Tersine Müh. ve Hızlı Prototipleme Ders Notları

Tersine Müh. ve Hızlı Prototipleme Ders Notları

HIZLI
PROTOTİPLEME
27.05.2016
1
GİRİŞ
Aditif Üretim (Additive Manufacturing) Giriş ve 3D Yazıcılar
Aditif imalat teknolojileri üzerine ASTM uluslar arası F42 komitesinin
tanımı:
3D model verisinden çeşitli objeleri üretmek amacıyla malzemeleri katman
katman birleştirerek üretme işlemi olup, malzemeyi işlemek suretiyle
kaldırma prensibine dayalı üretim metotlarının tersidir (Talaşlı İmalat İle
Üretim).
Aditif imalat ile diğer eş anlamlı ifadeler;
• Additive fabrication
• Additive processes
• Additive techniques
• Additive layer 3D printing manufacturing
• Layer manufacturing, and freeform fabrication
27.05.2016
2
Bu hızlı ilerlemede, kullanılan terminoloji de hızla gelişmektedir. 3D yazdırma terimi
ASTM (American Society for Testing Materials) 42 komitesi tarafından şu şekilde
tanımlanmaktadır;
Bir printer kafası, nozul veya diğer yazıcı teknolojilerini kullanarak
malzemenin çökeltilmesi ile objelerin üretilmesi yöntemi
Aditif imalat; plastik, metal, seramik, cam, kompozit malzemeler ile üretilen parçaları,
takım komponentleri, prototipler ve fiziksel modelleri üretmek için kullanılan bir
terimdir. Aditif imalat sistemleri, hayal edilebilecek her türden parçanın üretimi için,
bilgisayar destekli tasarlanmış modelleri (3D), 3D-tarama sistemleri, medikal
tarayıcılar ve video oyunlarından elde edilen ince dilimlenmiş enine kesitleri
kullanmaktadır.
27.05.2016
3
27.05.2016
4
Tasarım ve imalat alanında faaliyet gösteren şirketler, ürün imalatında aditif üretimi
kullanabilmektedir. Bunlara örnek olarak; endüstriyel, askeri ve medikal şirketler
verilebilir. Örnek ürünlerden bir kaçı;
• Dijital kameralar
• Cep telefonları
• Motor parçaları
• Otomobil iç aksesuarları
• Uçak parça ve montajları
• Elektrikli aletler (takımlar)
• Medikal implantlar
ve birçok parça imalatında aditif üretim yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır.
27.05.2016
5
Pazara arz süresini kısaltmak
Ürün kalitesini geliştirmek
Maliyeti düşürmek amacıyla
birçok şirket aditif imalattan faydalanmaktadır (HIZLI ÜRÜN GELİŞTİRME).
Aditif imalat ile, kalıp teknolojisine yönelik metotlar, prosesler ve sistemlerde
geliştirilmiştir.
Son zamanlarda yapılan çalışmalar enjeksiyon kalıp takımlarının performansını
geliştirmek için aditif imalat kullanımı üzerine odaklanmıştır.
Bu çalışmalar; iş bağlama aparatları, matkap kılavuzları, sabitleme aparatları ve ölçüm
aygıtları üzerine yapılmaktadır.
27.05.2016
6
27.05.2016
7
Aditif imalat, bazı şirketlerin üretim alanlarında kullandığı önemli bir üretim
yöntemidir. Bazı çok küçük şirketler dahi mamul üretiminde bu yöntemi etkin şekilde
kullanmaktadır. Bu durum, aditif imalatı geliştirmekte ve çok önemli bir uygulama
haline gelmesine yol açmaktadır. Son yıllarda imalat teknolojileri alanında klasik
yöntemlere oranla aditif imalat yöntemlerinin çok yaygın olarak kullanıldığı
görülmektedir.
 Kullanıcıya özel ürün ve sınırlı sayıda ürün geliştirmek amacıyla şirketler
aditif
imalat
yöntemlerinden
gelecekte
daha
yaygın
bir
şekilde
faydalanacaklardır.
 Şirketler sayıları 1-1000 arasında değişen büyük miktarlardaki ürünlerin seri ve kısa
vadeli üretimlerinde aditif imalat yöntemlerini kullanacaklardır.
27.05.2016
8
Aditif Üretimden Faydalanan Endüstriler
Dünya çapında 71 adet servis sağlayıcı ve 27 adet profesyonel düzeyde aditif imalat
teknolojileri üreticisi firma üzerinde bir araştırma çalışması yapılmıştır (Wohlers
Reports 2012). Bu çalışmada adı geçen 98 şirket, yaklaşık olarak 6500 + kullanıcı ve
müşteriyi içermekte olup bu müşteri ve kullanıcılara aditif teknolojiler konusunda bilgi
ve tecrübe aktarımı da yapmaktadır.
Bu kısımda verilen 3 adet grafiğin verileri bu çalışma ile elde edilmiştir.
27.05.2016
9
1. Tüketim malları ve elektronik ürünler aditif imalatın yaygın kullanım
alanını oluşturmaktadır (% 20.3)
2. Motorlu taşıtlar sektörü (% 19.5)
3. Medikal ve Dental sektör (% 15.5)
4. Havacılık sektörü ise (% 11.1)
27.05.2016
10
27.05.2016
11
Aditif Proseslerinin Uygulama Alanları
• Görsel araçlar (mühendisler, tasarımcılar, mimarlar, medikal sektörde çalışan
profesyoneller)
• Sunum modelleri (mimari alanında olduğu gibi)
• Fonksiyonel modeller
• Montaj ve parçaların birbirleri ile uyum kontrolü
• Prototip kalıplama için model geliştirme (silikon kauçuk kalıplar v.b.)
• Metal dökümler için model geliştirme
• Kalıp bileşenleri
• Doğrudan parça üretimi (müşteri isteği ile, kısa vadeli, seri üretim)
• Eğitim/Araştırma
• Diğerleri
27.05.2016
12
Araştırma sonuçları aditif imalat metotlarının fonksiyonel modellerin geliştirilmesi
(%18.4) ve doğrudan parça üretimlerinde (%19.2) diğer alanlara oranla daha
yaygın olarak kullanıldığını göstermektedir.
27.05.2016
13
Yukarıda verilen çubuk grafikteki çubukların uzunluğu 2000 yılı ve sonrasında
endüstriyel aditif sistemlerin bağıl olarak satış durumunu göstermektedir.
27.05.2016
14
Aditif imalat uygulamaları
Aditif imalat yöntemi ile parça üretme uygulamaları gelişerek devam etmektedir.
Uygulamalar geliştikçe, teknolojinin kullanımı da gelişecektir. 3d objeleri ihtiva eden
hemen hemen her problem aditif imalat teknolojilerinin kullanımı ile hızlı ve daha iyi
düzeyde çözülebilmektedir.
Aditif teknolojinin kullanımındaki ön koşul bir CAD modelinin mevcut olması idi
ancak günümüzde bu sistemler için girdi; basit bir çizim ve sketch programları,
bilgisayar oyunları kahramanları (simgeleri) gibi eğlence yazılımları, medikal tarama
verileri tarafından da üretilebilmektedir.
