Europe 
Türkiye 
United Kingdom 
Global 
Xometry hesabımla giriş yap 
0
3D baskı teknolojisi, CNC işleme gibi geleneksel kalıp imalatı yöntemlerinin ulaşamayacağı bir karmaşıklık düzeyinde kalıp tasarımları oluşturulmasına olanak sağlar. Mühendisler ve endüstriyel ürün tasarımcıları; kum döküm ve hassas döküm (investment casting) dahil olmak üzere çeşitli döküm teknolojileri için bu tür 3D baskı ile üretilen kalıpları kullanır ve bu da metaller, plastikler, silikonlar ve hatta betonu da içeren malzeme çeşitliliği ile çalışmalarını mümkün kılar.
Eklemeli üretim ile üretilmiş kalıplar kullanıldığında, döküm prosesi daha hızlı ve daha verimli hale gelir ve özellikle prototipleme ve düşük hacimli üretim için zaman alıcı ve maliyetli olan kalıp üretimi ihtiyacı azalır.
3D Baskı ve Geleneksel Yöntemlerde Döküm Kalıbı Performansı
Eklemeli üretim ile klasik kalıp üretim teknikleri karşılaştırıldığında, 3D baskı hızlı prototipleme, karmaşık geometriler ve düşük hacimli üretimde öne çıkarken, geleneksel yöntemler üstün malzeme dayanıklılığı ve yüzey kalitesiyle seri üretim için daha uygundur. 3D baskı ile üretilen kalıplar, küçük üretim partileri için yüksek hassasiyet, daha kısa üretim süreleri ve maliyet etkinliğinin yanı sıra kolay özelleştirme ve gelişmiş malzeme uyumluluğu sunarlar; bu nedenle metal ve silikon kalıplama için idealdirler.
Aşağıdaki tabloda, bu yaklaşımlar arasındaki temel farklar verilmekte ve çeşitli kalıplama uygulamaları için uygunlukları belirtilmektedir.
| Etken | 3D Baskı | Geleneksel Üretim Prosesi (ör. CNC İşleme) |
| Uygulamaları | • Hızlı prototipleme • Küçük ölçekli üretim • Karmaşık geometriler |
• Seri üretim • Büyük ölçekli endüstriyel kullanım |
| Üretim Süresi | • Prototipleme veya talebe özel tasarımlar için hızlı • Büyük üretim partileri için daha yavaş |
• İlk kalıp için daha yavaş (daha uzun ilk kurulum süresi) • Büyük partiler için daha hızlı |
| Maliyet | • Küçük ölçekli üretimler ve prototipleme için daha düşük • Büyük ölçekli üretim için pahalı |
• Yüksek peşin maliyet, ancak seri üretim için ekonomik |
| Tasarım Esnekliği | • Son derece esnek • Kompleks ve incelikli tasarımlara kolayca uyum sağlar |
• Talaşlı imalatın kısıtlamalarıyla sınırlıdır • Kompleks tasarımlar maliyeti ve zamanı artırır |
| Malzemeler | • Reçine, plastik ve bazı metaller gibi 3D baskıda kullanılabilen malzemelerle sınırlıdır | • Metaller, plastikler, kompozitler dahil olmak üzere malzeme çeşitliliği |
| Detay ve Hassasiyet | • Daha pürüzlü yüzey • Ardıl işlem gerekebilir |
• Pürüzsüz yüzey • Çok fazla ardıl işlem gerektirmeyen daha yüksek kalitede yüzeyler |
| Yüzey Kalitesi | • Daha pürüzlü yüzey • Ardıl işlem gerekebilir |
• Pürüzsüz yüzey • Çok fazla ardıl işlem gerektirmeyen daha yüksek kalitede yüzeyler |
| Dayanıklılık | • Daha düşük dayanıklılık, özellikle yüksek sıcaklık döküm uygulamaları için | • Son derece yüksek dayanıklılık • Metal döküm gibi yüksek ısı uygulamaları için uygundur |
3D Baskı ile Üretilen Kalıpların Özellikleri ve Optimum Döküm Uygulamaları
Klasik kalıplar gibi 3D baskı ile üretilen kalıplar da içi boş yapılardır; bu yapıların iç yüzeyleri, metal veya plastik gibi sıvı bir malzemenin dış yüzeyinin şeklini belirler. Döküm malzemesi kalıba dökülür ve ardından katı hale gelene kadar soğutularak nihai ürün elde edilir. Her iki kalıp türü de kalıpların sanal bir görünümünü veren bilgisayarlarda tasarlanır.
