Merak Ettikleriniz

/Merak Ettikleriniz
Merak Ettikleriniz 2016-11-24T23:18:31+00:00

3D baskı teknolojisi 1986 yılında teknoloji dünyasında yerini aldı, ancak 1990 yılına kadar bu konuya pek önem verilmedi. Mühendislik, mimarlık ve üretim dünyası dışında pek popüler değildi.

Masaüstü üretim olarak da bilinen 3D baskı teknolojileri ile toz formunda elde edilebilen herhangi bir malzemeden 3 boyutlu nesneler üretilebilmektedir. Bir nesneyi oluşturmak için dijital 3D modeli gerekir. 3D modeller 3 boyutlu tarama veya bilgisayar destekli tasarım yazılımında çizilerek oluşturulabilir. Ayrıca internetten de 3D modeller indirilebilmektedir. 3D modeli genellikle STL formatında kaydedilerek yazıcıya gönderilir. Bir cihazın 3 boyutlu bir nesnenin katman katman baskısını alma süreci mürekkep püskürtmeli yazıcılarla benzerlik gösterir.

3D baskının en önemli uygulama alanlarından biri tıptır. 3D baskı ile, cerrah hastanın müdahalede bulunacağı organının bir prototopini üreterek ameliyat öncesi hazırlıklarını 3 boyutlu fiziki model üzerinde yapabilmektedir. Bir başka tıbbi kullanım şekli yaşı itibari ile protez uzuv kullanması pratik ve ekonomik olmayan çocuklara kişiye özel protez uzuv üretilmesidir.

3D baskı kalıp tasarımı, üretimi ve kurulumu olmaksızın sadece birkaç saat içinde parçaların sıfırdan yapılmasını mümkün kılmaktadır. Bu tasarımcıların ve geliştiricilerin bilgisayar ekranındaki tasarımlarının doğrudan fiziki ürünlere dönüşmesine olanak sağlamaktadır.

Günümüzde 3D yazıcılar havacılık ve uzay sanayisinden, oyuncak üretimine kadar pek çok alanda çok yönlü olarak kullanılmaktadır.

3D baskı ile montaj gerektiren ürünleri montajlı şekilde basılabilmektedir. Buda montajı zor ya da imkansız olan parçaların montajını mümkün kılarken maliyetleri de düşürümektedir. 3D baskı ile firmalar uzun geliştirme süreçleri yaşamadan ve büyük yatırımlar yapmadan yeni fikirleri deneme dizayn değişikliklerini deneme olanağı bulmaktadır. Böylelikle geliştirilen çok sayıda tasarım arasından uygulamaya ve yatırıma değer olanları seçebilmektedir. 3D baskı teknolojileri gelecekte seri üretim yöntemlerinin yerini dahi alabilir.

3D baskı teknolojilerinin, otomotiv, medikal, iş ve endüstriyel ekipman, eğitim, mimari, ve tüketici ürünleri sanayi gibi pek çok sanayi üzerinde etkisi olacak.

Birçok 3D baskı teknolojisi vardır. Teknolojiler arasındaki ana fark nesneyi oluşturan katmanların nasıl üretildiğidir.

SLS (selective laser sintering), FDM (fused depostion modeling) & SLA (stereolithograhpy) 3D baskı için en yaygın kullanılan teknolojilerdir. Selective laser sintering (SLS) and fused deposition modeling (FDM) teknolojileri ham maddenin ısı ile eritilmesi ya da yumuşatılması prensibi ile katmanları üretir.

Bu video laser-sintering teknolojisi toz ham maddenin katman katman eritilerek 3 boyutlu nesnelerin üretilmesini göstermektedir.

Bu video hızlı çekimde FDM teknolojisi ile eritilen plastiğin katman katman örülerek 3 boyutlu nesnenin ortaya çıkışını ve üretilen değişik nesneleri göstermektedir.

Bu video SLA tekniğini göstermektedir.

Kullanılan teknolojiye karar verilirken üretim hızı, üretim maliyeti, 3D yazıcının fiyatı, hammadde maliyeti göz önünde bulundurulmalıdır.

