Yaygın Kullanılan 3D Yazıcı Filamentleri

Hayal edebildiğiniz her şeyi 3D-Yazıcı ile yapabilirsiniz. Aslında hemen hemen her şeyi demek daha doğru. Elbette 3D-Yazıcılar bizlere çok yeni fırsatlar sunmaktadır, buna rağmen büyülü bir değnek de diyemeyiz. Temel olarak 3D-Yazıcılar ve Masaüstü 3D-Yazıcılar bize tasarımlarımızı fiziksel modeller haline getirme kabiliyeti vermiştir. Aslına baktığınızda avantaj masaüstü kelimesinde gizlidir. Beklentilerimiz doğrultusunda bir objeyi masaüstü yazıcılarımızda kolaylıkla basabiliriz. Tabi ki bu obje profesyonel sistemlerle de üretilebilir fakat erişim zorluğu ve yüksek idame maliyetleri çoğu durumda masaüstü 3D Yazıcıları çok daha tercih edilebilir kılar.

Sonuçta bir 3D-Yazıcı ile neler yapabilirsiniz? Bu soruya yanıt bulabilmek için öncelikle masaüstü 3D-Yazıcılarının çoğunun sadece polimer (termoplastik) malzemeler işleyebildiğini bilmemiz gerekiyor.

Son dönemde, özellikle de BASF Forward AM’in 3D Yazıcı malzeme alanına girişiyle 3D Yazıcılar için malzeme seçenekleri dramatik bir şekilde arttı. Özellikle de, yeni geliştirilen malzemeler profesyonel 3D Yazıcı çıktılarını da aşarak son kullanıcı malzemelerinin bire-bir olarak 3D Yazıcılarda üretilmesini de sağladı. Bu artış masaüstü 3D-Yazıcıların yapabileceği endüstriyel uygulama miktarını da oldukça arttırdı. Ama bu sadece başlangıç.

BASF Forward AM’in geliştirdiği karbon-elyaf katkılı PoliAmid, TPU, TPE ya da %30 cam elyaf katkılı PoliPropilen filamentler endüstriyel uygulamalarda kendini kanıtlamaya başlamışken halihazırda en yaygın kullanılan PLA, ABS, PETG ve PRO1 gibi filamentleri de yakından değerlendirdik. 3 filament arasında da bir sıralama yapmak gerekirse en fazla kullanılan PLA, sonra ABS ve en son da PET kullanılıyor. Bunun 3 nedeni var:

·HENÜZ! Birçok masaüstü 3D-Yazıcı, yüksek performans gerektiren mühendislik malzemeleri için doğru şartları sunamıyor.

·HENÜZ! Endüstride kullanılan bir çok malzemenin 3D Yazıcı tarafında tam karşılığı üretilmedi.

·HENÜZ! Son kullanıcıların günlük endüstriyel sorunlarını 3D Yazıcılar ile çözüm üretme alışkanlıkları çok gelişmedi.

Bugün, bu nedenleri ortadan kaldırmak için herkes yoğun bir efor gösteriyor. Ham madde imalatçıları hızla 3D-Yazıcılar için değişik malzemeler geliştirmeye başlarken, paralel de 3D-Yazıcı üreticileri de gelecek jenerasyon makinalarını tasarlıyorlar. Ancak biz bugün halen çok yaygın olarak kullanılan malzemelere ve onların özelliklerine odaklanalım istedik:

PLA Nedir?

Kimyasal adı Poli Laktik Asit Acid olan PLA , bir bio termoplastik türevidir. Mısır nişastası, Manyok kökü yada şeker kamışından türetilerek üretilir. PLA filament, FDM masaüstü 3D Yazıcılar için en popüler malzeme olmasının yanında gıda paketleme endüstrisinde ve medikal protezler de oldukça yaygın kullanılmaktadır.

3D Yazıcı dünyasında PLA kullanımı ve yaygınlığı kolay kullanımın avantajındandır. Elbette hergün çevre ile ilgili bilincimizin artması da bir bio malzeme olan PLA e önemli bir ün katmaktadır.

Temel Özellikler:

·PLA Filamentleri düşük sıcaklıklarda şekillenebilir.

·Çarpılma riski düşüktür.

·Isıtılmış tablaya ihtiyaç duymaz.

·Üretim sırasında koku çıkarmaz.

Dezavantajları

·Düşük sıcaklık dayanımı

·Düşük çarpma dayanımı

En büyük avantajı kolay kullanım olan PLA malzeme çoğunlukla fonksiyonel olmayan görsel prototipleme amacıyla kullanılmaktadır. Pastacılık sektöründe üretime yardımcı parçalar üretmek de yaygın uygulamalarından biridir. Otomotiv ve havacılıkta yapılan ender bazı üretime yardımcı alet uygulamaları ise her zaman bu malzemenin azımsandığını düşündürecek tarzda. Bu durumda;

·Görsel prototipleme

·Üretime yardımcı aparat imalatı

·Bir seferlik kullanım için düşük sıcaklıklarda kullanılabilecek kalıp uygulamaları

·Sanatsal objeler

Belli başlı uygulamaları diyebiliriz.

