3D baskı, 21. yüzyılın en devrim niteliğindeki teknolojilerinden biridir.st yüzyılda ve her şeyin yaratılma, tasarlanma ve inşa edilme şekli sürekli olarak değişiyor. Bu nedenle 3D baskı endüstrisinin imalat perakendecilerinin izlemesi gereken en önemli sektörlerden biri olması şaşırtıcı değil.
Ancak birçok alıcı, 3D baskı teknolojisindeki çeşitli yenilikler konusunda güncel kalmakta zorluk yaşayabilir. Bu makale, bilinmesi gereken yedi önemli teknolojiyi tartışacak ve doğru yazdırma sürecini seçmeye yönelik hayati ipuçları sağlayacaktır.
İçindekiler
3D baskı nedir?
3D baskı endüstrisine genel bakış
7 çeşit 3D baskı teknolojisi
Doğru 3D baskı süreci nasıl seçilir
Sonuç
3D baskı nedir?
3D baskı, katmanlı üretim olarak bilinen ve bir nesnenin katman katman malzeme eklenerek oluşturulduğu bir sürecin parçasıdır. Bu süreç büyük imalatlarda otomobil parçaları veya jet motoru bileşenleri oluşturmak için kullanılırken, aynı zamanda evde veya iş amaçlı olarak küçük ölçekli üretimlerde de kullanılabilir. 3D yazıcılar.
3D baskının ilk adımı, basılacak nesnenin bir planını oluşturmayı içerir. Kullanıcı bir 3 boyutlu tasarıma sahip olduğunda, onu bir yazıcıya gönderiyor, yazıcı verileri alıyor, malzemeyi bir tüpten çekiyor, eritiyor ve anında soğuması için bir plakaya yerleştiriyor. Yazıcı, tamamen oluşturulmuş bir yapı ortaya çıkana kadar her seferinde malzemenin bir katmanını ekleyeceğinden, 3 boyutlu nesne katmanlama yoluyla oluşturulur.
3D baskı endüstrisine genel bakış
3D baskı pazarı istikrarlı bir büyüme yaşıyor. 2023 yılında küresel pazar şu değerlemeye ulaştı: 20.67 milyar ABD doları – rakamın 91.8 yılına kadar 2032 milyar ABD dolarına çıkması bekleniyor. Piyasa analistleri bu büyümenin %18.92 bileşik yıllık büyüme oranında (CAGR) gerçekleşmesini bekliyor.
Dijital teknolojinin patlaması, modern üretim için ideal olan 3D baskı endüstrisinin yükselişini etkiliyor. Birçok ülke halihazırda 3D baskıyı benimsemiştir; ABD, 3'te 2023D yazıcı satın alma konusunda en çok harcama yapan ülke olarak ortaya çıkmakta ve pazar payının %34'ünden fazlasını oluşturmaktadır. 3D baskı teknolojisine olan talep artmaya devam ederken, doğru 3D baskı araçlarını sağlayan işletmeler geniş pazardan yararlanmaya hazırlanıyor.
7 çeşit 3D baskı teknolojisi
Dünya çapında pratik olarak kullanılan çeşitli 3D baskı teknolojileri vardır. Bu türleri anlamak, perakendecilerin ürünleri stoklarken bilinçli kararlar almasına ve talebe göre üretim seçimini geliştirmesine yardımcı olabilir. Aşağıdakileri içerirler:
1. Stereolitografi (SLA)
Stereolitografiveya SLA, sıvı reçineyi sertleştirilmiş plastiğe dönüştürmek için lazer kullanan bir 3D baskı işlemidir. Baş aşağı veya ters stereo en yaygın SLA sistemidir.
Makineye bağlı olarak reçine kullanıcı tarafından tanka dökülür veya kartuştan otomatik olarak dağıtılır.
Baskının başlangıcında, inşa edilmiş bir platform reçinenin üzerine indirilir ve inşaat alanı ile tankın tabanı arasında yalnızca ince bir sıvı tabakası bırakılır.