3D baskının en önemli uygulama alanlarından biri tıptır. 3D baskı ile, cerrah hastanın müdahalede bulunacağı organının bir prototopini üreterek ameliyat öncesi hazırlıklarını 3 boyutlu fiziki model üzerinde yapabilmektedir. Bir başka tıbbi kullanım şekli yaşı itibari ile protez uzuv kullanması pratik ve ekonomik olmayan çocuklara kişiye özel protez uzuv üretilmesidir.

3D baskı kalıp tasarımı, üretimi ve kurulumu olmaksızın sadece birkaç saat içinde parçaların sıfırdan yapılmasını mümkün kılmaktadır. Bu tasarımcıların ve geliştiricilerin bilgisayar ekranındaki tasarımlarının doğrudan fiziki ürünlere dönüşmesine olanak sağlamaktadır.

Hızlı prototiplemede yaygın olarak kullanılmaktadır.

Günümüzde 3D yazıcılar havacılık ve uzay sanayisinden, oyuncak üretimine kadar pek çok alanda çok yönlü olarak kullanılmaktadır. 3D abskı ayrıca kuyum, mimari, moda tasarımı, iç tasarım, kalıpçılık gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

İşte 3D baskı teknolojilerine sıra dışı kullanım örnekleri:

  • Dünyanın ilk 3D Basılarak Üretilen Arabası

  • Dünyanın İlk Çikolata Yazıcısı

  • Dünyanın ilk 3D Basılarak Üretilen  Bikinisi

Her ne kadar adı printer olsa da 3D printer kağıda baskı yapan bildiğimiz printerlardan çok farklıdır. 3D printer nesneleri 3 boyutlu olarak oluşturur. Diğer bir deyişle nesnenin kendisini üretir. 3D printer 3 boyutlu bir modeli katman katman oluşturur. Bu yüzden bu prosesin bütününe hızlı prototipleme ya da 3D baskı denir.

Hızlı prototiplemenin kullanılan yöntemlerden biri ince bir tozun (plastik, bioplastik, poliüretan, polyester, epoksi, metal ,vs.) inkjet yazıcının yaptığı gibi serilmesidir. Yazıcı toz tabakasını bir platformun üzerine serer ve katı bir nesne oluşturur. Nesnenin şeklini bir CAD dosyası belirler.

Fused deposition modeling (FDM) erimiş polimerin destek malzemeleri ve platformun üzerine püskürtülerek modelin katman katman oluşturulduğu başka bir 3D baskı yöntemidir.

Diğer bir yöntemde ise sıvılar kullanılır. Örneğin fotopolimerler (ışığa duyarlı polimer) yine inkjet benzeri bir kafa ile nesne katman katman oluşturulur. Bunu takiben ultraviole bir ışınla oluşturulan katman katılaştırılır. Bu yöntem stereolithography olarak anılır.

Her geçen gün 3D printerlar daha çok firmada kullanılmakla birlikte fiyatlarının 20.000 dolar seviyelerinden 2.000 dolar seviyesine düşmesiyle artık evlere de girmeye başlamıştır.

3D printerların gelecekte hayatımızı toptan değiştireceği ön görülmektedir. 3D printerlarla her evin bir fabrikaya dönüşeceği düşünülmektedir. Çocukluğumuzdaki uzay yolu dizisindeki gibi nesneleri ışınlarcasına; artık alışveriş yaparken nesnenin kendisini değil internetten 3D modelini alarak evimizde birkaç saat içinde üretileceği hayal edilmektedir.

3D yazıcılar hızlı prototipleme sistemlerinin basit versiyonudur. Hızlı Prototipleme uzun süredir otomotiv ve uçak sanayi tarafından kullanılan geleneksel bir yöntemdir.

Genel olarak 3D yazıcılar daha küçüktür, daha az yer kaplarlar ve ofiste kullanım için idealdir. 3D printerlar daha az enerji harcar ve genellikle termoplastiklerden gerçek nesnelerin düşük adetlerde üretimi için tasarlanmışlardır. Hızlı prototipleme makineleri genelde tek parça halinde daha büyük parçaların yapılmasına olanak verir. 3D yazıcı gibi prototip oluşturma, tasarım doğrulama ve uzaktan bilgi paylaşımı gibi hızlı prototipleme makinesinin tüm fonksiyonlarını gerçekleştirebilir.