27.05.2016
15
• Prototipleme
Prototipleme aditif imalat teknolojilerinin ilk uygulamaları arasında yer almakta olup,
ürün geliştirme sürecinde hali hazırda en yaygın kullanılan metottur.
Malzeme kalitesi, yüzey pürüzlülüğü ve boyutsal doğruluk geliştikçe, aditif imalat
teknolojileri ile üretilen modeller, fonksiyonel prototipler, montaj test ve
uygunluğunun belirlenmesinde yaygın olarak kullanılacaktır.
Aditif imalat parçaları, kalıplama ve metal döküm işlemleri içinde artan oranda
kullanılacaktır.
27.05.2016
16
• Görsel Araçlar ve Sunum Modelleri
Bir resim binlerce kelimeye bedel ise, bir fiziksel modelde binlerce resme
bedeldir. Tasarım amacı ile ilişkili bir somut model, aditif imalat teknolojilerinin ilk
gelişiminde önemli rol oynar.
Piyasaya bir arz yapılacağı zaman en akılcı yöntem parçanın fiziksel modelini
geliştirmektir. Fiziksel model,
• Mühendislik çizimleri ve
• Tasarım şartnamelerinde herhangi bir belirsizliği
açıklamaya yardımcı olmaktadır.
27.05.2016
17
Pixar, Toy Story 3 filminden bir seri heykelcik üretmiştir. Lotso karakteri modeli,
3D Systems’ Zprinters’ların kabiliyetlerini göstermektedir. Bu ölçekteki bir model
kasıtlı olarak bu yüzey pürüzlülüğüne sahip olacak şekilde üretilmiştir. Amaç,
imalat işleminden kaynaklanan katmanlar arası düzgünsüzlüklerin hemen hemen
oluşmadığını göstermektedir.
Bu şekilde bir model geliştirilmesindeki amaç, tasarım safhası boyunca animasyon
karakter gelişiminin sağlanabileceğini göstermektir.
27.05.2016
18
27.05.2016
19
Kent tasarımcıları ve mimarlar, bir araziyi doğru bir biçimde tespit etmek için
topografik modellere ihtiyaç duyduklarında, hızlı ve hassas bir çözüm olan 3D
yazdırma teknolojisinden faydalanırlar.
Japonya’da faaliyet gösteren “Trust System” şirketinin müşterilerine yönelik
hazırladığı 3D’lu arazi modeli görülmektedir.
27.05.2016
20
Kuzey Japon Alplerine ait
1/400000 ölçekli bir
topografik model
27.05.2016
21
Prototipleme tasarım mühendisleri için kritik bir araçtır ve özellikle bu alanda eğitim
alan öğrenciler için merkezi bir aşamadır.
• Karmaşık yüzey ve
• Montaj tasarımlarının anlaşılabilmesi
için öğrencilerin eğitimleri ve deneysel çalışmalarında büyük bir önem arz
etmektedir.
27.05.2016
22
27.05.2016
23
• Uyum, Fonksiyonellik ve Montaj
Aditif imalat metodu ilk yıllarda üretilmiş olan kırılgan modellerin ötesine önemli bir
aşama kaydetmiştir. Teknoloji ve malzeme alanındaki gelişmeler karmaşık modellerin
uyum ve işlevsellik testlerinin yapılabilmesini sağlamıştır.
Aditif imalat sistemleri alanında çalışan iki imalatçı firma bir insansız hava
aracı için iki adet “akıllı kanat” üretimini aditif imalat teknolojisini kullanarak
yapmışlardır.
27.05.2016
24
• Stratasys firması FDM teknolojisini kullanarak ULTEM 9085 termo plastik malzeme
ile kanat yapılarının üretimi
• Optomec daha sonra elektronik devreleri yazdırmak için bu teknolojiyi kullandı
Yazdırılan devreler bir strengeç ve bir adet devre anteni (üzerine video aparatı
bağlanmış olan) içermekte idi. Geliştirilen bu devre bir pervane ve bir LED’e güç
aktarma görevini yapmakta idi. Şekilde gösterilen bu kanatlar 2011 yılında
düzenlenen savunma sanayi konferansında bir bildiri ile sunulmuştur.
27.05.2016
25
27.05.2016
26
SelectTech Geospatial (Springfield, Ohio) firmasından 2 adet mühendis, Stratasys 3D
printer (Dimension tip) kullanarak bir insansız hava aracı (UAV- unmanned aerial
vehicle) tasarlamış ve imalatını yapmışlardır. Tasarımcılar havacılık ile ilgili herhangi
bir eğitim almamış olup, bu hava aracını geliştirmek ve revize etmek için, iteratif
tasarım (Yinelemeli Tasarım), test ve prototipleme alanlarından faydalanmışlardır. Bu
çalışmanın neticesinde uçak gövdesini tamamen ABS plastik malzemeden imal
etmişlerdir. Çevre kontrol kanal sistemi CAD modelinde görüleceği gibi mevcut yapıya
entegre edilmiştir.
27.05.2016
27
27.05.2016
28
Bu uygulama fonksiyonel prototiplerin geliştirilmesi esnasında hızlı ve seri
revizyonlar ile iteratif tasarımın gücünü göstermektedir.
Yapılan çalışmada ayrıca; gerçek boyutta 1:1 ölçeğinde bir UAV yüksek
mukavemet/ağırlık oranının elde edilebilmesi için karbon-fiber malzemeden
üretilmiştir.
27.05.2016
29
Digital Mechanics AB’de çalışan mühendisler 48.3 cm (19 inches) çapındaki konik
parçaları tutmak ve taşımak için bir tutucu (gripper) yeniden tasarımı üzerine
çalışmışlardır.
Mühendisler tutucuların üzerinde yer alan hava hortumlarını yeni tasarımda elemine
etmişlerdir. Tutucu kollara yerleştirdikleri iç vakum kanallar ile hava hortumlarının
kullanılmasını engellemişlerdir. Aditif imalat teknolojisinin kullanımı ile test ve
üretim işlemleri hızlanmış ve doğrudan son ürün imal edilebilmiştir. Normalde
üretim süreci aylar alabilecek bir ürün birkaç günlük tasarım ile Fortus FDM
makineleri kullanılarak kısa sürede tamamlanabilmiştir.
27.05.2016
30
27.05.2016
31
Parker Hannifin bir emisyon filtresi
tasarlamıştır. Tasarlanan filtrenin
imalatında Fortus FDM sistemi ve
polifenilsülfon (PPSF) malzeme
kullanılmıştır.
Filtrenin
temel
fonksiyonu, 71°C sıcaklıkta yağ, yakıt
ve kurum kalıntısı ve diğer yanma
ürünlerini toplamaktadır.
27.05.2016
32
Kalıplama
Kalıplama metodu, yüksek hacimli üretim miktarları söz konusu olduğunda
hız ve maliyet faydalarından dolayı aditif imalat sistemlerine oranla daha fazla
tercih edilmektedir.
