Europe 
Türkiye 
United Kingdom 
Global 
Xometry hesabımla giriş yap 
0
Toleranslar, tüm üretim proseslerinde parçanın nihai boyutlarında önemli bir rol oynar ve eklemeli üretim için de dikkate alınmalıdır. Bu nedenle, maksimum doğruluğu sağlamak adına hem prototipleme hem de fonksiyonel parçaların 3D baskı ile üretiminde toleransları anlamak önemlidir.
3D Baskıdaki Toleranslar Nelerdir?
Toleranslar genellikle teknik çizimlerden veya CAD modelinden gelen boyutlarla üretilen somut parçanın boyutları arasındaki sapma anlamına gelir. Tolerans, belirli bir boyut için izin verilen rastgele sapma veya değişim miktarıdır. Katmanlı imalatta, CNC işlemede olduğu gibi toleranslar konusunda uluslararası standartlar bulunmamaktadır.
3D baskıda, toleransları etkileyen başlıca faktörler şunlardır:
- Malzeme çekmesi (sıvıdan katıya durum değişikliğinden kaynaklanan hacim değişimi)
- Katman kalınlığı
- Minimum üretilebilir özellik (feature) büyüklüğü
- İmalat hacmi (teknolojiye bağlı olarak, üretilecek parçanın maksimum boyutu)
Malzeme Çekmesi
3D baskı proseslerinde kullanılan imalat malzemeleri; termoplastik filamentler, tozlar, reçineler, sıvı fotopolimerler ve metal tozlarıdır. Tüm bu malzemelerde farklı oranlarda çekme (shrinkage) gerçekleşir. 3D baskının bir ilkesi olarak, plastikler baskı işlemi sırasında soğutulurken ve katılaşırken doğal olarak çekerler. Çekme oranı malzemeye özgüdür.
Buna ek olarak, düzensiz (tekdüze olmayan) çekme, parça geometrisini değiştiren ve sıcaklıklardaki hızlı değişikliklerle oluşan çarpılma (warping) gibi kusurlara yol açar. Farklı malzemeler yazıcı ayarlarına ve düzensiz soğumaya farklı tepkiler verir ve bu da geometrideki sapmayı artırır. İmalat sırasında oluşan gerilimler, destek stratejisi ve diğer geometrik hususlar hem toleranslarda hem de düzlükte sapmalara neden olabilir.
Kalın geometrilere sahip parçalar, düz veya geniş parçalar ve tekdüze olmayan duvar (et) kalınlıklarına sahip parçalarda önemli oranlarda sapmalar veya çarpılmalar olabilir. Düşük kaliteli plastikler ve kalibre edilmemiş yazıcı ayarları, hatalı boyutlara neden olur.
Katman Kalınlığı
Çözünürlük (resolution) olarak da bilinen katman kalınlığı, parçanın Z yönündeki boyutsal doğruluğunu etkiler. Etkisi çoğunlukla parçanın yatağa yapıştığı FDM, Polyjet ve SLA’da görülür. Bu durum, bir parçanın tabanı veya dibi yatağa bitişik olduğunda ortaya çıkar.
Isıtma ve kürleme çarpılmaya (warping) neden olur ve genellikle bir baskının ilk taban katmanı, parçanın yatağa yapışmasını sağlamak için %100’den fazla ekstrüzyon oranlarıyla programlanır. Bu durum, daha kalın bir ilk katman ve istenenden daha büyük boyutlarla sonuçlanır.
Ayrıca, ucuz ve masaüstü yazıcılar katman yüksekliklerinde oldukça tutarsızdır ve bu nedenle sıkı boyutlara bağlı kalamazlar. Oysa, SLS, DMLS gibi teknolojiler için varsayılan çözünürlük çoğu uygulama için zaten yeterlidir veya katman yüksekliği makine üreticisi tarafından önceden ayarlanmaktadır. Diğer yandan, ucuz malzemelerin genellikle çekme vb. gibi davranışsal özellikleri öngörülemez olduğundan iyi kalitede imalat malzemesi kullanılması gereklidir.
Bir diğer önemli şey ise katmanlardaki merdiven basamağı (stair-stepping) etkisidir. 3D yazıcı parçaları katmanlar halinde bastığından, küreler veya daireler geleneksel işlemeyle yapıldığı kadar pürüzsüz veya hatasız olmaz; bunun yerine aşağıdaki resimde gösterildiği gibi basamaklı görünüm oluşur. Burada açıkça doğru boyutlar sağlanamamaktadır ancak sapma miktarı çok azdır.
Minimum Özellik (Unsur) Boyutu
FDM için minimum yapı (feature) boyutu, nozul çapı ve katman kalınlığının bir fonksiyonudur. X-Y’deki minimum yapı boyutunu nozul çapı belirler. Z yönündeki yapı yüksekliğini katman kalınlığı belirler. Nozul çapı, genel detay düzeyini neredeyse yalnızca (baskı yüzeyine paralel olan) yatay düzlemde etkiler.