Dökümde kullanılacak kalıpları imal etmek için birçok 3D baskı teknolojisi kullanılabilir. Teknoloji seçimi genellikle döküm malzemesi, kalıp tasarımı ve istenen yüzey kalitesi gibi faktörlere bağlıdır. Kalıp yapımında en sık kullanılan beş 3D baskı teknolojisi, maliyet, çözünürlük ve farklı malzemeler için uygunluk açısından benzersiz avantajlar sunar:
- Metal döküm ve yüksek sıcaklık malzemeleri için: Dayanıklı metal kalıplar üretme kabiliyeti nedeniyle DMLS en iyi seçenektir.
- İnce detaylara sahip plastik veya reçine dökümü için: Yüksek çözünürlükleri ve yüzey kaliteleri nedeniyle SLA veya PolyJet idealdir.
- Kuma döküm kalıpları veya büyük boyutlu kalıplar için: Binder Jetting, karmaşık tasarımlara sahip büyük kalıplar oluşturma kabiliyeti nedeniyle öne çıkar.
- Prototipleme veya basit kalıplar için: FDM uygun maliyetlidir ve yaygın olarak kullanılır; ancak pürüzsüz bir yüzey kalitesi için ilave ardıl işlem gerekebilir.
3D Baskı ile Kalıp Üretimi İçin En Uygun Malzemeler
Kalıbın malzemesinin seçimi, dayanıklılığı, üretim doğruluğunu ve belirli döküm işlemleriyle uyumluluğu belirlemede kritik bir rol oynar. Yüksek sıcaklığa dayanıklı plastikler ve kum bazlı kalıpların her biri, metal veya plastik parçalar gibi döküm gerekliliklerine bağlı olarak farklı avantajlar sunar.
Aşağıdaki tabloda, 3D baskı ile üretilen kalıplar için en yaygın kullanılan malzemeler verilmekte, bu malzemelerin mukavemetleri, dezavantajları ve çeşitli döküm uygulamalarında yüksek hassasiyette sonuçlar elde etmek için ideal teknolojileri karşılaştırılmaktadır.
| Kalıp Malzemesi | Avantajları | Dezavantajları | Uygun Teknoloji | Uygulamaları |
| xPEEK Reçinesi | • Yüksek mekanik mukavemet ve bükülmezlik • Mükemmel ısı direnci (260°C’ye kadar) • Kimyasallara direnç • Düşük nem emilimi |
• Kırılganlık, aşırı mekanik gerilim altında dayanıklılığı sınırlar • Çelik gibi çok yüksek ergime noktalı metaller için pek uygun değildir |
Yüksek sıcaklık PEEK filamentleri ile FDM | • Alüminyum, altın ve diğer demir dışı metaller için kalıplar • Yüksek sıcaklık kararlılığının gerekli olduğu uygulamalar |
| xCERAMIC Reçine | • Mükemmel termal kararlılık • Yüksek sıcaklıklarda boyutsal olarak kararlı |
• Diğer bazı malzemelere kıyasla kırılgan • Daha yüksek malzeme maliyeti • Ardıl işlem gerekir (sinterleme) |
Digital Light Processing (DLP) | • Yüksek ergime noktalı metaller (örneğin çelik) için kalıplar • Hassas döküm (investment casting) kalıp maçaları • Yüksek sıcaklık için endüstriyel bileşenler |
| Kum | • Uygun maliyetli • Büyük ölçekli döküm için uygundur • İyi düzeyde termal iletkenlik |
• Sınırlı yüzey kalitesi • Mukavemet için bağlayıcı (binder) gerekir • Karmaşık detaylar için uygun değildir |
Binder Jetting | • Büyük metal dökümler (örneğin motor blokları) • Mimari bileşenler • Heykel ve sanat eserleri |