Reçine tankının altındaki şeffaf cam, galvanometrelerin UV lazeri yönlendirmesine, 3 boyutlu modelin bir kesitini çizmesine ve malzemeyi seçici olarak sertleştirmesine olanak tanır. Baskı, her birinin kalınlığı 100 mikrondan az olan ardışık katmanlar halinde oluşturulur.
Bir katman tamamlandıktan sonra platform tekrar alçaltılır ve bileşen, taze reçinenin alttan akmasını sağlamak için tankın tabanından soyulur.
Başlangıçta 80'lerde geliştirilen SLA, yakın zamana kadar büyük endüstriyel makinelerle sınırlıydı. Bugün masaüstü litografi, kullanıcının çalışma alanına rahatça sığan uygun fiyatlı, yüksek çözünürlüklü 3D baskı sunuyor.
SLA, farklı fiziksel özelliklere sahip çok çeşitli malzemelerin kullanılmasına olanak tanır. İster mühendis, ister ürün tasarımcısı, heykeltıraş, kuyumcu veya diş hekimi olsun, bunların uygulamasına yönelik bir malzeme vardır.
2. Dijital ışık işleme (DLP)
In dijital ışık işleme veya DLP'de, 3D nesneyi iyileştirme ve üretmenin asıl süreci, bir sapma dışında SLA 3D yazdırmayla aynıdır. Stereolitografi, nesnenin 3 boyutlu kopyasını tankın yüzeyine yansıtmak için bir lazer kullanır ve diğerinin üzerinde bir katman oluşturur.
Dijital ışık işleme durumunda lazerin yerini bir ark lambası veya ışık kaynağı alır. Işık, sıvı polimerin yüzeyine istenilen şekilde yansıtılır ve söz konusu sıvı polimer kolaylıkla sertleşerek, bir şekil oluşturmanın lazere göre daha az zaman alması sağlanır. Sonuç, SLA'dan daha hızlı bir 3D baskı sürecidir.
Dijital ışık işlemede naylon, ABS ve termoplastik gibi çeşitli malzemeler kullanılır. Bu nedenle çok yönlüdür. Ayrıca yüksek çözünürlükte aşağıdan yukarıya baskısını kullanarak farklı şekiller üretir.
3. Erimiş biriktirme modellemesi (FDM)
Bu katman eklemeli 3D baskı işlemi, hem prototip hem de son kullanım parçaları üretmek için üretim sınıfı termoplastik malzemeler kullanır.
Teknolojinin özellik ayrıntılarını doğru bir şekilde ürettiği ve mükemmel bir güç-ağırlık oranına sahip olduğu biliniyor. Konsept modeller, fonksiyonel prototipler, üretim yardımcıları ve düşük hacimli son kullanım parçaları için idealdir.
The FDM süreci 3D CAD verilerinin katmanlara "dilimlenmesiyle" başlar. Veriler daha sonra parçayı bir yapı platformunda katman katman oluşturan bir makineye aktarılır.
Her bir parçanın kesitini oluşturmak için termoplastiklerden ve destek malzemesinden oluşan ince iplik benzeri makaralar kullanılır. Sıcakta eriyen bir tutkal tabancası gibi, sarılmamış malzeme çift ısıtmalı nozüllerden yavaşça ekstrüzyona tabi tutulur. Püskürtme uçları, hem desteği hem de 3D baskı malzemesini hassas bir şekilde önceki katmanların üzerine yerleştirir.
Yapı platformu aşağı doğru hareket ederken ekstrüzyon nozülü yatay bir XY düzleminde hareket etmeye devam ederek parçayı katman katman oluşturur. Kullanıcı bitmiş parçayı yapım platformundan çıkarır ve destek malzemesini temizler.
RAW FDM parçaları görünür katman çizgilerine sahiptir. Pürüzsüz, düzgün yüzeyli parçalar oluşturmak için elle zımparalama, montaj veya kozmetik boya gibi birden fazla sonlandırma seçeneği uygulanabilir.
FDM parçaları ABS, polikarbonat ve ultem gibi termoplastiklerden yapılmış olsa da hem işlevsel hem de dayanıklıdır.
