3D Yazıcılar

3D Yazıcılar

Merhaba,

Zaman zaman bazı elektronik devrelerimize dış etkenlerden korumak, kutulanmış şekilde göze daha güzel hitap etmesi amacı ile kutu arayışları içerisine girdiğimiz aşikar. Örnek olarak Raspberry’i düşünecek olursak hazır kutuları mevcut. Bunları kendi segmentlerine göre bazı sitelerden çeşitli modellerde bulmanız mümkün. Bunun yanında fiyat politikası ve bazı gereksiz sebepler gözetince ortaya aynı kutu için çeşitli fiyatlandırmalar olmakta.

Dileyen tabiki ücretini ödeyerek hazırını almakta. Ben bunları 3D printer ile basmaktan yanayım. Tabiki takdir sizin isteyen hazırını alabilir.

Öncelikle nedir 3D printer? 3D printer’ın bize faydaları nedir?

Sanal ortamda tasarlanmış 3 boyutlu nesneleri katı formda somut nesnelere dönüştüren makinelere 3 boyutlu yazıcı denir. 3D baskı teknolojisi ile ihtiyaç duyduğunuz bir aparat basabilir, 3D tarayıcı ile taradığınız bir cismin çıktısını alabilir, çizdiğiniz bir tasarımı prototipleyebilir, hatta kendi ürününüzü oluşturabilirsiniz. Kısacası 3 boyutlu yazıcılar ile dilediğiniz her şeyi basabilirsiniz.

3D Yazıcı Tarihi

İlk 3D yazıcı teknolojisi Charless Hull tarafından 1984 yılında ortaya çıkmıştır. 1986 yılında 3D Systems adlı ilk 3D yazıcı şirketinin kurulmasıyla yeni bir sektör doğmuştur. 90’lı yıllarda bu teknoloji hızla ilerlemiş, Amerika’da ilk renkli baskı alınmıştır. 2005 yılında başlayan ve 2007 yılında ilk açık kaynak kodlu, kendi parçalarını dahil prototipleyebilen yazıcıları çıkaran RepRap projesi ile 3D yazıcılar evlerimize kadar ulaşmıştır. Bu girişimin amacı maliyeti azaltarak kullanımı yaygınlaştırmak, ve günümüzde ne kadar büyük bir başarıya ulaştığını görebilmek mümkün.

Nasıl Çalışır?

3D yazıcılar, katmanlı imalat (Additive Manufacturing) diye nitelendirilen bir üretim yöntemi ile çalışırlar. Baskı için birçok hammadde kullanılsa da genellikle filament diye nitelendirilen termo plastik materyaller kullanılır.

3D yazıcıların çalışabilmeleri için 3boyutlu modele, tasarıma ihtiyacı vardır. Bilgisayar ortamında AutoCAD, Solidworks, 3DsMax gibi bir CAD (Bilgisayar Destekli Tasarım) programı ile tasarlanmış çizimler veya 3 boyutlu tarayıcı ile taranmış olan nesneler ‘.stl’ uzantısında dışa aktarılırlar. 3D yazıcı ‘.stl’ uzantısındaki dosyayı algılar ve baskı işlemini gerçekleştirir.

Çalışma prensibinin biraz daha detayına inersek, baskı işlemine başlamadan önce yazıcının ucunda ‘nozzle’ diye adlandırılan kafa bölgesinin belirli bir sıcaklığa gelmesi gerekmektedir ( Yaklaşık 200-240 derece ) Çünkü 3D baskı işlemi eriyen filamentin katman katman ve üst üste serilmesiyle gerçekleşir. Filamentin düzgün bir şekilde yayılabilmesi için de kafa noktasından çıkarken yüksek sıcaklıkta erimesi gerekir. Kafa noktasından eriyerek çıkan filament yüzeyde yayılır yayılmaz donar ve katı formuna geçer. Tüm katmanlar tamamlandıktan sonra model tamamen katı formda hazır hale gelir. Bu sayede hazırladığımız baskı 3 boyutlu olarak basılmış olur.

3D Yazıcı ile Neler Yapılabilir? Kullanım Alanları Nelerdir?

3D Yazıcı ile yapabileceklerinizin herhangi bir sınırı yok. Hayal gücünüz ile sınırlıdır. Ürün prototipleme, ev dekorasyonu, hediyelik eşya gibi kullanım amaçları hali hazırda yaygın olanlar. Örneğin çiçekleriniz için tasarladığınız veya hazır tasarımını bulduğunuz bir vazo basabilirsiniz. Yapmayı düşündüğünüz bir robotun gövdesinde 3D baskılara yer verebilir, hatta gövdenin tamamını 3D baskı ile yapabilirsiniz. Çeşitli devrelerin kutulanması konusunda çizimler yapabilirsiniz. Herhangi bir kulaklığınızın askı aparatını çizip basabilir bunu masanıza monte edebilirsiniz. Eşinizin , annenizin kırılmış tencere kapağı kulp’unu tekrardan basıp kullanabilir hale getirebilirsiniz 🙂

Daha önce de belirttiğim gibi 3D yazıcının kullanım alanları bunlar ile sınırlı değil. Çikolata basan 3D yazıcılar ile kendi tasarladığınız çikolatalar elde edebiliyorsunuz. Çikolatanın dışında 3D yazıcı teknolojisi gıda sektöründe hızla gelişmekte.