| Silikon | • Yüksek esneklik ve elastisite • Mükemmel detay üretimi • Kalıptan kolay çıkarma • Birden çok dökümde tekrar kullanılabilir |
• Sınırlı sıcaklık direnci (300°C’ye kadar) • Yüksek hacimli üretim için daha düşük dayanıklılık • Belirli çözücülerden kolay etkilenir |
Silikon benzeri malzemelerle Multi-Material Jetting (PolyJet) | • Esnek plastik parçaların prototiplenmesi • Karmaşık geometrili parçaların düşük hacimli üretimi • Beton veya reçine dökümü için kalıplar |
| Üretan Reçine | • Yüksek dayanıklılık ve darbe direnci • Mükemmel yüzey kalitesi • İyi boyutsal kararlılık • Vakumla şekillendirme imkanı |
• Isıya karşı sınırlı direnç (120°C’ye kadar) • UV ile bozunmaya karşı hassas • Kalıp ayırıcı maddeler gerekebilir |
Sert poliüretan reçinelerle (ör. Somos® PerFORM veya DSM’nin SOMOS® Taurus) SLA | • İşlevsel test modelleri • Silikon kalıplar için mastar kalıplar |
| ABS Benzeri Reçine | • Mukavemet ve esneklik arasında iyi dengeleme • Geçmeli (snap-fit) düzenekler için uygun • Pürüzsüz yüzey kalitesi • Uygun maliyetli |
• Sınırlı ısı direnci (80°C’ye kadar) • Büyük parçalarda çarpılma (warping) olabilir • Destek yapıları gerekebilir |
ABS benzeri reçinelerle SLA veya DLP | • İşlevsel plastik prototipler • Tüketici ürünleri için nihai kullanım parçaları • Düşük sıcaklık dökümü için kalıplar |
| Yüksek Sıcaklık Reçinesi | • 300°C’ye kadar ısı direnci • İyi boyutsal kararlılık • Metal dökümü için uygundur • Kimyasallara direnç |
• Standart reçinelere kıyasla daha yüksek maliyet • Özel yazıcılar gerekebilir • Optimum özellikler için proses sonrasında kürleme gerekir |
Yüksek sıcaklık reçineleriyle SLA veya DLP | • Kompozit kaplama (layup) için kalıp sistemi • Yüksek sıcaklık test fikstürleri |
SLS ve MJF 3D baskı gibi teknolojiler, mekanik özellikler ve kompleks geometriler oluşturma kabiliyeti açısından avantajlar sunar. Cam dolgulu nylon ve karbon takviyeli polimerler gibi malzemelerle birleştirildiğinde, bu prosesler ile yüksek mukavemet, bükülmezlik ve orta düzeyde ısı direncine sahip kalıplar üretilebilir. Ancak, bu malzemeler yüksek maliyetlidir ve kullanımları hassasiyet gerektirir. İstenilen yüzey kalitesini elde etmek ve varsa gözenekleri kapatmak için ardıl işlemler de gerekebilir.
Standart malzemelerle Fused Deposition Modeling (FDM) prosesi genellikle yüksek sıcaklık uygulamaları için kalıp üretimine uygun değildir. Katman katman biriktirme süreci genellikle döküm sırasında sızma yapabilen gözenekli yapılarla sonuçlanır. Ek olarak, PLA veya ABS gibi yaygın kullanımlı FDM malzemeleri düşük ısı direncine sahiptir ve ergiyik metallere veya yüksek sıcaklık reçinelerine maruz kaldığında deforme olabilir veya ergiyebilir.
Bu eklemeli üretim prosesleri yüksek sıcaklık metal dökümü için ideal olmasa da, uygun şekilde tasarlanıp kullanıldığında düşük sıcaklık uygulamaları, plastik ve köpük dökümü veya kısa üretim işlemlerinde avantajlı olabilir.