4. Seçici lazer sinterleme (SLS)
SLS baskı hammadde olarak filaman veya reçine yerine tozun kullanıldığı lazer tozu bazlı bir baskıdır. Baskı işlemi, toz haznesinin indirilmesi ve bunun genellikle naylon olan termoplastik tozla doldurulmasıyla başlar.
Tozu oluşturan parçacıklar yuvarlaktır, çapı 100 mikrondan azdır ve pürüzsüz bir dokuya sahiptir. Bu, tozun ince, yoğun bir tabaka halinde yayılmasını sağlar; bu da SLS baskısının başarısı için önemlidir.
Baskıya başlamadan önce toz, ısıtma bobinleri aracılığıyla erime sıcaklığının hemen altında ısıtılır ve bazı durumlarda, kızılötesi lambalar. Az miktarda enerji gerekeceğinden, lazerin tozu eritmesini kolaylaştırmak için toz, baskı boyunca bu sıcaklıkta tutulur. Ayrıca, yazdırılan parçanın sıcaklık değişimleri nedeniyle bükülmesini de önler.
Bıçak veya rulo gibi bir toz yayıcı, yapım platformu üzerinde ince, düzgün bir katman oluşturur; daha sonra bir lazer, tozu tanımlanmış bir geometride eritmek için yapı alanının bölgelerini seçici olarak ısıtır. Bu kısım, her katmandan sonra her parça daha da uzayacak şekilde tekrarlanır.
Tozda kusurlar veya kusurlar varsa, bu kusurların doğrudan parçaya yansıyacağı ve bunun da zayıf mekanik özelliklere veya olası baskı arızasına yol açacağı açık olmalıdır. Bu nedenle pürüzsüz, düzgün katmanlar önemlidir.
Her şey yolunda gittiğinde girilmemiş toz, yazdırılan kısmı tamamen kaplar. Bu, SLS baskı için destek malzemesinin gereksiz olduğu anlamına gelir; herhangi bir geometri basılabilir. Tek kısıtlama, baskıdan sonra gevşek tozu çıkarmak için yeterli alanın olması gerektiğidir.
5. Seçici lazer eritme (SLM)
The seçici lazer eritme İşlem, bir nesneyi katman katman oluşturmak için metalik toz halindeki malzemeleri kullanır. Genellikle yüksek yoğunluğa sahip olan çeşitli metalleri kullanarak nesneler oluşturmak için kullanılır. Bu 3D baskı teknolojisi, metal tozunu eritmek için metali soğutan ve katılaştıran bir lazer kullanıyor.
Her lazer döngüsü, oluşturulan nesnenin yeni bir dilimini üretir ve ardından bir kazıyıcı tozu yeniden dağıtırken çalışma platformu tam olarak bir tarafın kalınlığı kadar alçalır. Eriyen metal katılaşır ve işlem tekrarlanır.
Lazer, prototip tamamlanana kadar eski ve yeni katmanları birleştirir. Her bir bileşen, bileşen çıkarıldıktan sonra ayrı bir destekle çalışma platformuna kaynaklanır.
Bitmiş nesne, kullanılmamış geri dönüştürülebilir tozdan çıkarılır ve fazla tozdan arındırılır, böylece çok sağlam, hassas üretilmiş ürünler elde edilir.
Seçici lazer eritme, karmaşık bileşenlerin hızlı bir şekilde üretilmesi gerektiğinde değerini kanıtlıyor. Aynı zamanda uyumlu soğutma gibi entegre işlevsel unsurlara sahip karmaşık ürünlerin üretilmesine de olanak sağlar.
6. Elektronik ışın eritme (EBM)
Elektronik ışın eritme bir elektron ışını kullanarak katı metal parçayı oluşturmak için katman katman kaynaşmış toz metal yatağının başlangıç noktası olduğu bir metal katkılı üretim prosesidir.
SLS ve SLM gibi daha yaygın lazer tozu yataklı füzyon teknikleriyle karşılaştırıldığında, bu yüksek enerjili bir işlemdir, dolayısıyla elektron ışınını kullanır.
