Kendi başlarına veya Xometry gibi bir 3D baskı firmasıyla ortaklık yapmak isteyen pek çok meraklı ve girişimci, başlamadan önce zaman zaman bazı endişelere sahip olabilirler. 3D yazıcının seçimi ise neredeyse en kritik konudur. Bu makalede, üretim için bir 3D yazıcının nasıl seçileceğine yönelik genel bir bakış açısı sağlanması amaçlanmaktadır.
3D Baskı Yöntemleri
Şu anda iş dünyasında kullanılmakta olan çoğu 3D yazıcı genel itibariyle dört ana kategoride toplanmaktadır. 3D yazıcılar kendi aralarında sadece çalışma yöntemiyle değil, aynı zamanda kullandıkları yapı malzemesinde de farklılık gösterirler. Bu kategoriler ve ilgili kategori ile ilişkili 3D baskı teknolojileri aşağıda açıklanmaktadır.
1. VAT Fotopolimerizasyonu
Bu kategoriye ait 3D baskı makineleri, malzeme olarak polimer reçine kullanır.
VAT teknolojilerine göz atacak olursak:
Stereolithography (SLA)
Stereolitografi (SLA) 3D baskı, parçaları oluşturmak için ışıkla sertleşen termoset reçineleri kullanır. Direkt olarak nihai kullanımda, düşük hacimli üretimde veya hızlı prototiplemede kullanılabilen, son derece hassas ve yüksek çözünürlüklü, güçlü bir 3D baskı teknolojisidir. SLA 3D baskı makinesi, çeşitli şirketlerden rahatlıkla temin edilebilir.
Malzemeler
SLA 3D baskı için en yaygın kullanılan malzemeler arasından Xometry şunları önermektedir:
- Sert plastikler: ABS SL 7820, PC Türevi Isıya Dayanıklı Yarı Saydam, Xtreme Polipropilen benzeri…
- Silikon kauçuklar: True Silicone benzeri
Carbon DLS
Carbon DLS (Digital Light Synthesis), 3D baskı teknolojilerinden VAT polimerizasyonu yöntemine sahiptir. Nihai kullanım dayanıklılığı, çözünürlüğü ve iyi yüzey kalitesi olan ürünler oluşturmak için dijital ışık projeksiyonu, oksijen geçirgen optikler ve programlanabilir sıvı reçineler kullanır.
Bu teknoloji, Carbon’un özel CLIP reçineleri ile birlikte, müşteri eksenli üretim ve talebe özel üretim envanterleri dahil olmak üzere daha önce imkânsız ve karmaşık olan ürün tasarımlarının yolunu açıyor. Karbon DLS teknolojisi, şirketlere asla mümkün olmadığı düşünülen yenilikçi ürünleri pazara sunmalarını sağlar. Bu yazıcı özel olarak Carbon 3D tarafından üretilmektedir.
Malzemeler
Carbon DLS için en yaygın kullanılan malzemeler arasından Xometry şunları önermektedir:
- Sert plastikler: CE 221, UMA 90, DPR 10, EPX 82, FPU 50, RPU 70 benzeri
- Kauçuk benzeri plastikler: EPU 40, SIL 30 benzeri
2. Toz Yatağı Füzyon
Bu kategoriye ait yazıcılar, üretim malzemeleri olarak polimer ve metal tozları kullanır. İlgili teknolojiler şunlardır:
Seçici lazer sinterleme
Selective laser sintering (SLS) 3D baskı teknolojisi, küçük polimer tozu parçacıklarını 3D CAD modeline dayalı bir ürüne sinterlemek için yüksek güçlü lazer kullanır. Yüksek çözünürlüğü, yüksek üretkenliği ve malzemelerin kolay bulunabilirliği sayesinde SLS teknolojisi, nihai kullanım parçalarını hızlı prototipleme gibi bir dizi uygulama konusunda oldukça ideal bir seçim olmaktadır. Bugün, birçok şirket SLS 3D yazıcı üretmektedir.
