3D Yazıcı Nedir?
3D yazıcı, bilgisayar ortamında tasarlanan şeklin elle tutulur hale gelmesini sağlayan cihazdır. 3D yazıcılar ile kendinize bir ürün bastırabilir, bir ürünün yedek parçasını üretebilir, bir projenin prototipini oluşturabilirsiniz. Kısacası yapabilecekleriniz sizin hayal gücünüz ile sınırlıdır. Bu cihazlar baskı malzemesi olarak çok çeşitli malzeme kullansa da daha çok ABS ve PLA denen sert plastik kullanıyorlar.
Tarihçesi
Takvimler 1980’i gösterdiğinde Japon Doktor Hideo Kodama, SLA tipi 3D yazıcı için patent başvurusu yapmıştı. Ancak finansal destek bulamamasından ötürü patenti alamadı ve 3D yazıcıların resmi mucidi olamadı.
Aradan 4 yıl geçtikten sonra, 1984 yılında elektrokimya mühendisi olan Jean Claude Andre, yine SLA tipi 3D yazıcı için patent başvurusunda bulundu. Kendisi fraktal geometri üzerinde çalışma yapmaktaydı ve bu şekilleri nesnel bir cisme dönüştürmek istiyordu. Kendisi ve 2 mühendis arkadaşı ile birlikte 2 sene boyunca bunun üzerine çalıştılar. 3D yazıcıların resmi mucidi Chuck Hull’dan 3 hafta önce patent başvurusunda bulundular. Ne yazık ki Jean Claude ve ekibi de finansal sorunlar yaşadı ve patenti alamadı.
Az önce bahsettiğimiz gibi Jean Claude Andre’den 3 hafta sonra başvuru yapan Amerikalı Chuck Hull diğer mucitlerin yaşadığı sorunları yaşamadan SLA tipi 3D yazıcının mucidi oldu.
Nasıl Çalışır?
3D yazıcılar katmanlı imalat (Additive Manufacturing) denen bir üretim yöntemi ile çalışır. Baskı için birçok madde kullanılsa da daha çok filament denen termoplastik kullanılır.
3D yazıcıların çalışabilmeleri için 3 boyutlu tasarımlara ihtiyaçları vardır. Bunun için 3 seçenek vardır:
- Bilgisayar ortamında CAD (Bilgisayar Destekli Tasarım) programı kullanarak tasarlamak
- 3 boyutlu tarayıcı ile istediğimiz nesneyi taratmak
- Bir başkasının tasarımının .stl uzantılı tarama sonucu ortaya çıkan çıktıyı kullanmak
Ardından tasarım dosyası, dilimleyici denen programa atılır. Bu program, tasarımı 3D yazıcının baskı yapabilmesine imkan tanıyan katmanlara ayırır. Dilimleyiciden çıkan .gcode uzantılı dosya yazıcıya atılır ve yazıcı işleme başlar.
Yazıcı, tasarımı işlerken filamenti bir motordan çekip ‘nozzle’ denen bir uçtan ısıtıp çıkarır. Bu uçtan çıkan filament şekil alması gerektiği için sıcaktır. Filament yüzeye yayılır yayılmaz soğur ve katı hale geçer.
Kullanım Alanları Nelerdir?
Dediğimiz gibi bu yazıcılarla yapabilecekleriniz hayal gücünüzle sınırlı. Öyle ki çikolata basan 3D yazıcılarla kendinize ait tasarım çikolata bile basabilirsiniz. Çikolata bir yana, 3D yazıcı teknolojisi gıda sektöründe oldukça hızlı gelişmekte.
NASA astronotları ihtiyaçları olan maddeleri, uzaya gönderdikleri özel 3D yazıcılar ile basabilmektedir.
3D yazıcılar giyilebilir teknoloji ile tekstilde de kendine yer bulmuş durumdadır. Ortopedik çözümlerde, giysilerde, saat ve bilekliklerde bu teknoloji kullanılmaktadır.
3D yazıcılarda organ ve doku basımı dahi yapılabilmektedir.