Aditif imalat sisteminde kullanılan mevcut malzemelerin sayısının kalıplama
metodunda kullanılan malzeme sayısı ile karşılaştırıldığında sınırlı kalması
Birkaç yıl öncesine kadar “yüksek hacimli” terimi yüzlerce birimi temsil etmekte idi.
Ancak günümüzde aditif imalat teknolojileri genellikle çok kompleks yapılı binlerce
küçük parçanın üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Aditif teknolojilerinin kalıplama metotlarına oranla daha az tercih edildiği
durumlarda dahi bu yöntemlerin kalıp üretiminde kullanılabileceği bazı durumlar
olabilmektedir. Bunlara örnek olarak; bağlama aparatları, sabitleyiciler,
şablonlar, matkap kılavuzları ve diğer cihazlar verilebilir.
27.05.2016
33
Günümüzde şirketlerin önemli bir kısmı, kısa ve uzun vadede bir üründen kaç adet
gerekeceğine yönelik tahminde bulunamayabilir. Özellikle de doğru kalıplama
işlemlerinin seçilmemesi proje boyunca birçok tasarım değişikliklerinin yapılma
gereksinimi nedeniyle sıkıntılı olabilir. Geometrik unsurlar, boyut ve malzeme
özellikleri, kalıplama proseslerini önemli derecede etkilemektedir.
27.05.2016
34
Aditif imalat ile kalıplamada yaygın kullanılan 2 ayrı kategori bulunmaktadır.
Bunlardan ilki,
 Dolaylı kalıplama yaklaşımı olup, master modeller bir kalıbı üretmek için
kullanılır. Master model temelli kalıplama metoduna örnek olarak Aditif imalat ile
üretilmiş bir MASTER MODELDEN silikon kalıplama ile bir ürünün üretilmesi
verilebilir.
27.05.2016
35
27.05.2016
36
27.05.2016
37
2. Yaklaşım ise;
 Doğrudan olup, burada gerçek kalıp veya kalıplama aparatları (inserts) aditif
imalat ile doğrudan doğruya üretilmektedir.
EOS çözümünün doğrudan metal lazer sinterlemesi (Direct metal laser sintering) ve
SLM çözümünün seçici lazer ergitme (selective lazer melting) aditif imalat
teknolojileri doğrudan yaklaşımı kullanmaktadır.
27.05.2016
38
27.05.2016
39
Model Temelli Kalıplama (Pattern-based tooling)
Model temelli kalıp/takım üretimlerinde Aditif İmalat teknolojileri kullanılmaktadır.
Üretilen Kalıp/Takım doğruluğu özellikle büyük boyutlu parçalarda çekirdek modeli
(master model) oluşturmak için kullanılan aditif İmalat işleminin doğruluğuna
bağlıdır. Plastik sektöründe çalışan ve genellikle boyutsal olarak küçük parça üretimi
yapan şirketler aditif İmalat teknolojileri ile elde ettikleri master modelleri silikon
kalıplama yöntemi ile üretmektedirler.
Bu işleme lastik (kauçuk) kalıpların/takımların oda sıcaklığında sertleştirme işlemi adı
da verilmektedir (RTV- Room Temperature Vulcanizing).
27.05.2016
40
Silikon lastik kalıplama, bazı epoksi reçine parçaları ve üretan parçaların üretiminde
uzun yıllardır kullanılmaktadır. Bu işlemde genellikle termoplastik malzemeler yerine
termoset reçineler kullanılır.
27.05.2016
41
27.05.2016
42
Bu yöntem ile çok karmaşık şekiller ve unsurlar kalıplanabilmektedir. Silikon kalıplar
genellikle 25-50 üretim sonrasında bozulmaya başlarlar. Kalıplama maliyetini
düşürebilmek için bu miktarların üzerine çıkılması önemlidir. Bazı şekiller ve
geometrik unsurlarda daha sert silikon malzemeler ile 100’ün üzerindeki sayılara
ulaşılabilir ve bu durumda kalıp maliyetleri azaltılır.
27.05.2016
43
Washington
öğrenci
Üniversitesinden
RepRap
Pmsa
3D
birkaç
printer
kullanarak master modeller üretmişlerdir.
Bu
modeller
oluşturulmasında
farklı
kullanılan
parçaların
kalıpları
silikon kalıplama yöntemi ile üretim için
kullanılmıştır.
27.05.2016
44
Doğrudan Kalıplama (Direct Tooling)
Doğrudan yaklaşım, direkt olarak kalıp üretmek için aditif imalatı kullanır. Bu
yaklaşımla, kalıp yapımı sürecindeki olası adımların sayısını azaltabilirsiniz, ki bu da
gereken geometrik özellikler ve süreçlere bağlı olarak, hem maliyet hem de zamandan
fayda sağlayabilir. Aynı zamanda dolaylı üretimlerle karşılaştırıldığında, direkt yaklaşım
olası hataları minimize eder.
27.05.2016
45
3D yazıcılar direkt kalıp üretmek için etkili makineler gibi görünmüyor olabilir, fakat
doğrudan kısmi parça üretimi için gözden kaçırılmamalıdır. Aşağıdaki resim Objet
Eden 333 makinesinden alınan doğrudan üretilmiş bir kalıptır. Bu kalıplama 10 kat
daha hızlı ve daha ucuzdur.
27.05.2016
46
Aşağıdaki kalıp, düşük hacimli conta halkası üretimi için kullanılmaktadır.
Termoplastik enjeksiyon için üretilmiş kalıbı üretme maliyeti nedeniyle, aditif üretim
kalıbı, sınırlı sayıda parça için kullanılmıştır. Farklı durometrelerde (plastik sertlik
ölçer) çoklu kauçuk malzemeler, maliyet etkili çözelti ile sonuçlanarak dökülmüştür.
27.05.2016
47
Üretim başlamadan evvel, nakliyede doğabilecek zararlardan ürünü korumak için
paketler içinde destek malzemesi kalıp gerektirir.
27.05.2016
48
Resimdeki parçalar FDM hızlı prototipleme makinesi ile imal edilmiştir ve silikon
contalar yapmak için kullanılmıştır. Geleneksel üretilen kalıplara göre daha düşük bir
maliyet ve daha az zamanda üretilmiştir.
27.05.2016
49
Yüksek Performanslı Kalıplama (High Performance Tooling)
Yüksek performanslı kalıplar ile, kalıplama döngü zamanı, kalıbı üretmek için geçen
zamandan daha fazla önem arz eder. Zaman ve maliyet tasarrufu nedeniyle geleneksel
kalıp üretimine oranla faydası daha fazladır.
Örn
: Kalıpta soğutma kanalları
Amaç
: Geleneksel enjeksiyon kalıp elemanları kullanımında doğabilecek plastik
fincanın distorsiyonundan kaynaklanan hurda oranını azaltmak
DMLS elemanı bütünleşik devre koruyucu soğutma kanalları ile dizayn edilmiştir. EOS
kullanarak bu işlemi yapmak 35 saat sürmüştür.