Elektronik ışınla erime tipik olarak bir makinenin içinde, vakum altında, yüksek sıcaklıklarda meydana gelir. Kullanıcı, inşaat alanına bir metal tozu tabakası yayarak ve tüm bu tozu önceden ısıtarak başlar. Daha sonra elektron ışını, nesneyi oluşturmak için gereken yerleri eriterek onu birleştirir.
İşlem tekrarlanarak en sonunda önceden ısıtılmış granüler malzemeleri içeren yarı katı bir blok veya toz keki elde edilir. Bir sonraki adım, bloğun gücünün kesilmesini ve ardından iş akışına devam edilmesini gerektirir.
EBM'nin faydalarından biri, daha yüksek enerji kaynağının daha büyük çaplı kullanımı mümkün kılmasıdır. metal tozubununla çalışmak da daha kolaydır. Ayrıca ince tozlarla çalışırken herhangi bir solunum riski taşımaz. Bu nedenle EBM ile özel güvenlik ekipmanları olmadan tozla çalışmak ve çevresinde dolaşmak mümkündür.
Elektronik ışınla eritmenin bir diğer avantajı, lazer toz yataklı füzyona göre daha yüksek sıcaklıklarda gerçekleşmesidir. Bu, termal gerilimlerin daha iyi yönetilmesi, daha az bükülme ve bozulma ve daha iyi boyutsal doğruluk anlamına gelir.
Elektronik ışın eritme, havacılık ve otomotiv mühendisliğinde de kullanılmasına rağmen, tıbbi implant yapımında yaygın olarak kullanılmaktadır.
7. Lamine nesne imalatı (LOM)
Diğer 3D baskı teknolojisi ise lamine nesne imalatı. Lamine nesne üretimi veya LOM, kaplanmış kağıt, plastik veya metal lamine katmanların başarılı bir şekilde birbirine yapıştırıldığı ve bir kesme aleti veya lazer kesici ile şekillendirildiği hızlı bir prototipleme işlemidir.
İnşaat sürecinin her katmanı birçok parçadan birinin kesitlerini içerir. İşleme başlamadan önce CAD'den türetilmiş bir STL dosyasından bir görüntü yazıcıya beslenir. Bir LOM sistem yazılımı, dilimleme işlevlerini hesaplar ve kontrol ederken, laminasyon ve nesne yönlendirme manuel olarak gerçekleşir.
Oluşturma sürecinde sistem, modelin tam yüksekliğini ölçerek 3 boyutlu modelin bir kesitini oluşturur ve yatay düzlemi buna göre dilimler. Yazılım daha sonra çapraz taramaları ve modelin çevresini görüntüler.
Daha büyük bir kiriş, bir seferde bir malzemenin bir katmanının kalınlığını keser ve çevre yakıldıktan sonra, modelin sınırı kalan tabakadan kurtulur.
Önceden oluşturulmuş katman yığınının bulunduğu platform alçalır ve yeni bir malzeme bölümü ilerler.
Platform yükselir ve ısıtılmış bir silindir, malzemeyi tek bir karşılıklı hareketle yığına lamine ederek onu önceki katmana bağlar. Daha sonra dikey bir kodlayıcı yığının yüksekliğini ölçer ve yeni yüksekliği dilime aktarır. Bu sıra tüm katmanlar oluşana kadar devam eder.
Malzemenin işlenmesi, malzemeler tamamen formüle edildikten sonra gerçekleşir; bu, lamine parçanın LOM bloğundan ayrılmasını içerir. Ayırma işleminden sonra nesne isteğe göre zımparalanabilir, cilalanabilir veya boyanabilir.
Doğru 3D baskı süreci nasıl seçilir
İşletmeler doğru olanı seçebilecek 3D baskı yöntemi yalnızca bazı temel faktörleri dikkate aldıklarında kullanırlar. Belirli bir teknolojiye yatırım yapmadan önce öncelik vermeniz gereken üç temel unsuru burada bulabilirsiniz.