3D Baskı ile Kalıp Üretiminde En İyi Uygulamalar ve Tasarım İpuçları
3D baskı ile kalıp imalatı için en iyi uygulamalar ve tasarım ipuçlarının bazıları aşağıda verilmiştir:
- Et kalınlığını optimize edin: Döküm malzemesine kırılmadan dayanabileceğinden emin olmak için kalıbınızın duvar (et) kalınlığını kontrol edin. Genellikle 0,8 mm’den daha ince olduğu düşünülen ince duvarlarda kırılmalar olabilir. Tersine, çok kalın (genellikle 3 mm’den fazla) olan duvarlar da gereksiz yere malzeme israfına neden olur ve baskı süresini artırırlar. Çoğu 3D baskı prosesi için, maksimum 2-3 mm duvar kalınlığı önerilir. En iyi sonuçları elde etmek için tasarımın tamamında duvar kalınlığının tekdüze (uniform) kalması ve mukavemetin malzeme verimliliği ve baskı süresiyle dengelenmesi kritik önemlidir.
- İçi boş veya sağlam kalıplar için tasarım: Döküm malzemesinin içine girmesi için kalıpların içi boş olmalıdır. Ancak, bir kalıp tasarlarken, gerekenin tek bir katı parça mı yoksa içinde destekler olan içi boş bir yapı mı olduğu belirlenmelidir. İçi boş kalıplarda çökmeyi önlemek için genellikle 3D baskı sırasında dahili desteklere ihtiyaç duyulur ve bu destekler, baskıdan sonra çıkarılmalıdır. Tersine, dolu ve sağlam kalıplar daha basittir ancak daha kompleks tasarımlar için parçalara ayrılabilir. Bu yaklaşım, daha kolay değişiklik ve kullanım sağlar ancak aynı zamanda dikkatli bir montaj gerektirir.
- Yolluklar (runners) ve tahliye deliklerini (vents) ekleyin: Yolluk ve tahliye (havalandırma) sistemleri doğrudan kalıbın içine basılabilir. Bu yerleştirme, tasarım üzerinde daha hassas bir kontrol sağlayarak optimum malzeme akışı ve hava tahliyesini mümkün kılar. 3D baskı için tasarım yaparken, yollukların ve tahliye deliklerinin etkili bir şekilde çalışmasını sağlamak için malzeme çekmesi (shrinkage) ve yazıcı çözünürlüğü gibi faktörleri hesaba katmak önemlidir.
- Kalıp ayırmaya (mold splitting) önem verin: Kompleks kalıp tasarımlarında, parçanın kolayca çıkarılmasını sağlamak için kalıp ayırma çizgileri dikkatle seçilmelidir. Gerekirse kalıbı birden fazla bölüme ayırın ve dökülen parçaya zarar verebilecek veya yeniden birleştirmeyi zorlaştırabilecek alanlara ayırma çizgileri yerleştirmekten kaçının. Kalıp yarımlarının doğru hizalanmasını sağlamak için hizalama pimleri ekleyin. Bu yaklaşımda, iç yapılar oluşturmak için maça kullanmak da gerekebilir; bu şekilde kalıbın işlevselliği ve nihai döküm parçasının kalitesi arttırılabilir.
- Ardıl işlem: Kalıbın ardıl işlemlere (ör. temizleme, kumlama veya sızdırmazlık (sealing)) ihtiyaç duyup duymayacağını belirleyin. 3D baskı ile üretilen kalıplar iyi boyutsal doğruluğa sahip olsa da, yüzey kalitesinde genellikle nihai dökümün kalitesini sağlamak için daha fazla işlem gerekir.
Verimli ve Hassas Bir Döküm İçin 3D Baskı ile Kalıp İmalatı
3D baskı ile üretilen kalıplar, hem küçük hem de büyük ölçekli projeler için gelişmiş hassasiyet, daha kısa üretim süreleri ve uygun maliyetli çözümler sunarak döküm sürecini iyileştirir. Doğru malzemeleri, tasarım tekniklerini ve 3D baskı teknolojilerini seçerek, üreticiler bir zamanlar klasik yöntemlerle elde edilmesi zor veya imkansız olan karmaşık kalıplar oluşturabilirler.
Kalıp yapımında 3D baskı kullandınız mı? Deneyimlerinizi ve düşüncelerinizi bizlerle paylaşın!
Comment(0)