Malzemeler
Seçici lazer sinterleme, çok çeşitli malzemelerle kullanılabilmesi nedeniyle 3D baskı süreçleri arasında popüler bir teknolojidir. Şu anda en çok kullanılan malzemeler iki kategoriye ayrılabilir:
- Sert malzemeler: Naylon 11 (PA11 Gıda Sınıfı), Naylon 12 (PA12 Gıda Sınıfı, PA12 Alümit Gri, PA12 Cam Dolgular) ve PP Polipropilen benzeri
- Esnek malzemeler: Flex Whitish TPU/TPE benzeri
Naylon PA12, en popüler 3D baskı malzemelerinden biridir. Bu plastik malzeme tokluk, çekme dayanımı ve darbe dayanımı gibi iyi mekanik özelliklere sahiptir ve bu da onu SLS teknolojisi için bir referans malzeme haline getirir.
HP Multi jet fusion
HP Multi Jet Fusion (MJF) son derece yüksek hassasiyette ve dayanıklı parçaları üretmek için en sık kullanılan 3D baskı teknolojilerinden biridir. Seçici lazer sinterleme (SLS) gibi toz yatağı füzyon emsalleriyle karşılaştırıldığında, MJF baskıları daha uygun maliyetlidir. SLS’den farklı olarak MJF, parçayı oluşturmak için lazer yerine detaylandırma ve birleştirme maddeleri kullanır. MJF parçaları, prototipler için olduğu kadar nihai ürün kullanıcıları için de yaygın olarak kullanılmaktadır. MJF, HP‘nin ticari markası altında üretilmiş bir teknolojidir ve bu yazıcılar yalnızca HP tarafından üretilmektedir.
Malzemeler
MJF 3D baskı için kullanılan malzemeler iki kategoriye ayrılabilir:
- Sert Plastikler: Naylon PA11, Naylon PA12, PP
- Esnek Plastikler: Estane 3D TPU M95A
Direct metal laser sintering
Direct metal laser sintering (DMLS) 3D baskı teknolojisi, toz yatağı füzyonu (PBF) kategorisine aittir ve SLS teknolojisine oldukça benzemektedir. Metal tozlarını sinterlemek için bir lazer ışını kullanır. DMLS’de, hem işlevsel prototipler hem de üretim parçaları için kullanılabilecek metal parçalar oluşturmak için plastik tozlar yerine metal tozlar kullanılır. DMLS, metal toz parçacıklarını, yüzeylerinin birbirine kaynak yapması için yeterince ısıtır. DMLS 3D baskı makineleri çeşitli firmalar tarafından üretilmektedir.
Malzemeler
DMLS için en yaygın kullanılan malzemeler arasından Xometry şunları önermektedir:
- Alüminyum: AlSiMG
- Çelik: MS1 Takım Çeliği, 17-4 Paslanmaz Çelik, 316L Paslanmaz Çelik
- Inconel: Inconel 718
3. Ekstrüzyon tabanlı sistemler
Bu kategoride, katı yapı malzemesi olan polimer filament, ısıtılmış bir nozülden geçirilir. Ve parça, bir pastanın üzerindeki kremaya benzer şekilde, katman katman oluşturulur.
Fused deposition modelling
Fused deposition modelling (FDM) ekstrüzyon tabanlı bir 3D baskı teknolojisidir. FDM 3D baskı’da kullanılan malzemeler termoplastiktir ve filament formundadır. FDM’de parça üretimi, CAD modeli tarafından tanımlanan bir yol üzerinde ergimiş malzemeyi katman katman biriktirmeyle gerçekleşir. FDM, yüksek doğruluğu, düşük maliyeti ve geniş malzeme seçimi nedeniyle dünya çapında en yaygın kullanılan 3D baskı teknolojilerinden biridir. Birçok şirket FDM 3D baskı makineleri üretmektedir.