1. Üretim veya süreç yeteneği
İlk olarak, bir 3D baskı teknolojisi seçerken önemli olan, ürünü yapma prosedürünün pratikliğine bağlıdır. Üretilen nesnenin fiziksel özellikleri, kullanıcıların yazdırma metodolojisini daraltmasına yardımcı olabilir. Bunlar, bitmiş ürünün istenen kalınlığını, doğruluğunu, boyutunu veya destek yapısını içerir.
Örneğin, SLA baskıda minimum duvar kalınlığı 0.6 mm iken dijital ışık işlemede 0.2 mm'ye kadar uyum sağlanabilmektedir. Yazdırılan nesnenin sonucu, kaynaştırılmış biriktirme ile en az doğrudur, SLA ise en doğru ve en yüksek çözünürlüğe sahiptir.
SLS veya SLA çoğu 3D baskı ihtiyacı için mükemmel olsa da, uzman kullanımı gerektiren daha karmaşık tasarımlar FDM, EBM veya LOM baskı yoluyla elde edilebilir.
2. Uç parçaların özellikleri veya işlevselliği
İdeal bir 3D baskı sürecini seçmenin bir başka yolu da nihai ürünün işlevselliğini dikkate almaktır. Bu, çevresel koşullara karşı duyarlılığın, esnekliğin, sertliğin ve kimyasal ve ısı direnci, ekolojik güvenlik gibi diğer fiziksel yönlere ve hatta yenilebilir olup olmadığına bakmayı gerektirir.
Neme veya güneş ışığına maruz kalmak ürünlerin kalitesini etkileyebilir; dolayısıyla ısı ve nem direnci garanti edilmez reçine bazlı SLA veya DLP gibi süreçler. Bu nedenle kullanıcılar EBM, SLM veya LOM baskı teknolojileri gibi toz infüzyon bazlı yöntemleri değerlendirebilir. Ayrıca bu teknolojiler kullanılarak basılan ürünler en güçlü kimyasal özelliklere sahiptir.
Bu, SLA ve DLP'nin sert dış etkenlere maruz kalmayacak malzemelerin baskısına uygun olacağı, elektronik ışın eritme seçici lazer sinterleme yöntemlerinin ise endüstriyel sınıf malzemelerin basılmasında en iyi sonucu vereceği anlamına gelir.
3. Malzeme ve kaplamalar
Son olarak işletmeler, nesneyi üretmek için kullanacakları malzeme türünü ve baskıdan bekledikleri sonucu vurgulamalıdır. 3D baskı için kullanılan en yaygın malzemeler şunlardır: filaman, pudrave reçine; burada bu malzemeler ayrıca polimerler veya plastikler, metaller, seramikler ve kompozitler.
Plastikler ayrıca termoplastikler ve termosetler olarak da sınıflandırılır. SLS ve FDM, termoplastikler için en uygun olanlardır; termosetler için en iyi baskı teknolojisi ise stereolitografi ve Dijital Işık İşlemedir (DLP).
Metal malzemeler en güçlü niteliklere sahiptir ve havacılık, otomotiv ve tıbbi uygulamalara uygundur. Kapı menteşeleri veya hafif uygulamalara yönelik diğer metalik parçalar gibi güçlü parçalar yapılırken malzemenin türü de önemlidir. SLM, LOM ve EBM süreçleri bu ihtiyaçlara yönelik baskı çözümleri sunuyor.
Bu arada, bu farklı baskı teknolojileri de farklı yüzeylere sahiptir. Örneğin kaplamalı veya parlak bir yüzey arayanlar SLA ve FDM tekniklerini tercih edebilir. SLA ve DLP net bir sonuç verecektir. Seçici lazer sinterleme kullanıldığında boyalı veya mat bir yüzey elde etmek mümkündür.
Sonuç
Sonuçta farklı 3D baskı teknolojileri vardır ve doğru olanı seçmek kullanıcının ihtiyaçlarına bağlıdır. Malzeme ve pratiklik gibi diğer faktörler de kullanılacak teknolojinin türünü belirleyecektir. Başarılı bir 3D baskı yolculuğuna çıkmaya hazır kullanıcılar, çeşitli güvenilir 3D yazıcıları keşfedebilir Alibaba.com.