3D yazıcı teknolojisi ayrıca giyilebilir teknoloji ve tekstilde de kendine yer bulmuş durumda. Ortopedik çözümlerde, giysilerde, saat ve bileklik gibi aksesuarlarda 3D baskı teknolojisinden yararlanılmaktadır. Ünlü spor markaları son dönemlerde spor ayakkabılarının tabanlarında ve çeşitli bölgelerinde 3D baskı kullanarak seri üretime geçirdiler. Bu sürece baktığımızda yüksek maliyet ve seri üretim sorunlarını bir nebze aştıkları görülüyor.

Medikal alanda ise gelişmeler fazlasıyla olumlu düzeyde ilerliyor.. 3D yazıcı ile protezler ve hastalara özel anatomi modelleri elde edilmekte. Hatta 3D baskı organ yapımı bile var. Hollanda’da 23 yaşındaki bir hastanın kafatası ile 3D yazıcı ile üretilmiş bir kafatası değiştiriliyor ve hastanın operasyona olumlu tepkiler verdiği sonucu elde ediliyor.

3D Yazıcılar

Günümüzde yaygın olarak kullanılan bazı yazıcılar ;

Stereolithography (SLA)

3D yazıcı teknolojisindeki en eski teknik olsa da günümüzde hala kullanılmakta SLA tekniği. SLA teknolojisine sahip 3D yazıcılarda akışkan foto polimer (özel bir plastik çeşidi) hammaddeler işlenerek katı forma dönüşüyor ve baskı elde ediliyor.

Digital Light Processing (DLP)

DLP (Dijital Işık İşleme) tekniği SLA ile birçok ortak noktaya sahiptir. 2 teknikte de baskılar, akışkan polimerler ile gerçekleşir ve ikisi de baskıyı işlerken ışıktan faydalanırlar. Bu akışkan polimelerler, reçine diye de tabir edilebilir. SLA ışığı lazer ile sağlar, DLP tekniği ise özel bir projektör ile. DLP tekniği fazlasıyla hızlı işler ve SLA tekniğindeki gibi temiz ve detaylı baskılar elde edilir.

Fused Deposition Modelling (FDM)

FDM (Birleştirmeli Yığma ile Modelleme) masaüstü 3D baskıda en yaygın kullanıma sahip tekniktir. İşleme başlamadan önce yazıcıya bir 3D model verisi girilir. Bilgisayar destekli bu tasarım verisini yazıcı okur ve işlem başlar. Termo plastik malzeme yazıcının extruder diye adlandırılan bölgesinde ısıtılarak erimiş plastik olarak X ve Y koordinatlarında basılır. Tabanın en altından başlayarak Z koordinatı boyunca katmanlar serilir. Serilen katmanlar birleşerek katı formda bir model elde edilir.

Selective Laser Sintering (SLS)

SLS (Seçici Lazer Sinterleme) tekniğinde SLA’de olduğu gibi işlem bir lazer ile yapılır. SLA ile aralarındaki önemli fark, SLS tekniğinde hammadde olarak akışkan yerine toz malzeme kullanır. Bu malzemelere naylon, cam, seramik, alüminyum gibi örnekler verilebilir.

Laminated Object Manufacturing (LOM)

LOM (Katmanlı Mal İmalatı) tekniğinde ısı ve basınç yardımıyla üst üste birleştirilmiş kağıt, plastik veya metal laminatlardan oluşan hammaddeler kullanılır. Hammadde ısı ve basınç ile eritilir, bilgisayar kontrollü bir bıçak veya lazer ile kesilerek şekillendirililir. Hızlı prototipleme imkanı sağlar.

3D Yazıcıda Bulunan Parçalar ve Malzemeler

Bir 3D yazıcıda genel olarak bulunan parçaları inceleyelim.

Sigma Profiller

3D Yazıcının iskeletini oluştururlar.

Şase (alüminyum veya pleksiglas)

Rulmanlar

Kaplinler

Miller

Kayışlar ve Kasnaklar

Nalburiye Malzemeleri (Somun, cıvata vb.)

Ara Elemanlar (İskeletin oluşması için gerekli 3D baskı, plastik veya akrilik parçalar)

Step Motorlar

X,Y,Z hareketleri ve extruder’ın itiş hareketi için kullanılırlar.

Fanlar

Hava sirkülasyonunu sağlamak için kullanılırlar.

Termistör

Isıyı ölçen komponenttir.

Isıtıcı

Filamentin gerekli ısıya ulaşmasını sağlayan komponenttir.

Sıcak Tabla

Baskının üzerine yapıldığı yüzeydir.

Extruder

Filamentin eritilip, itilerek nozzle ucuna aktarıldığı bölgedir.