Malzemeler
FDM 3D baskı için kullanılan en yaygın sert plastikler arasından Xometry, ABS, ABS ESD7, ABS M30, ASA, Naylon PA12, Naylon PA12 Karbon Dolgulu, Karbon Fiberle Güçlendirilmiş Poliamid 12, PC-ABS Polikarbonat, PC-ISO Polikarbonat, PC türevi Isıya Dayanıklı Yarı Saydam, PC-Polikarbonat, PLA, PETG, PEEK, ULTEM 1010 ve ULTEM 9085 gibi malzemeleri önermektedir.
Gelişmiş hava direncine sahip amorf bir termoplastik olan ASA, mükemmel mekanik özellikleri sayesinde prototiplemede yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca ASA, çok çeşitli renk seçenekleri de sunmaktadır.
4. Material Jetting
Material jetting, iki boyutlu mürekkep püskürtmeli yazıcıya benzer şekilde çalışır. Yapı malzemesi, yapı platformu üzerine püskürtülür ve katman katman katılaştırılır.
Polyjet 3D Printing
Polyjet, mürekkep püskürtmeli baskıya biraz benzer bir şekilde, UV ile iyileştirilebilen reçineyi bir üretim tepsisine püskürterek çalışan bir fotopolimer 3D baskı teknolojisidir. Polyjet, parçaları inanılmaz hassasiyet ve hızda üreterek günümüzde mevcut en gelişmiş endüstriyel 3D baskı çözümlerinden birini sunar. Hızı ve mükemmel yüzey kalitesi ile bilinir ve ayrıca aynı anda birden fazla malzemeyi üretebilmektedir. Polyjet 3D baskı makineleri farklı firmalar tarafından üretilmektedir.
Malzemeler
Polyjet için en sık kullanılan malzemelerle Xometry, üç farklı renkte (siyah, gri, beyaz) Sert Fotopolimer sunmaktadır.
Yazıcıların Özellikleri
Her teknoloji ve yazıcı kendine özgü olduğundan, alıcıların yazıcılar hakkında genel bir bakışa sahip olmaları ve neyi önceliklendirdiğini anlamaları için her teknolojinin özelliklerinden de bahsedilmektedir.
Özellikler | SLA | Carbon DLS | SLS | MJF | DMLS | FDM | Polyjet |
Yüzey İşlemi | Düşük Pürüzlü | Düşük Pürüzlü | Gözenekli | Gözenekli | Gözenekli ve Pürüzlü | Çıkıntılı | Düşük Pürüzlü |
Çözünürlük | ⚫⚫⚫⚫⚫ | ⚫⚫⚫⚫⚫ | ⚫⚫⚫⚫⚪ | ⚫⚫⚫⚫⚪ | ⚫⚫⚫⚫⚪ | ⚫⚫⚫⚪⚪ | ⚫⚫⚫⚫⚫ |
Mekanik Özellikler | Düşük | Yüksek | Yüksek | Orta | Yüksek | Düşük | Yüksek |
Renkli parçalar | Yok | Yok | Yok | Var | Yok | Var | Var |
Bio-uyumluluk | Var | Var | Var* | Var* | Yok | Var* | Yok |
Atık Miktarı | Az | Az | Çok | Az | Çok | Orta | Az |
Destek Malzemesi | Var | Var | Yok | Yok | Var | Var | Var |
*Gıda uyumlu projeler ayrıntılı değerlendirme ve onay gerektirir
Teknolojilerin çoğu yalnızca gri, beyaz veya siyah renkte baskı yaparken MJF, Voxel teknolojisi sayesinde tam renkli baskı yapmaktadır. FDM de renkli baskı yapar ancak çoğunlukla tek renklidir. Filamenti ile aynı renkte baskı yapar. Renksiz parçalar ardıl işlem ile boyanabilir veya renklendirilebilir. Yüzey kalitesi de son işlemle iyileştirilebilir.