27.05.2016
50
Kalıplamada hızlı prototiple teknolojilerinin kullanımı ile, geleneksel yöntemler ile
elde edilemeyen faydalar sağlanabilir (termal özelliklerin gelişmesi)
Bu yararlı yöntemlerden biride kalıpta devre koruyucu soğutma kanalları
oluşturmaktır. Bu kanallar, soğutucunun kalıp boşluğunun şekline uyarak kalıbın
içerisinden geçmesine izin verir.
Devre koruyucu soğutma, kalıptan gelen ısıyı hızlıca ortadan kaldırır ve yok eder.
Deneysel çalışmalar, devre koruyucu soğutmanın döngü süresini % 30
azaltabileceğini ve kalıplanmış parça kalitesini geliştireceğini göstermiştir. Bu sonuç
parça maliyeti ve üretim oranı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.
27.05.2016
51
27.05.2016
52
Yüksek performanslı kalıplama alanında başka bir seçenekte Fabrisonic’den
Ultrasonik Aditif İmalat (UAM) yöntemidir. Proses, pres döküm, hassas döküm ve
vakum oluşturma için kullanılabilir alüminyum, bakır, ve çelikler de kalıp üretebilir.
Saatte yaklaşık 492 kübik cm (30 kübik inç) oranlarını inşa edebilme gücü ile, UAM
bir veya iki gün içinde bu kalıpları üretebilir.
27.05.2016
53
Üretim ve montaj kalıpları
Dünya çapındaki firmaların önemli bir bölümü sürekli olarak montaj araçları, jigler (iş
bağlama aparatı, kılavuz, mastar), demirbaşlar, şablonlar, göstergeler, hizalama ve delme
kılavuzları ve diğer birçok türde üretim kalıpları üretir. Özel olarak tasarlananlar ve imal
edilenler, genellikle pahalıdır. Aşağıdaki örnek, montaj bağlantıları ve kabloları için
stereolithography ile üretilmiş bir alettir.
27.05.2016
54
27.05.2016
55
27.05.2016
56
Aditif imalatın geometrik esnekliği, lazer kesim, CNC işleme, muayene ve montaj gibi
geleneksel proseslerde kullanılan karmaşık geometrili jigler ve demirbaşların
üretimine uygundur.
Materialise şirketi, ölçüm, doğru ve güvenli bir şekilde montajı kontrol etmek amacı
ile kullanılan kompleks bir sönümleme sistemi üretmek için FDM ve lazer sinterleme
kullanarak bir çözüm sunmuştur. Ürün doğrudan CAD datasından üretilmiştir.
Rapidfit olarak adlandırılan bu sistem ±0.1 mm. toleransına sahiptir.
27.05.2016
57
27.05.2016
58
Metal döküm için Kalıp İmalatı
Aditif imalat süreçleri, metal dökümde uzun bir
süredir kullanılmaktadır. 20 yıl önce ortaya çıkan
ilk
sistemlerdeki
çalışmalar,
metal
döküm
oluşturma zamanı ve maliyetini azaltabilmek için
yapılmıştır.
Kum, şişe ve hassas döküm Aİ desenleri veya Aİ
kalıp ve çekirdekler birkaç örnek olarak verilebilir.
27.05.2016
59
DMLS (Direct Metal Laser Sintering) metodu ile
üretilmiş bir metal kalıp (Karmaşık geometriler
mümkün).
27.05.2016
60
Aditif İmalat-Hassas Döküm
- Investment Casting
- Investment Shell Casting
Hassas Döküm işlemler:
• Öncelikle, metalden dökülmesi istenilen parçanın balmumu veya benzeri bir
malzemeden modeli hazırlanır. Genellikle alüminyum (mücevhercilikte ise silikon) bir
kalıp imal edilir ve plastik enjeksiyon yöntemi ile istenildiği kadar mum model elde
edilir [Alternatif – Aditif İmalat]. (Döküm sonrası soğuma ve büzülme tahmini
yapılarak model aslından biraz büyük imal edilebilir)
• Parçalar mumdan yapılmış bir gövdeye yapıştırılırlar. (şekil 1)
• Model, seramik banyosuna batırılarak (sulu alçı görünümünde bir sıvı) çevresine ince
bir tabaka kaplanması sağlanır.
• Seramik tabaka kuruyup katılaşıncaya kadar bir fırında bekletilir. Yeteri kalınlıkta
seramik kaplanıncaya kadar son iki işlem tekrarlanır. Dış tabakalarda daha kalın
seramik tozu kullanılır. (şekil 2)
27.05.2016
61
• Dış cidarı sert seramik kaplı parça bir fırına sokularak modelin eriyip dışarı akması
sağlanır. Seramik malzeme ise yüksek sıcaklığa dayanıklı olduğundan şeklini muafaza
eder. Bu esnada mum modelin akarak çıkmayan kısımları da tamamiyle buharlaşır.
(şekil 3)
27.05.2016
62
• Modelden kalan boşluğa (daha önce bırakılmış bulunan bir ağızdan) ergimiş halde
metal dökülür (şekil 4)
• Metal soğuyup katılaştıktan sonra darbe ile dış cidardaki seramik kırılarak parça ortaya
çıkarılır. (şekil 5)
• Parçalar ana gövdeden dairesel bir testere ile kesilerek alınır, bir başka ifade ile göbek
bağları kesilir (Şekil 6).
• Son olarak gerekli çapak alma ve yüzey parlatma işlemleri yapılır.
27.05.2016
63
Hassas Dökümde tolerans, kalıp yapım aşamasından başlayarak kullanılan mum,
seramik malzemesi ve döküm alaşımına bağlı olarak ölçüsel sapmaların toplamıdır.
Ölçülerin tekrarlanabilirliği, ayrıca parça formuna, kütlesine ve boyutlarına bağlıdır.
Hassas Döküm metoduyla elde edilen parçalarda, genel kural olarak anma ölçüsü 15
mm’ye kadar olan ölçülere ±0.1 mm, 15 mm üstü ölçülere de ±%0.7 gibi bir hassasiyetle
yaklaşılmaktadır.
- Aditif İmalat Teknolojileri, mum bazlı modeller (desenler) ve balmumu modellerin
oluşturulması için kullanılan metal kalıpları üretmek amacıyla kullanılmaktadır.
27.05.2016
64
27.05.2016
65
27.05.2016
66
27.05.2016
67
27.05.2016
68
Kuyumculuk sektöründe, küçük ve hassas metal döküm parçaların
imalatı için aditif imalat teknolojileri kullanılır. Dünya çapında
kuyumculuk pazarının 180 milyon $ olduğu tahmin edilmektedir.
Rhinojewel 5.0 - Gallery: Rapid Prototyping Created
with Rhinojewel 5.0 and Built on Solidscape 3D printers
27.05.2016
69
27.05.2016
70
27.05.2016
71
27.05.2016
72
Solidscape R66 3D yazıcı, hassas takı modelleme ve döküm için geliştirilen
ileri teknoloji ürünüdür.