ABS Nedir?

Kimya da adı Akrilonitril Bütadiyen Stiren olan ABS, petrol bazlı bir termoplastiktir. Mekanik özellikleri değişik uygulamalar için ayarlanabilen ABS, hafif ağırlıklı bir malzemedir. Bu nedenle ABS otomotiv parçaları, oyuncaklar, küçük ev aletleri, çanta aksesuarları, spor malzemeleri ve aklınıza gelebilecek birçok benzer sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır.

ABS’in bu uygulama dostu duruşuna rağmen PLA kadar rağbet görmemesinin ciddi sebeplerinden biri üretim esnasında yaydığı kokudur. Ek olarak, ABS malzemeyi şekillendirmek PLA ya göre daha karmaşıktır; ABS Filament soğuma esnasında PLA’ye göre daha fazla çekme eğilimi olan bir malzemedir. Yine de malzeme özellikleri sayesinde büyük bir 3D-Yazıcı kullanıcı kitlesinin vazgeçilmezi olmuştur.

Ana Özellikler:

·Yüksek çarpma dayanımına sahiptir.

·Ardıl işleme uygundur.

·Yüksek sıcaklık dayanımına sahiptir.

·UV ışınlarına dayanıklıdır.

Dezavantajları

·Soğuma sırasında çarpılma eğilimi vardır. Kontrollü masaüstü cihazlarda yapılan baskılarda daha iyi sonuç alınır.

·Üretim sırasında koku oluşturur.

·Soğuma sonrası çekebilir.

Uygulamalar

ABS yaygın olarak dayanıklı tüketim ürünleri üreten firmalarda kullanım alanı bulmasına rağmen, işlenmesi zor olduğundan ancak profesyonel ve endüstriyel 3D-Yazıcılara sahip firmalar tarafından tercih edilebilmektedir. Özellikleri profesyonel uygulamalar için malzemeyi ideal kılar.

·Endüstriyel ve fonksiyonel prototipleme

·Bağlantı testleri

·Dış mekan dayanıklı tüketim ürünleri

·Elektrikli cihazlar

·Oyuncaklar

·Montajlı parçalar

Gibi uygulamalara son derece uygundur.

PETG Nedir?

PoliEtilen Teraftalat, polyester ailesinden en yaygın kullanım alanı olan termoplastik polimerdir. Giyim, plastik şişe ve gıda paketleme ürünlerinin çoğunda lif şeklinde kullanılır. Pazarda PET ve PETG malzeme genellikle karıştırılmaktadır. Aslen PET, soğuma sonrası PET’in modifiye edilmiş amorf halidir.

Özellikleri

PETG Filament kolay kullanımı ve yüksek mekanik özellikleri sayesinde, son zamanlarda kullanımı artan bir malzemedir. PET aynı zamanda kolayca geri dönüştürülebilmektedir.

Ana özellikleri :

·Üretim sırasında koku çıkarmaz.

·Çarpılma olasılığı azdır.

·Isıtılmış tablaya ihtiyaç duymaz.

·Katmanlar arası bağları çok kuvvetlidir.

·Su sızdırmaz.

·Gıda güvenilir malzemedir.

Dezavantajları

·Düşük çarpma dayanımı

·UV dayanımı yoktur

Uygulamalar

·Görsel ve fonksiyonel prototipler

·Gıda ile temas etmesi gereken objeler

·Sızdırmazlık istenen uygulamalar

·Vitrifiye ve bağlantı parçaları

·Sanatsal objeler

Alaşımlar

Çok özel uygulamalar ile uğraşan üreticiler bazen spesifik malzeme özelliklerine ihtiyaç duymaktadırlar. Katmanlı imalat bu tip üretimler için çok uygun bir teknoloji olduğu için tercih edilmektedir. Bu kapsamda katmanlı imalata uygun özel malzemeler imal edilmektedir. Bu tip malzemelere Alaşım denmektedir. PRO1 bu tip özel alaşımlara iyi bir örnektir.

Özellikleri

Bu filament PLA malzemeye kolay kullanım özelliklerinden ödün vermeden ileri mühendislik özellikleri katmak için yapılan bir birleştirme uygulamasının sonucudur.

Ana Özellikler :

·ABS daha yüksek çekme dayanımı

·ABS den daha iyi bükme dayanımı

·Arttırılmış ve iyileştirilmiş katman birleştirilmesi

·Yüksek hızda basılabilme

·Çarpılma riski yok

·Isıtılmış tablaya ihtiyaç duymaz

·Büyük parça imalatına uygun

·Uygulaması kolay

·Aşındırıcı değil

Dezavantajları

·Düşük sıcaklık dayanımı

·UV dayanımı yok

Uygulamalar

Endüstriyel uygulamalar için çok uygun olmasa da, performansı sürekli arttırmayı hedefleyen mühendislik uygulamaları için elverişli bir malzemedir. Aşağıdaki uygulamalarda yoğunlukla tercih edilir;

·Fonksiyonel prototip imalatı

·Çekme ve stres altında dayanıklılık gerektiren objeler

·Uygunluk testleri

·Üretime yardımcı aletler

·Kalıplar