Hatta bu teknoloji ile ev bile yapılabilmektedir.
3D Yazıcı Çeşitleri
Stereolithography (SLA) Teknolojisi
En eski teknoloji olsa da hâlâ kullanılmaktadır. SLA teknolojisine sahip 3D yazıcılar foto polimer kullanırlar. Ham madde yarı akışkan forma geçtikten sonra katmanlar oluşturuluyor. Bilgisayar kontrollü ultraviyole ışınlar ile bu katmanlar bir bütün haline getiriliyor. Her bir katman için bu işlem tekrarlanıyor. Hızlı gerçekleşen bu baskıda detaylı ve temiz baskılar ortaya çıkıyor.
Digital Light Processing (DLP) Teknolojisi
DLP (Dijital Işık İşleme) tekniğinin SLA ile birçok ortak yönü vardır. İkisi de foto polimerleri kullanır ve baskı işleminde ışıktan faydalanırlar. Yalnız SLA da lazer ışını kullanılırken DLP tekniğinde özel projektör kullanılır. DLP tekniğinde daha hızlı baskılar elde edilir ve SLA tekniğinde olduğu gibi detaylı ve temiz baskılar elde edilir.
Fused Deposition Modelling (FDM) Teknolojisi
Masaüstü 3D baskıda en yaygın olan tekniktir. Bilgisayar destekli bir tasarım girilir ve yazıcı bu tasarıma göre işleme başlar. Termoplastik kullanan bu yazıcıda kullanılan termoplastik yazıcının extruder denen bölgesinde ısıtılarak erimiş plastik X ve Y koordinatlarına basılır. Katmanlar ise tabanın en altından başlayarak Z koordinatı boyunca basılarak katı bir cisim elde edilir.
Selective Laser Sintering (SLS) Teknolojisi
SLS (Seçici Lazer Sinterleme) SLA tekniğinde olduğu gibi lazer kullanılarak baskı işlemi gerçekleşir. Fark olarak SLA tekniğinde olan akışkan ham madde yerine toz ham madde kullanılır. Bu ham madde cam, seramik, alüminyum, naylon olabilir. Daha çok endüstride hızlı prototiplemede kullanılır. (Sinterlemek: Katılaştırmak)
SLM (Selective Laser Melting) Teknolojisi
SLM (Seçici Lazer Eritme) tekniğinde toz metaller yüksek güçte lazer ile 3D baskı haline getiriliyor. Daha çok havacılık ve medikal alanlarında kullanılır. Alüminyum, titanyum, paslanmaz çelik gibi metaller kullanılır.
Electron Beam Melting (EBM) Teknolojisi
EBM (Elektron Hüzme Eritmesi) tekniği SLM ile çok benzer özellikler taşımaktadır. İkisini birbirinden ayıran en önemli özellik güç kaynaklarıdır. EBM tekniğinde bir vakuma hapsedilmiş elektronlar kullanılır ve çok yüksek sıcaklıklarda işlem yapar. Bunun haricinde SLM tekniğiyle çalışma prensipleri neredeyse aynıdır. EBM tekniğinde de metaller kullanılır.
Laminated Object Manufacturing (LOM) Teknolojisi
LOM (Katmanlı Mal İmalatı) tekniğinde üst üste yerleştirilmiş kağıt, plastik ve metal laminatlarından oluşan ham maddeler kullanılır. Bu ham maddeler ısı ve basınç yardımıyla eritilir. Bilgisayar kontrollü bıçak ve lazer yardımıyla kesimleme işlemi yapılır. Hızlı prototipleme yapılır.
KAYNAKÇA
- (2018, Ekim 8). 3D Yazıcı İnternet Sitesi: https://www.3dyaziciturkiye.com/post/3d-yaz%C4%B1c%C4%B1-tarihi-ve-%C3%A7e%C5%9Fitleri
- Yağız, T. T. (2019, Ağustos 6). Robotistan. Robotistan Blog Sitesi: https://maker.robotistan.com/3d-yazici-printer/#3D-Yazici-Tarihi