Solidscape’in mum bazlı sistemleri, mücevherciler, kuyumcular, tasarımcılar
ve büyük mücevher üreticilerine önemli katkılar sağlamaktadır.
27.05.2016
73
Aditif İmalat yöntemi ile üretilen kalıp ve çekirdeğin kum döküm süreci
görülmektedir. Kum kalıp ve çekirdek kısmı, Voxeljet sisteminde üretilmiştir.
Voxeljet V4000 4x2x1 metre boyutları ile kum kalıp bileşenlerini üretebilir.
27.05.2016
74
Mimari modelleme
Mimarlar, inşaat ve yapı mühendisleri çalışmalarını ve tasarımlarını
gösterebilmek için modeller kullanırlar.
Geleneksel modeller titizlikle elle yapılırken son yıllarda aditif imalat
teknolojileri mimari modellerin imalatında yaygın olarak kullanılmaya
başlanmıştır.
27.05.2016
75
27.05.2016
76
FDM sistemleri başlangıçta mimari, mühendislik ve yapı endüstrisinde yaygın kullanılmış
olmasına rağmen, sanatsal formlardan ziyade endüstriyel parçalar için daha uygun
olduğundan, uzun yapılardaki tekrarlı kat ve estetikte başarısız olmuştur.
27.05.2016
77
Medikal Uygulamalar
Aditif imalat yöntemleri diş hekimliği gibi birçok tıbbi alanda kullanılmaktadır. Medikal
uygulamalarda;
• Tıbbi ürün/cihaz prototipi,
• Biyo modelleme/anatomik modelleme
• Doku mühendisliği için implant edilebilen metal implantların ve iskelelerinin doğrudan üretimi
 Aditif imalat teknolojilerinin en önemli kullanım alanları, periodontoloji, protez, ağız cerrahisi
ve damak gibi diş spesiyalleridir.
 Diğer bir önemli eğilim cerrahi işlemlerin dijital planlaması için sanal araçların kullanılmasıdır.
Baş ve boyun rekonstrüktif, estetik ve ortopedik ameliyatlarındaki yararları çalışma süresini ve
cerrahi tedarik envanterini azaltmıştır.
 Üçüncü önemli trend Aditif İmalat süreçlerinin, tamamen işlevsel cerrahi aletleri veya uzun
süreli cerrahi implantları üretmek için kullanımıdır.
27.05.2016
78
Tıbbi ürün/cihaz
prototipi
27.05.2016
79
27.05.2016
80
Anatomik Modelleme
27.05.2016
81
Metal İmplantlar
27.05.2016
82
Aditif imalat yöntemleri ile üretilen anatomik modeller;
• Tıbbi görüntüleme çalışmasında, ağırlıklı olarak bilgisayarlı tomografi (BT) veya koni ışınlı
bilgisayarlı tomografi (CBCT) verileri kullanılarak, bir hastanın sağlıklı modelleri için yapılır.
• Bir hastanın iç kemik veya yumuşak doku yapılarının fiziksel kopyaları, karmaşık cerrahi
girişimler planlama ve en iyi cerrahi operasyona karar verilmesi için cerrahlara yardımcı olur.
• Tipik olarak, cerrahlar, beyin cerrahisi, diş ve çene cerrahisi, plastik cerrahi, omurga cerrahisi,
ortopedik cerrahi, kulak burun boğaz gibi spesiyaliteleri içeren kemik rekonstriktif cerrahi
ameliyatlarını planlamak için bu modelleri kullanırlar.
Bu modeller, önceden planlama yapılmasına olanak verdiğinden ameliyat süresinin kısalmasına,
kemik rekonstrüksiyonunu iyileştirmek için en iyi sonuçlar elde etmeye, hastanın benzersiz
anatomisine uygun hastaya özel implantlar yapmaya olanak verir.
27.05.2016
83
Tıbbi uygulamalarda farklı malzemeler kullanılabilir. Fotoduyarlı boya
teknolojisini kullanarak bir model içinde tamamen farklı bir renk üretilebilir (SLA
Reçine). Bu malzeme ile üretilen bir stereolitografi modelini göstermektedir.
27.05.2016
84
• Günümüzde, Stereolitografi tıbbi modellemede yaygın olarak kullanılmaktadır
• Opak veya saydam modeller geliştirilebilir (Cerrahların isteğine göre)
• Farklı Aditif İmalat modelleme teknikleri; parça yüzey dokusu, renk, saydamlık ve
sterilizasyon için farklı alternatifler sunar
• Son birkaç yıldır anatomik modelleme için geliştirilen Dimension ailesinden
Stratasys, Objet’den Objet24 ve Objet30, ve 3D Systems’den ZPrinter 150 and ZPrinter
250 gibi düşük maliyetli makinelerin kullanımına yönelik bir eğilim mevcuttur
• Tıbbi
görüntüleme
çalışmalarından
gelen
verilerin
doğruluğu
mühendislik
standartlarına göre oldukça kabadır, bu yüzden hemen hemen tüm eklemeli imalat
yöntemleri ile elde edilebilen doğruluk yeterlidir.
• Hassasiyet bir sorun değilse, birincil sorun modelin estetik sorunları, kullanılabilirlik
(sterilize edilip edilemeyeceği) ve dayanıklılık nitelikleri olur.
27.05.2016
85
Estetik;
• Saydam ve yarı saydam modeller
• İki renkli ya da iki malzeme modeller
• Alçı veya reçine / plastik modeller,
• Tam renkli modeller
Dayanıklılık Aditif İmalat ile elde edilen modellerin ilk kullanımlarında problem
olmamasına karşın son yıllarda, ameliyat için fonksiyonel "araç" olarak parçanın
kullanımı artmış, bu yüzden de mukavim modellere ihtiyaç artmıştır.
Hem dayanımı hem de estetik kaygıları karşılayan teknolojiler: SL, PolyJet ve
FDM’dir. Bunlar, çoğu uygulama için tercih edilen ‘hepsi bir arada’ yöntemleri
olacaktır.
27.05.2016
86
Alt çene kemiğinde şiddetli enfeksiyonu olan bir hastayı tedavi etmek için, tıp
uzmanlarından oluşan bir ekip, hastaya özgü bir implant tasarlayıp aditif imalat
yöntemi ile üretmişlerdir. İmplant, Belçika ve Hollanda'da endüstriyel ve akademik
kuruluşlar ile işbirliği içinde, Dr. Jules Poukens gözetiminde geliştirilmiş ve
üretilmiştir.
27.05.2016
87
Uyku apnesini engellemek için
geliştirilen ve direkt lazer metal
sinterleme kullanılarak üretilen alet
Elektron ışın demeti yoluyla üretilen
kafatası parçası.
27.05.2016
88
Aditif üretim, bioüretim alanında tercih edilen bir yöntem olmuştur. Bu teknoloji organ
üretimi de dahil olmak üzere, canlı hücrelerden doku yapımında kullanılmaktadır.