Örneğin, daha küçük bir nozul kullanıldığında (nesnenin üst tarafına yerleştirildiğini varsayarsak) daha detaylı bir metin yazdırabilir. Bunun aksine, katman yüksekliği bir nesnenin dikey ve eğimli taraflarındaki detay düzeyini etkiler.
MJF, SLS, DMLS ve SLA gibi diğer teknolojilerde, minimum yapı boyutu imalat malzemesinin ve ayrıca lazer ışını çapının bir fonksiyonudur. Güç tabanlı teknolojilerde, malzeme yeniden kullanılır. Birden fazla kullanımda, toz küreselliğini ve şeklini kaybeder. Bu nedenle, yeni ve düzensiz bir şeklin boyutları ne kadar etkileyeceği tahmin edilemez.
Dikkat edilmesi gereken nokta, nozul çapının ve lazer ışını çapının sabit olması (özelleştirme yapılabilir) ve yukarıda katman kalınlığı hakkında belirtildiği gibi, aynı zamanda hatalı boyut yapışmasına eğilimli olmasıdır; bu da minimum yapı boyutunu, toleransları etkileyen bir faktör haline getirir.
İmalat Boyutu
İmalat boyutu (build size), bir yazıcı tarafından üretilebilecek parçanın maksimum toplam boyutunu veya bir yazıcıdaki bir imalat alanına yerleştirilebilen maksimum boyutu ifade eder. Parça ne kadar büyükse, kürlenmesi veya soğuması için gereken süre o kadar uzun olur. Bu işlem sırasında, tekdüze olmayan soğutma nedeniyle çok fazla çekme ve çarpılma meydana gelir.
Büyük parçalar ayrıca çok fazla destek yapısı gerektirir (ancak bu durum, tasarıma ve prosese bağlıdır). Bu destekler çıkarıldığında, yüzey kalitesini de etkiler.
3D Baskı Teknolojilerindeki Toleranslar
3D baskıdaki çeşitli prosesler, her prosese özgü değişen toleranslara sahiptir. Bunlar, teknolojinin mekanizması, hareketli parçalar, kullanılan malzeme ve parçanın tasarımı gibi faktörlerden kaynaklanır. Daha iyi bir baskı için, prosese özgü tasarım kurallarına uyulması önerilir.
HP Multi Jet Fusion Toleransları
Multi Jet Fusion prosesinde UV lazer nedeniyle ısı üretilir ve bu da daha kalın geometrilere, büyük ve geniş parçalara ve düzensiz (tekdüze olmayan) duvar (et) kalınlıklarına sahip parçaların ısıl çekme ve stres nedeniyle sapma oluşturmalarına yol açar. Bu sapma, çarpılma veya bükülme gibi görünebilir. Enjeksiyon kalıplama ile üretilen parçalar için et kalınlıkları ve tasarım kuralları, MJF için tasarım yaparken de uygulanabilir.
| Parametre | Değer |
| Tolerans | ± %0,3 (100 mm için ± 0,2 mm) |
| İmalat hacmi | 380 x 284 x 380 mm’ye kadar; normalde önerilen maksimum boyut 356 x 280 x 356 mm |
| Katman kalınlığı | ~0,08 mm |
| Minimum özellik boyutu | min 0,5 mm; önerilen 0,7 mm |
Selective Laser Sintering (SLS)
Selective laser sintering, MJF prosesine neredeyse benzerdir; bu proseste, polimer tozunu ısıtmak için kaynak olarak CO2 lazeri kullanılır. Çekme ve çarpılma, hem SLS hem de MJF’de görülür.
| Parametre | Değer |
| Tolerans | ±%0,3 (100 mm için ±0,3 mm) |
| İmalat hacmi | 340 x 340 x 605 mm’ye kadar; ancak genellikle önerilen maksimum boyut 320 x 320 x 580 mm |
| Katman kalınlığı | ~0,1 mm ve su geçirmez parçalar için 1,5 mm, duvar kalınlığı daha yüksek olduğunda |
| Minimum yapı boyutu | min 0,5 mm; önerilen 0,75 mm |
Stereolithography (SLA)
Stereolithography (SLA) teknolojisi, farklı özelliklere sahip olabilen çeşitli fotopolimerlerle yüksek detay ve doğruluk sunar. SLA malzemeleri, seçilen malzemeye bağlı olarak esnek (polipropilen benzeri), genel amaçlı (ABS benzeri), sert (polikarbonat benzeri) ve hatta oldukça bükülmez kompozit olabilir. Ancak, parçaların sertleşmesi için bir süre UV ışığı altında kürlenmesi gerekir ve bu da çekmeye yol açar.
| Parametre | Değer |
| Tolerans | ± %0,2 (100 mm için ± 0,2 mm) |
| İmalat hacmi | 736 x 635 x 533 mm’ye kadar |
| Katman kalınlığı | ~ 0,02 mm |
| Minimum yapı boyutu | 0,1 mm |
Fused Deposition Modeling (FDM)
Fused deposition modeling; mekanik geometriler, büyük parçalar ve ultra ince yapılar (features) gerektirmeyen parçalarda iyi performans gösterir. Çok dar yapılar, nozulden gelerek biriktirilen ekstrüde malzemenin genişliği nedeniyle çözümlenemeyebilir. Malzeme imalat platformuna bırakılır bırakılmaz soğumaya başladığından çekme hemen gerçekleşir. Ayrıca endüstriyel ve masaüstü FDM yazıcıların toleransları da farklıdır.