Doğru 3D Yazıcıyı ve Teknolojiyi Seçme
Yukarıdaki özelliklere bağlı olarak, hangi teknolojiyi tercih etmeleri gerektiği alıcıların takdirine bağlıdır. Carbon DLS ve MJF teknolojileri, ilgili şirketlerin ticari markalarıdır ve yazıcıları ile malzemeleri başka üreticiler tarafından üretilip satılamaz. Yazıcıların geri kalanı, çeşitli üreticiler tarafından değişen maliyetlerle üretilmektedir. FDM, bu kategorilerin en ucuzudur, bu da yazıcı maliyetinin diğer yazıcılara kıyasla daha ucuz olduğu ve yapı filamentlerinin de çok daha ucuz ve kolayca bulunabileceği anlamına gelir.
Bir yazıcının maliyeti çoğunlukla yapı oluşturma hacmine ve ürettiği kaliteye göre değişir. Hem SLA hem de FDM, yazıcılarının masaüstü sürümlerine sahiptir. Bu iki teknoloji ucuzdur ancak endüstriyel bir yazıcının kalitesine ve standardına uyamazlar. Bu nedenle, bir işletme için satın alma kararı verilirken ihtiyaca bağlı olarak göz ardı edilebilirler.
Teknik Özellikler | SLA | Carbon DLS | SLS | MJF | DMLS | FDM | Polyjet |
Üretim hacmi | 736 x 635 x 533 mm’ye kadar | 119 x 189 x 300 mm’ye kadar. Önerilen boyut: 100 x 100 x 150 mm dahilinde | 340 x 340 x 605 mm’ye kadar, ancak genellikle maksimum 320 x 320 x 580 mm boyutunu öneriyoruz | 380 x 284 x 380 mm’ye kadar, normalde maksimum 356 x 280 x 356 mm boyutunu öneriyoruz | 250 x 250 x 325 mm | 914 x 610 x 914 mm’ye kadar | 490 mm x 391 mm x 200 mm’ye kadar |
Maliyet | 2,000€’dan başlayan fiyatlarla | Yıllık 20.000 €’dan başlayan fiyatlarla | 14,000€’dan başlayan fiyatlarla | 48,000€’dan başlayan fiyatlarla | 85,000€’dan başlayan fiyatlarla | 2,000€’dan başlayan fiyatlarla | 17,000€’dan başlayan fiyatlarla |
Sonuç
Bir 3D yazıcı satın alırken, hangi tür teknolojiyi seçeceğiniz konusunda net olmalısınız. Seçilecek teknoloji, sunduğu özelliklere bağlı olarak karar verilmelidir. Öyle ki, yanlış bir karar pahalıya mal olabilir. Ardıl işlemler yapılarak yüzey kalitesi ve parça rengi iyileştirilebildiği için bu çözüm, yalnızca renkli veya düşük pürüzlülüğü olan bir yüzey elde edebilmek için pahalı bir yazıcı satın almaktan daha ucuz olacaktır. Alıcı, ardıl işlemlerle yapılamayan belirli bir rengi veya çok düşük pürüzlü bir yüzey elde etmeyi hedefliyorsa, o zaman MJF gibi maliyetli bir renkli yazıcıyı tercih etmelidir. FDM 3D yazıcılar bu teknoloji içerisinde en ucuz ve en basit olan yazıcı türüdür.
3D yazıcının maliyeti, üretim hacmi ve malzeme çeşidi ile doğru orantılıdır. Yazıcının maliyeti, ilgili teknoloji ile üretilen parçanın birim başına maliyetine de yansıyacaktır. Tüm Avrupa ve Türkiye’de 2.500’den fazla üretim partnerinden oluşan bir ağ ile Xometry, daha fazla üreticiyi ağırlamaktan her zaman büyük gurur ve mutluluk duyar. 3D baskı hakkında kapsamlı daha kapsamlı bilgi için Xometry bloglarını takip edin.