Böbrekler, kalp ve kan damarları gibi insan vücudu parçalarını oluşturmak için
modifiye edilmiş mürekkep püskürtmeli yazıcı ve güçlü bilgisayarlı destek malzemeleri
ve kültürlenmiş hücrelerin kullanılmıştır.
Hastaların kendi yağ hücreleri de bu organları yapmak için kullanılabilir. Diyabet,
böbrek hastalıkları ve ateroskleroz tedavisinde nakil için potansiyel hazır bir kaynak
sağlayabilir.
27.05.2016
89
Güney Karolina Medical Üniversitesinden Dr. Vladimir Mironov ve Dr. Roger
Markwald 3D plastik böbreğin üretimini kolaylaştırmıştır ve baskısını yapmıştır.
Sentetik böbreğin başlangıçtaki başarısı ve ön veriler, aditif imalat yönteminin
yönteminin kullanılmasının kompleks vasküler ağaçların bio-baskısı için yeterli bir
çözüm önerdiğini ileri sürmektedir.
27.05.2016
90
İlk 3 boyutlu yazıcı ile canlı doku üretimi 2009'da Novagen3d Printing
Technology'le başladı. İlk zamanlarda sadece doku baskısı alınabilirken bugünlerde
organ baskısı alınabilmektedir (Kemik ve kıkırdak doku üretimi). Hangzhou
Elektronik Bilimler ve Teknoloji Üniversitesi araştırmacılar 3 boyutlu yazıcı
sayesinde kulak ve burun prototipi üretmişlerdir.
27.05.2016
91
27.05.2016
92
3 boyutlu yazıcıyla kemik ve kıkırdak dokusu üretmekte en büyük gelişme ise kafatası
protezi baskısı almak; ilk olarak hastanın kafatasının taranmasıyla başlıyor. Dijital
ortamdaki taranma tamamlandıktan sonra yazıcı kafatası modelini en ufak
ayrıntısına uyacak şekilde kalıba döküyor. Bu şekilde üretilen kafatası proteziyle
hastanın kafatasının yüzde 75’i onarılmış oluyor. Geçtiğimiz günlerde Hollandalı bilim
insanlarının, 3 boyutlu yazıcı yardımıyla ürettikleri en büyük kafatası implantı 22
yaşında, kemik rahatsızlığı olan bir hastaya yerleştirildi. Kafatası kemiğinin yerini
alacak olan implant hastaya özel, dayanıklı plastik malzemeden üretildi.
27.05.2016
93
3 boyutlu yazıcıda kemik ve kıkırdak dokusu dışında diğer organlar için de
baskı teknolojisi geliştiriliyor. Bunlardan en önemlisi karaciğer.
3 boyutlu yazıcıda kalınlığı 500 mikron 'a kadar olan karaciğer dokusu
üretildi. Baskısı alınan karaciğer dokuları albümin üretimi, fibrinojen ve
transferrin üretimi ve CYP 1A2 ve CYP 3A4 dahil olmak üzere
indüklenebilir sitokrom P450 enzimatik faaliyetleri de dahil olmak üzere
kritik karaciğer fonksiyonlarına sahip.
27.05.2016
94
Orgonovo 3 boyutlu yazıcıdan ilk baskısını alınacak olan organ olan karaciğeri
önümüzdeki yıl sergilemeyi planlıyor. Önümüzdeki yıl sunulması planlanan karaciğer
en az 40 gün doğal fiziksel yapısını koruyabilecek ve tamamen işlevselliğini
sürdürebilecek. Üretilen ilk karaciğerin sadece medikal çalışmalar ve ilaç araştırmaları
için kullanılması planlanıyor.
27.05.2016
95
Deri dokusu kayıplarının, yanıkların
birçoğu tamamen tedavi edilemiyor.
Deri dokusunun naklide oldukça az.
Bunun
için
deri
dokusunun
üretilmesine ihtiyaç var.
Hollanda Leiden üniversitesinden dört
öğrenci SkinPrint adlı projeyle deri
dokusunun 3 boyutlu yazıcıyla
baskısının alınabileceğini gösterdi.
Ekip sağlıklı deriden bir parça alıp,bu
hücreleri kök hücre geliştirmek için
kullandı.
27.05.2016
96
Eklemeli imalat yönteminin kullanımı birçok firmayı ve ürünü etkilemektedir.
Etkilenen Endüstriler;
• Havacılık,
• Askeri,
• Tıbbi,
• Denizaltı,
• Otomotiv,
• Dişçilik,
• Endüstriyel makineler,
• Elektronik,
• Arkeoloji,
• Yapı inşası
olarak sıralanabilir. Aynı zamanda, eklemeli imalat tarafından imal edilen tüketici
ürünleri arasında mobilya, ev aksesuarları, sanat, takı, oyuncaklar ve koleksiyonluk
eşyalar vardır. Ayrıca, hediyeler, ödüller, kupalar, spor malzemeleri ve moda ürünler de
üretilebilmektedir.
27.05.2016
97
GE havacılık motorlar için yakıt enjektörü ve fan kanatları üretiminde Aditif İmalat
yöntemini kullanmıştır. Geleneksel üretim işleminde, etkili bir yakıt ve hava karışımını
sağlayan bir bir yakıt enjektörünü gerçekleştirmek için en az 20 metal parça birbirine
kaynaklanma gerekliliği vardır.
27.05.2016
98
Wichita Kansas’ta Kelly Manufacturing Company (KMC), uçak parçalarının
dünyadaki en büyük üreticisidir. Dönüş ve yatış göstergesi olan M3500 cihazı, pilota
uçağın dönüş oranını verir. M3500 parçasının bir bileşeni olan toroid yuvası, döküm
yöntemiyle üretilmiş olan bir parçadır. 500 döküm için teslimat süresi üç yada dört
haftadır. KMC, ULTEM 9085 malzemeyi kullanarak Stratasys ‘den Fortus üretim
sistemine göre, üretimini değiştirmiştir. Yeni parçalar önemli ölçüde daha iyi boyutsal
hassasiyet sunmaktadır. 500 toroid yuvası Fortus 900mc sisteminde tek bir seferde
yapılabilir. Kalıp maliyetleri ortadan kaldırılmıştır ve birim başına maliyet % 5
düşmüştür.
27.05.2016
99
CubeSat uydu için çeşitli parçalar lazer sinterleme tarafından yapılmıştır.
27.05.2016
100
DST Kontrol, insansız hava araçları için COLIBRI yalpa çemberinin (kasa dahil)
20 adet parçasını üretmek için Stratasys’dan FDM kullanmıştır. Bu durum % 66
oranında maliyeti düşürmüş ve yedi haftalık üretim zamanını kısaltmıştır.
27.05.2016
101
Havacılıkta devam etmekte olan uygulamalardan biri askeri ve ticari jetler için
çevresel kontrol sistemi (ECS) kanal üretimidir. Boeing ve tedarikçileri, son
zamanlarda 787 ticari uçak ve savaş uçakları için bu kanalların üretiminde yoğun
şekilde lazer sinterleme teknolojisi kullanmaktadır. Bu uygulama ile parça
numaralarını (her biri için gereken denetim ve belgeleri), kalıp, envanter, işçilik,
tüm montaj hatları ve bakımı elimine etmiştir. Lazer sinter parçaları aynı zamanda
daha hafiftir ve yakıttan tasarrufa katkı sağlar.