| Parametre | Değer |
| Tolerans | ± %0,5 (100 mm için ± 0,5 mm) |
| İmalat hacmi | 914 x 610 x 914 mm’ye kadar |
| Katman kalınlığı | ~0,05-0,3 mm |
| Minimum yapı boyutu | 0,2 mm’ye kadar |
Carbon DLS
Carbon DLS, ısıl olarak kürlenmiş mühendislik malzemeleriyle gerçekleştirilen detaylı ve yüksek doğrulukta bir prosestir. Kürlenmiş malzemeler genellikle üretan bazlıdır; ör. esnek, sert ve elastomer malzemeler (FPU, RPU, EPU).
Ayrıca üretan bazlı SIL malzemesi gibi silikon gibi davranan malzemeler de vardır. Siyanat ester (CE) bükülmez ve ısıya oldukça dayanıklı bir malzemedir. Üretan Metakrilat (UMA) genel amaçlı tek aşamalı bir reçinedir. Ancak reçinenin yerleşmesi için kürlenmesi gerekir ve bu da çekmeye yol açar.
| Parametre | Değer |
| Tolerans | ± %0,1 (100 mm için ± 0,1 mm) |
| İmalat hacmi | 119 x 189 x 300 mm’ye kadar. Önerilen boyut: En fazla 100 x 100 x 150 mm |
| Katman kalınlığı | ~0,1 mm |
| Minimum yapı boyutu | En az 1 mm önerilir |
Direct Metal Laser Sintering (DMLS)
DMLS prosesinde çok fazla ısı kullanılır ve bu da çekme ve çarpılma ile sonuçlanır. Metallerin çekme oranı ve ısı iletkenlik özellikleri plastiklerden farklıdır. Üretilen parçalar neredeyse gözeneksizdir ve daha düşük yüzey pürüzlülüğüne sahiptir (~20 µm).
| Parametre | Değer |
| Tolerans | ± %0,2 (100 mm için ± 0,1 – 0,2 mm) |
| İmalat hacmi | 250 x 250 x 325 mm |
| Katman kalınlığı | Malzemeye bağlı olarak 0,02 – 0,08 mm |
| Minimum yapı boyutu | Kozmetik şekiller için 0,75 mm, yapısal şekiller için 1,5 mm |
Polyjet
PolyJet çok ince, detaylı ve yüksek doğrulukta bir prosestir. Malzeme olarak FDM veya SLS termoplastikleri kadar sağlam olmasa da, sert ve kauçuk benzeri fotopolimerler en yüksek detaylı çözünürlüğü sunar. Proseste ısı kullanılmaz ve sıkı toleranslar elde edilir.
| Parametre | Değer |
| Tolerans | 100 mm için ± 0,05-0,1 mm |
| İmalat hacmi | up to 490 mm x 391 mm x 200 mm |
| Katman kalınlığı | 0.004 mm |
| Minimum yapı boyutu | sert için 1,2 mm veya daha fazla. kauçuk benzeri için 2 mm veya daha fazla |
Ardıl İşlemler
Çoğu teknolojide destek yapıları kullanılır. Desteklerin çıkarılması sadece yüzey kalitesini etkilemekle kalmaz, aynı zamanda bazen o noktadan malzeme eksilmesine de yol açar. Bu da boyutlarda hatalara neden olur.
Zımparalama gibi ardıl işlem prosesleri fazlalık boyutları kesmek için kullanılabilir, kaplama ve boyama gibi teknikler boyutları biraz artırabilir. DMLS’de, bazen önemli yüzeylere 1-2 mm ilave malzeme uygulanır ve baskıdan sonra bu yüzeyler uygun şekilde işlenir. Bu, boyutları düzeltmenin ve sıkı toleranslar elde etmenin bir yoludur.
Sonuç
Aşağıdaki tabloda Xometry’nin 3D baskı proseslerinin toleransları özetlenmektedir:
| 3D Baskı Teknolojisi | Toleranslar |
| MJF | ±0.3% (± 0.2 mm) |
| SLS | ±0.3% (± 0.3 mm) |
| SLA | ±0.2% (± 0.2 mm) |
| FDM | ±0.5% (± 0.5 mm) |
| Carbon DLS | ±0.1% (± 0.1 mm) |
| DMLS | ±0.2% (±0.1 – 0.2 mm) |
| Polyjet | ±0.05-0.1 mm |
Xometry olarak; hızlı, güvenilir ve son derece yüksek kalitede 3D baskı hizmetleri sağlıyoruz. Anlık Fiyat Motorumuz ve 10.000’den fazla üreticiden oluşan tedarik ağımız aracılığıyla, fiyat teklifinden kapınıza teslimata kadar kusursuz bir parça üretim deneyimi sunuyoruz.
Comment(0)