Sonuç olarak 3D yazıcıların kullanımı daha kolay ve işletmesi daha ucuzdur. Bir 3d printerın maliyeti 2000 dolar seviyasinde iken profesyonel hızlı prototipleme makinalarının fiyatı 50.000 dolardan başlar.

3D yazıcıların ürettiği parçalarda hızlı prototipleme makinelerine göre boyut hassasiyeti daha düşüktür ve 3D yazıcılarda kullanılabilecek malzeme seçeneği daha  sınırlıdır.

3D baskı konusunda genel deyiş “Birşeyi çizebiliyorsan (modelleyebiliyorsan) onu 3D printer ile yapabilirsin.” şeklindedir. Aşağıdaki video 3D printer ile yapılmış değişik nesneleri göstermektedir.

3D printerlar pekçok değişik ham maddeleri kullanabilmektedir. Printerın yeteneklerine bağlı olarak örneğin FDM printerlarda ABS plastik, PLA (biopolimer), polyamid (nylon) ve polikarbonat SLA printerlarda özel epoksi reçineleri, SLS printerlarda gümüş, titanyum ve çelik kullanılabilmektedir.

SLA ve SLS printerlarda kullanılan ham maddeler Türkiye’de pek bulunmuyor ve fiyatları bir hayli yüksek. Ancak FDM printerlarda kullanılabilecek termoplastik filamanların bir kilogramının fiyatı 100 TL civarındadır.

Rigid3D ABS filamanlarının kilogram fiyatı is 50 TL civarındadır.

3D modellemeye yeni başlıyorsanız aşağıdaki ücretsiz olarak indirebileceğiniz 3D modelleme programlarını deneyebilirsiniz.

  • SketchUp – Eskiden Google sponsorluğunda adı Google SketchUp olan eğlenceli bir ücretsiz programdır. Kullanımının kolaylığı ile bilinmektedir. SketchUp’ta kısa zamanda öğrenilebilen birkaç basit araç yardımıyla kenarlar ve yüzeyler çizilerek modeller oluşturulur. İtme /çekme araçları kullanılarak düz yüzeylerden 3D nesneler yaratılır.
  • 3Dtin – Doğrudan internet tarayıcısı penceresinde çizimler yaptığınız çok kolay bir program.
  • Blender – Blender ücretsiz açık kaynak kodlu 3D içerik geliştirme yazılımıdır. İleri seviye 3D yazılımlarında bulunan karakteristik özellikleri içeren güçlü bir yazılımdır.
  • OpenSCAD – OpenSCAD katı 3D CAD nesneleri yaratmak için tasarlanmış bir programdır. Ücretsiz bir yazılımdır ve Linux/UNIX, MS Windows, Mac OS X sistemlerini desteklemektedir. Program 3D modellemenin artistik özelliklerinden ziyade bilgisayar destekli tasarımı desteklemektedir.
  • Tinkercad – Tinkercad 3D  printer için tasarım yaratmanın yeni ve hızlı yolunu sunmaktadır. Basit 3 araç ile çok çeşitli şeyler yaratılabilmektedir. Modeliniz tamamlandığında STL dosyasını indirip 3D baskısını alabilirsiniz.

Ücretsiz yazılımların yanı sıra AutoCAD Pro Engineer, Rhino, Maya ve SolidWorks gibi ticari yazılımlarla da 3D  modeller oluşturulabilir.

Önceki soruda bahsedilen 3D modelleme yazılımlarını kullanmayı öğrenerek 3D modellemeyi öğrenebilirsiniz. Bu programları tanımanız birkaç haftanızı alacaktır. Ancak 3D modellemede uzmanlaşmanız için çalışmanız ve pratik yapmanız gerekecektir ve buda tahminen 6 ay gibi bir süre alacaktır.