarlanan nesneler oluşturulabilir. Geleneksel yöntemlerle üretim yapılırken ihtiyaç duyulan makine, teçhizat ve işçilik maliyetleri azalır. Birçok işi (frezeleme, tornalama, üretim sonrası talaş temizleme vb.) ortadan kaldırır. Karmaşık yüzey geometrisi olan nesneler kolayca nesnelere dönüştürülebilir. Kullanılan sarf malzemesi filamentlerin temini hem kolaydır hem de uygun fiyattadır. Birçok sarf malzemesi bioplastik olduğu için sağlığı olumsuz etkileyecek özelliği yoktur. Ergitirken çevreye zehirli gazları çıkarmazlar. Ayrıca doğada çözülebilme özellikleri vardır. Geleneksel yöntemlere göre maliyeti oldukça düşüktür. Mühendislik eğitiminde tasarım çalışmalarında kullanılabilmektedir. Bunun yanında bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Diğer seri üretim yöntemlerine göre 3B yazıcıların üretim süresi daha uzun bir üretim yöntemidir. Diğer üretim yöntemlerinde gereken kalıp, takım tasarım gibi aşamaların 3B yazıcılarda olmaması nedeni ile toplamda daha hızlı ürün gerçekleştirilebilmektedir. Sadece üretim süresini için 3B yazıcılar seri üretimde diğer tekniklere göre daha yavaştır. Yüzey pürüzlülüğü, en profesyonel makinelerden en amatör kendin yap makinelere kadar bütün 3B yazıcılarda yüzey pürüzlülüğü bir problemdir. Katmanlar çok çok küçük bile olsa dikkatli bakıldığında gözlemlenebilir. Malzeme sınırlılığı; son teknolojik gelişmelerle birlikte malzeme seçenekleri oldukça artmış olsa da, geleneksel üretim yöntemleri ile karşılaştırıldığında malzeme çeşitliliği oldukça azdır. Döküm ve talaşlı imalat ile karşılaştırıldığında hassasiyet oldukça büyük bir problem olarak karşımıza geliyor. Ebatlar, 3B yazıcı tekniği ile dev makine parçaları üretmek oldukça problemlidir. Hacim büyüdükçe yukarıda bahsedilen problemler katlanarak artıyor.

Sonuç olarak 3B yazıcı kullanım alanları tıp, uzay ve havacılık, kalıpçılık, otomotiv, dişçilik, askeri donanım, mimari, gıda, heykelcilik, kuyumculuk, tekstil, reklam, promosyon ve eğitim alanına kadar pek çok farklı alanda kullanılmaya başlandı. Son kullanılan teknolojilerle birlikte ürün geliştirme, canlı doku ve organ baskısı gibi uzmanlık alanları, kişiye özel cerrahi cihazlar, yüz ve bacak protezleri, işitme yardımcıları, diş alanında dental uygulamalar, ortopedik implantlar ve diş hizalayıcılar gibi geniş uygulama alanları olduğu görülmektedir.  3B yazıcı teknolojileri ARGE çalışmaları yanında eğitim alanında da kullanılmaya başlamıştır. 3B yazdırma teknolojilerinin eğitim alanında yoğun biçimde kullanılmıyor olmasının en önemli nedenleri arasında, bu teknolojiyi etkin biçimde kullanması beklenen öğrencilerin 3B yazdırma teknolojisiyle birlikte gelen yazılım ve donanımı kullanabilme adına gereken niteliklere tam olarak sahip olmaması ve öğrenme-öğretme ortamlarında kullanımının oluşturacağı maliyetin fazla olması yer almaktadır. Ürün tasarım maliyetlerinin düşmesi ve öğrencilerin gerekli yazılım ve donanım bilgilerini alması ile eğitimde de yaygın olarak kullanılmaya başlayacaktır.

Kaynakça:

1 - Akbaba, A. ve Akbulut, E. (2021). 3 Boyutlu Yazıcılar ve Kullanım Alanları. ETÜ Sentez İktisadi ve İdari Bilimler Dergisi. Sayı: 3, 19-46.