Nozzle

Sıcak filamentin baskı için çıktığı kafa noktasıdır.

Limit Switch’ler (Endstop, durdurucular)

Yazıcıdaki X,Y ve Z koordinatlarındaki hareketler bu anahtarlar ile kontrol edilir.

Güç Kaynağı

220V alternatif akım enerjisini 12V veya 24V Doğru Akım enerjisine çevirerek yazıcıya enerji verir.

Anakart

Yazıcıdaki elektronik işlemleri anakart gerçekleştirir.

LCD Ekran

3D Yazıcıdaki işlemler buradan kontrol edilir.

Filament

Genellikle ABS ve PLA yapıdaki filamentler kullanılır.

Fiyatları Nasıl?

3D Yazıcılar evlerimize girmeye başladığından beri fiyatları bir hayli düşmekte ve teknolojinin gelişmesiyle düşmeye de devam edecektir. Ev tipi olup da çok pahalı diyebileceğimiz 3D yazıcılar da mevcut.

Bir yazıcıya değer biçerken üründeki parça ve baskı kalitesi, kullanım pratikliği, baskı hızı gibi özellikler ayrıştırıcı oluyor. Günümüzde ev tipi bir 3D yazıcı almak istediğinizde fiyatlar 1500 TL ile 25000 arasında değişiyor. Bu sebeple kullanım amacı ve yazıcının özellikleri itibari ile size hitap edip f/p açısından size hitap eden bir yazıcı seçmelisiniz.

Bukadar anlatımdan sonra benim araştırmalarım içerisinde bana göre en uygun olan 3D yazıcı olarak Creality Ender 3 Pro’yu tercih ettim. Tercih etmemin sebebi gerek isteklerimi karşıalaması ve gerekse kullanıcı yorumları üzerine olumlu puanlar ve yorumlar alması idi.

Genel özellikleri itibari ile ;

Creality Ender 3 Pro – Yarı Demonte 3D Yazıcı Hızlı Montaj Kiti Türkiye’de en çok bilinen 3D yazıcılardan biri olan Creality Ender 3 Pro, yarı demonte bir 3D yazıcıdır. 220 x 220 x 250 mm’lik bir baskı hacmine sahiptir. Elektrik kesintisinden sonra baskıya kaldığı yerden devam edebilme özelliğine sahiptir. PLA, ABS, Wood PLA alaşımlı malzemeleri rahatlıkla basabilen Creality Ender 3 Pro ile TPU denilen esnek malzemeyi kullanarak da 3D baskılar alabilirsiniz. Ergonomik ve geniş kalibrasyon vidaları sayesinde Creality Ender 3 Pro’yu el ile kolayca kalibre edebilirsiniz.

Creality Ender 3 Pro Teknik Özellikleri:

Baskı Özellikleri

Baskı Teknolojisi: FDM

Baskı Hacmi: 220 x 220 x 250 mm

Baskı Hızı: max 200 mm/s

Katman Çözünürlüğü: 0.05 – 0.4 mm

Yazdırma Yazılımı: Cura, Repetier-Host, Simplify3D

Desteklenen Dosya Biçimleri: .stl, .obj, .amf

Malzeme

Malzeme Uyumluluğu: PLA, ABS, Wood, TPU, PLA alaşımlı malzemeler

3.Parti Filament Desteği: Var

Filament Çapı: 1,75 mm

Ekstruder

Nozul Çapı: 0.4 mm (0.2 ve 0.3 mm ile değiştirilebilir.)

Nozul Sayısı: 1

Baskı Platformu

Platform Sıcaklığı: 110 °C

Donanım

Bağlantı: Online, SD Card

Çalışma Gereksinimleri

Güç Kaynağı: Input: AC 100 – 120V/6.8A 200-240v/3.4A 50/60 Hz Output:DC 24V

Güç: 270 W

Boyut ve Ağırlık

Cihaz Ağırlığı: 6.9 kg

Cihaz Boyutu: 440 x 440 x 465 mm

gibi özellikleri ile benim açımdan ve kullanıcı yorumları itibari ile f/p bir üründür. Bu yazımda ürün incelemesi değilde, 3D hakkında genel bir anlatım yapmaya çalıştım.

Bu 3D yazıcıların amatör telsizcilik alanın da da kullanımı pek yaygındır. Eskimiş sabit telsiz kafalarının tasarlanıp tekrar basımından tutunda , mmdvm veyahut igate yapmında kullanılan raspberry lerin kutulanmasına kadar amatör faaliyetlerde yardımı olmuştur.

Birkaç örnek fotoğraf atıp yazımı tamamlamak istiyorum.

Örnek olarak mmdvm için basılan kutular, kulaklık ve telefon taşıyıcıları ve çeşitli basımlara örnek olarak aşağıda birkaç fotoğraf ile sunumumu bitirmiş bulunmaktayım. Yardımım dokundu ise ne mutlu bana. Şu pandemi günlerinde sağlıklı günler dilerim.

Örnek baskılarım ,