ÜÇ BOYUTLU YAZICI NEDİR?

Üç boyutlu yazdırma, dijital ortamda hazırlanan üç boyutlu dosyadan (CAD çizimleri) üç boyutlu katı nesneler üretme sürecidir. Bu işlemleri gerçekleştiren makineler üç boyutlu yazıcı olarak adlandırılır.

Üç boyutlu yazıcı bilgisayar verisini el ile tutulabilir gerçek nesnelere dönüştüren bir makinedir. Bu makineler geleneksel imalat yöntemleri kullanılarak üretilme imkanı olmayan karmaşık geometriye sahip parçaları üretebilmektedir.

Üç boyutlu yazdırma işlemini gerçekleştirmek için ilk olarak imal edilecek parça ya da parçaların üç boyutlu tasarım programlarında veya üç boyutlu tarama sistemleri yardımıyla bilgisayar verisi oluşturulur. Modeli oluşturulan parça genellikle STL uzantılı dosya olarak kaydedilir ve üç boyutlu yazıcı kontrol programına aktarılır. Model üç boyutlu yazıcı kontrol programında dilimlenerek katmanlara ayrılır ve “G kodu” dosyası oluşturulur. Daha sonra “G kodu” dosyası üç boyutlu yazıcıya hafıza kartı yardımıyla veya doğrudan bilgisayar bağlantısıyla aktarılarak baskı işlemi gerçekleştirilir. Üç boyutlu yazdırma işleminde nesne katmalar halinde üst üste serilerek meydana getirilir. Bu katmanları oluşturmak için farklı yöntemler kullanılabilir. Bunlar plastik ergitme, lazer sinterleme, sterolitografi gibi yöntemlerdir.

Üç boyutlu yazıcıların kartezyen yazıcı, delta yazıcı ve core xy yazıcı gibi çeşitleri bulunmaktadır. Kartezyen mantığında çalışan üç boyutlu yazıcılar genellikle bilgisayar kontrollü xyz kartezyen platformuna bağlanmış termoplastik püskürtücüden oluşurlar. Bu yazıcıların iskeletleri çelik çubuklardan veya profillerden oluşurlar. Bağlantı elemanları ya geleneksel yollarla imal edilerek ya da bir başka üç boyutlu yazıcıdan imal edilerek kullanılan plastik parçalardır. X ve Y eksenindeki hareketler eksantrik triger kayışı tarafından sağlanırken Z eksenindeki hareket vidalı miller kullanılarak iki adet step motor sayesinde kontrol edilir. Alttaki şekilde kartezyen üç boyutlu yazıcı görülmektedir.

kartezyen 3d yazıcı

Delta yazıcıları diğer yazıcılardan ayıran temel fark, dikey Z eksenindeki hareketi sağlamak için üç yerden birer step motor ile tahrik edilmesidir. Bunun sebebi delta yazıcıların üçgen biçiminde olan şekillerinden kaynaklanmaktadır. Aşağıdaki şekilde delta üç boyutlu yazıcı görülmektedir.

delta 3d yazıcı

Core XY mantığıyla çalışan üç boyutlu yazıcılarda X ve Y ekseni hareketi kayış kasnaklar yardımıyla gerçekleşmektedir. Burada ergitmenin yapıldığı kafa XY kordinat sistemine bağlanmıştır. Z ekseni hareketi tablaya verilmiştir. Tabla vidalı miller aracılığıyla step motorlar ile kontrol edilmektedir. Aşağıdaki şekilde core xy mantığı ile üretilmiş üç boyutlu yazıcı görülmektedir.

core xy 3d yazıcı

Günümüzde ham maddesi metal olan üç boyutlu yazıcılar da bulunmaktadır. Ancak bu yazıcılar maliyet açısından oldukça pahalı olduklarından Şimdilik büyük firmalar tarafından kullanılmaktadır. Metal baskıyı yaygınlaştırmak için bazı teknikler geliştirilmektedir. Geliştirilen bu yöntemlerden biri ise bir kaynak robotu, metal bir yüzey üzerine kaynak yapar gibi metal yığmaktadır. Yazdırılan metal hızlı bir şekilde katılaşıp sertleştiği için desteğe ihtiyaç duymamaktadır. Metal yapıları üç boyutlu yazıcılarda yazdırmak için pahalı bir teknolojiyi satın alıp kullanmak yerine bu yeni geliştirilen yöntem sayesinde büyük yatırım masrafları ortadan kalkmaktadır. Aşağıdaki resimde metal baskı yapan üç boyutlu yazıcı görülmektedir.

metal 3d yazici

Bir başka metal üç boyutlu yazıcı da aşağıdaki şekilde görülmektedir. Aşağıdaki resimde görülen metal üç boyutlu yazıcıyı diğer metal yazıcılardan ayıran en önemli farkı içerisinde özel bir bağlayıcı maddenin kullanılmasıdır. Bu bağlayıcı madde baskı esnasında enjekte edilerek toz parçacıklarının birbirine bağlanmasını sağlamaktadır.

metal 3d yazici 2

Makinenin içerisinde üç bölümden oluşan hazneye aşağıdaki şekilde ki gibi toz ana malzeme konulur ve bu toz malzemeye sıkıca baskı uygulanır. Üretimi düşünülen tasarım yazıcı kartuşun içerisinde bulunan bağlayıcı malzemeyi, toz malzemenin üzerine işlemesi ile birinci katman oluşturulur ve bundan sonra bir katman toz üzerine serilmesiyle birinci katman ile ikinci katmana geçiş elde edilmiş olur. Zaman açısından tasarımın tamamlanması modelin büyüklüğüne göre değişiklik gösterir. Baskı işlemi bittikten sonra çıkan malzemeye yapıştırıcı ile mukavemet kazandırılır.

Metal baskı yapan üç boyutlu yazıcının üç bölümden oluşan haznesi

Metal baskı yapan üç boyutlu yazıcının üç bölümden oluşan haznesi.