27.05.2016
102
Yalnızca ECS için değil, aynı zamanda elektrik kutuları, braketler ve uçakta kalıcı
kurulum için gereken diğer bölümleri de üretmek için aditif imalattan faydalanırlar.
Aşağıdaki resimde Northrop Grumman Corp lazer sinterleme ile iki parça halinde kanal
sistemini üretmiştir. Eski tasarımda bu kanal sistemi (solda) birbirine kaynaklanan
dokuz alüminyum parçadan oluşmakta idi.
27.05.2016
103
Thogus Üretim’den (Avon Lake, Ohio) madencilik sektörü için sürükleme zincir
bağlantı tasarımı ve imalatı istendi. Amaç, ağırlık ve montaj karmaşıklığını
azaltmaktı. Ürün için üretim miktarları düşüktür bu yüzden şirket, PC/ABS içinde
FDM kullanarak parça üretmeye karar verdi. Ağırlık % 70 azaltılmış ve altı parça
elimine edilmiş ve montaj işçiliği azaltılmıştır.
27.05.2016
104
Thogus Products aynı zamanda bir HVAC birimi için bir hava akımı bölmesini
üretmek için FDM kullanmıştır. Önceki sürümleri alüminyum dökümdür.
Polikarbonat kullanarak, Thogus ağırlığı % 40 oranında azaltmıştır.
27.05.2016
105
2007 yılında başlatılan FigurePrints, popüler World Warcraft video
oyunundan avatarlara (minik biblolar) dayalı ürünler sunmaktadır. Kişisel
avatarlar: Fransız 3D baskı hizmeti Sculpteo, kişinin iki görüntüsünü alır
ve mini avatara dönüştürür. Bu ürünler 3D Systems’den Zprinter ile yapılır.
Fiyatı 84 dolardan başlamaktadır.
27.05.2016
106
FaceGen; oyun ve avatar tasarımcılarına, bebek yapımcılarına ve baş kısmı büyük
oyuncak biblo üreticilerine, gerçekçi veya karikatürize yüzleri oluşturma
yeteneğini sağlayan bir yazılım uygulamasıdır.3D verisi dijital kamera ile alınan
yüz bir yada daha fazla JPG görüntülerinden oluşturulur. FaceGen yazılım
yardımıyla, ThatsMyFace.com 2B portrelerden 3B heykellere dönüşüm konusunda
uzmanlaşmıştır.
27.05.2016
107
Mobilya, ev ve ofis aksesuarları
Materialise’ın .MGX bölümü özel baskıyla aydınlatma tasarımları, mobilya ve
diğer ev ve ofis aksesuarları üretiyor. Bugün, 10.000'den fazla .mgc lambaları
dünya çapında satılmaktadır.
27.05.2016
108
Amsterdam merkezli Freedom and Creation, birçok aydınlatma ve mobilya
tasarımlarının yanı sıra ev, ofis ve kişisel aksesuarları da sunuyor. Şirket ayrıca
aditif imalat ile üretilen iPhone kapları, takı, ayakkabı ve diğer birçok ilginç
ürünü bir arada sunmaktadır. Tasarımcı Alexander Pelikan deştirilen çözümler
ile 3D taramaların serisini baz alarak "Machine Vision" kapı kolları yaptı. Kapı
kolları İtalya Salone di Mobile'da sunuldu.
27.05.2016
109
Müzik aletleri
ODD Guitars 3Dbasılmış müzik enstrümanlarında uzmanlaşmış bir firma. Firma
kurucusu Olaf Diegel ODD Guitarsı 2011 de kurmuş, ilk olarak elektrik ve bass
gitarlarla başlamış daha sonra 5 parçalı bateri takımlarına ve keyboardlara kadar
çeşitli müzik aletleri üretmiş. Diegel’e göre 3D yazıcı ile müzik aletleri
kullanmanın
iki
önemli
avantajı
var.
1-Fazladan
maliyet
olmadan,
yüksek
özelleştirme
yapılabilmesi
2- Yağmur ormanlarındaki ağaçlardan üretilen ahşapları kullanan yüksek
teknolojili aletlere nazaran daha ekolojik olması.
ODD guitars piyasadaki güçlü müzik aleti üreticileriyle rekabet halinde, çünkü
size 3D yazıcı ile müzik aletleri baştan sona özelleştirebilme fırsatı sunuyor.
27.05.2016
110
MONAD Studio tarafından 3D yazıcılar ile hazırlanan keman
27.05.2016
111
Tüketici tarafından oluşturulan ürünler
Gündelik bir soruna basit bir çözüm olarak gösterilen, Billy Zelsnack makarna
dökülmesini engellemek için makarna kutusuna uç kapağı oluşturdu. Aditif
imalat teknolojisi daha erişilebilir hale geldikçe, kullanıcıların giderek artan
günlük sorunlara pratik çözümler bulması kolaylaşacaktır.
27.05.2016
112
Eric Weinhoffer, Thingiverse kullanıcı Chris Thompson’dan esinlenerek, baykuş
şeklinde kulaklık sarıcı tasarlamıştır. Daha sonra, başka bir kullanıcı OpenSCAD
kullanarak parametrik versiyonu yaptı. Bu türetilmiş sarmalayıcı da yapılmış ve
çoğu RepRap, MakerBot ve Ultimaker 3D yazıcı kullanarak dünyanın dört bir
yanından insanlar tarafından basılmıştır.
27.05.2016
113
John Chen, UP! 3D yazıcıda yapılan parçaları kullanarak bir tekerlekli gezici
üretmiştir. Küçük aracın geri kalan kısmı, lazer kesim parçaları ve rafta hazır (offthe shelf) teknolojisiyle oluşturulmuştur.
27.05.2016
114
Sanat ve takı
Realizer GmbH, altın alaşımları takı üretmek için SLM 50 tezgah üstü makinesini
kullanıyor. Concept Lazer altın alaşımlarından parçalar üretebilen Mlab
makinesini tanıttı. Burada, üç farklı yapı hacmi seçeneği ile "çekmece" sistemi,
kolay değiştirilen ve depolanan malzeme kullanılır.
27.05.2016
115
Tasarımcı Doug Bucci’nin kreasyonlarının çoğu insan hücrelerine benzetilen,
hücresel biçimlerdir. Bucci’nin mevcut sınırlı sayıda üretilen bilezikleri, bronz ile
harmanlanmış paslanmaz çeliktir. Bucci aditif imalat sürecini düşünerek yaptığı
takı tasarımlar için ‘ talebe bağlı ve az atıkla farklı iş modelleri yaratmak istiyorum
’ dediği söylenir.
27.05.2016
116
Tasarımcı Michiel Comelissen, lazer sinterleme kullanarak ‘Happy Bird’ küpe ve
kolye tasarlamıştır.