2 - Karakılınç U., Yalçın B. ve Ergene B. (2019), Toz yataklı/beslemeli eklemeli imalatta kullanılan partiküllerin uygunluk araştırması ve partikül imalat yöntemleri, Politeknik Dergisi, 22(4): 801-810.

3 – Sönmez S., KESEN U. Ve DALGIÇ C. (2018), 3 Boyutlu Yazıcılar, 6. Uluslararası Matbaa Teknolojileri Sempozyumu 

4 - Özsoy, K. ve Duman, B. (2017). Eklemeli İmalat (3 Boyutlu Baskı) Teknolojilerinin Eğitimde Kullanılabilirliği.International    Journal    Of    3d    Printing    Technologies    And    Digital Industry,1(1), 36-48

5- Gebhardt, A. veFateri, M. (2013, January). 3D printing and its applications. InRTejournal-Forum für Rapid Technologie(Vol. 2013, No. 1)

6 - https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/504415

 

  • Mevlüt Göktuğ Ural
  • Tarih :2021-12-05 14:16:20
  • Etiketler: '3 boyutlu yazıcılar  'Üretim  'Sanayi  
  • TEKNO OCAK

Kaynak:ogretmenler.net

Anahtar Kelimeler:
  • 0
    SEVDİM
  • 0
    ALKIŞ
  • 0
    KOMİK
  • 0
    İNANILMAZ
  • 0
    ÜZGÜN
  • 0
    KIZGIN
Kuryeler işlerinin başındaÖnceki Haber

Kuryeler işlerinin başında

Endüstri 4.0 ve Gelişim SüreciSonraki Haber

Endüstri 4.0 ve Gelişim Süreci

Yorum Yazın

2023 Yılı Erasmus+ Programı Merkezi Proje Fırsatları
MEB, Bağımlılıkla Mücadele Eğitimi Verecek
İşte 2023-2024 Eğitim-Öğretim Yılı Ders Kitabı Listesi
Aile okulu projesiyle 40 bin muhtara eğitim verildi
BİLSEM Sınavlarında her oturuma ücret ödenmemesini idare mahkemesi iptal etti
Öğretmenlerin yüzde 30 zamlı ek ders ücretleri belli oldu
Bilsem Öğrencilerimiz İçin Uzay Kampı Başlıyor
Evde veya hastane sınıfında eğitim hizmeti sunan tüm öğretmenlere başarı belgesi verilecek
81 İlde İhtiyaç Duyulan Her Hastaneye Hastane Sınıfı Kurulacak
Nükleer Enerji Alanında Tematik Lise Kurulacak
TEKNOFEST 2023 Çevre ve Enerji Teknolojileri Yarışması Ön Değerlendirme Raporu Sonuçları Açıklanmıştır!
TEKNOFEST 2023 Eğitim Teknolojileri Yarışması Ön Değerlendirme Rapor Sonuçları Açıklandı!
TEKNOFEST 2023 Robotaksi-Binek Otonom Araç Yarışması Ön Tasarım Rapor Sonuçları Açıklandı!
TEKNOFEST 2023 Savaşan İHA Yarışması Ön Tasarım Rapor Sonuçları Açıklandı!
Uluslararası Erken Çocukluk Eğitimi Zirvesi
Ulusal ve Uluslararası Proje Hazırlama Öğretmen Rehber Kitabı
Emeklilik ve Sosyal Güvenlik: Temel Vazgeçilmez Bir İnsan Hakkıdır
İlksan Kanser Sağlık Destek Yardımı 2023 Yılı Sigorta İhalesi Yapıldı
MEB’e Görevde Yükselme ve Unvan Değişikliği Sınavı ile Şube Müdürlüğü Sınavı Talebimizi ilettik
Ukraynalı İstiklal Marşı'ını CİMER'e şikayet etti haberi yalan çıktı