New 2011 İrlandalı kişiye özel takı kuyumcuları ve tasarımcıları DaCapo, takı
üretmek için kayıp mum döküm ve AM servis sağlayıcıları kullanmışlardır.
DaCapo’nun, titanyum esaslı katkılı imalat kullanarak ilk yüzüğü ürettiğinde
edindiği tasarım becerileri kullanışlıydı.
27.05.2016
117
Bathsheba Grossman güzel sanatsal şekiller oluşturma ve katkılı imalat tarafından
yapma alanında öncü olmuştur.
İsrailli sanatçı Eyal Gever bir felaket meydana geldiğinde donmuş anı betimleyen
"Afet Sanatı" –heykeli oluşturmuştur. Tasarımcı, gelişmiş bilgisayar kodlama ile bu
felaketleri canlandırmış ve daha sonra Object’den Aİ sistemleri ile
canlandırmaların fiziksel modelini oluşturmuştur.
27.05.2016
118
Hediyeler, kupa ve anıtlar
Eni kupa Budapeşte, Macaristan Motogp yarışın ve Formula 1 yarış kazananlara
verildi. Kupa, İtalyan mimar Antonio Pio Saracino tarafından tasarlanmıştır ve bir
lazer sinterleme makinesinde Materialise tarafından üretilmiştir.
27.05.2016
119
RAPDASA (RAPDASA Güney Afrika Hızlı Ürün Geliştirme Derneği anlamına
gelmektedir) 2010 konferansında düzenlenen bir tören sırasında, özel bir hediye
olarak titanyum yaka rozeti verildi. Bu rozet, Merkez Teknoloji Üniversitesi Hızlı
Prototipleme ve Üretim Merkezi'nde EOSINT M 270 makinesinde üretilmiştir.
27.05.2016
120
Pazarlama ve reklam
Creative ajans BSUR, üç hafta içinde Freedom of Creation ile birlikte oluşturulan
iki "stereo kulaklık" tarafından desteklenen Hollanda radyo istasyonu 538 için bir
pazarlama kampanyası kullanmıştır. Kampanya için özel olarak tasarlanmış bu
göz alıcı sahne donanımı, ulusal televizyon, ilan panosu ve online kampanya
boyunca kullanılan yaratıcı kavramının fiziksel temsili idi.
27.05.2016
121
Müze görselleri
Şubat 2012'de, Smithsonian Enstitüsü, ABD genelinde müzeler ile 137 milyon
öğeden bazılarını paylaşmak için aditif üretim kullanacağını bildirdi. Halkın
görebilmesini mümkün kılmak için bilimsel kopyalarını, sergileri ve modelleri bir
seri olarak aditif imalat yoluyla oluşturmayı planlamaktadır. Pilot projede,
Smithsonian, Afrika Kökenli Amerikalılar Tarihi ve Ulusal Kültür Müzesi'nde
sergilenmesi için yapılan Thomas Jefferson'ın heykelinin bir kopyasını yaptı.
27.05.2016
122
New York Discovery Times Square Fuarı için, Materialise Mammoth
stereolitografi teknolojisini kullanarak Tutankhamun CT taramalarını, tam boy
mumya kopyasına dönüştürdü. Daha sonra sanatçı Garry Staab, manuel olarak
parçayı tamamladı.
27.05.2016
123
Moda ürünleri
Continuum Fashion ‘dan Mary Huang ve Jenna Fizel tamamen 3D baskılı ilk hazır
giyim ürünü tasarlanmıştır. Kapaklarda dahil olmak üzere, N12 bikinin tüm
parçaları, Naylon 12 ile lazer sinterleme teknolojisi kullanarak yapılmıştır. Bikini
için, ıslandığında su geçirmez ve rahat olacağından, bu malzemenin oldukça
işlevsel olabileceği söylenmiştir. N12’nin "kumaşı", ince dizeleri esnek olurken aynı
zamanda şeklini de koruması için birbirine bağlı binlerce küçük dairesel
plakalardan yapılır. Piyasada ticari ürün olarak bulunmaktadır.
27.05.2016
124
Moda dünyasındaki 3D yazıcıların en ilgi çeken diğer örneklerinden birine de
Şangaylı tasarım stüdyosu Xuberance şirketi imza attı. Xuberance firması
hazırladıkları gelinlik konseptiyle, bir düğüne ait yapılması gerekli ne varsa
her bir parçayı 3D yazıcılar ile tasarlayarak ilgi odağı olmayı başardılar.
27.05.2016
125
‘’Yeniden keşfedilen ayakkabılar” adını alan bu sergide Ben Van Berkel, Fernando
Romero, Michael Young, Rose Lovegrov ve Zaha Hadid gibi ünlü tasaıımcıların 3D
teknolojisini kullanarak yarattıkları ayakkabılar meraklı bakışların ilgi odağı
oldu..
27.05.2016
126
Her ne kadar daha çok prototip ya da sanatçılar tarafından sınırlı sayıda yapılmış
ürünler görsek de Adidas işi yavaş yavaş değiştiriyor. Rahatlığın ön plana çıktığı
spor ayakkabıların kullanıcının ayak yapısına özel olarak üretilmesinin verimi
artıracağı kesin. Adidas da Futurecraft 3Dismini verdiği projesiyle tam olarak bu
rahatlığı hedefliyor. Adidas, 3D yazıcı ile basılmış olan tabanın ne kadar esnek ve
rahat olduğunu gösteriyor. Ayakkabı çeşitli testlerden geçerek, tabanın sağlamlığı
da kontrol ediliyor.
27.05.2016
127
Minik bir örnek
Yeni Zelandalı Lance Abernethy bir fabrikada bakım mühendisi olarak
çalışmakta. Minyatür tasarımlara oldukça ilgili olan Lance bu projesini
gerçekleştirirken Ultimaker 2 yazıcısını kullanmış ve Onshape modelleme
programını tercih etmiş. 0.04 katman yüksekliğinde ki modelini 0,25 çaptaki
nozul kullanarak üretmiş. Yazıcısını 10 mm /sn gibi bir hızda çalıştıran mühendis
tasarımını 25 dakikada tamamlamış. Matkap, iki yarımdan ve motor miline
bastıran 3D yazıcı ile üretilmiş bir kovandan oluşur. Abernethy, gereken gücü
işitme cihazlarında kullanılan pil, küçük bir düğme ve minyatür motordan almış.
27.05.2016
128
Bu tasarımın 3D yazıcı ile olan bölümü montaj kısmından daha kolay görünüyor.
Matkap 17 mm yüksekliğe ve 7.5 mm genişlik gibi inanılmaz ölçülere sahip ve
yumuşak objeleri delebilecek nitelikte. Bu kadar küçük boyutlarda çalışan
mekanik bir tasarım gerçekleştirmek 3D yazıcılar ile neler yapılabileceğine güzel
bir örnek olmuş.
27.05.2016
129
Gelecekteki uygulamalar
Aditif üretimin kullanımı geniş ve sınırsızdır. Belki de yeni uygulamalar ve güçlü
faydaları gerçekleştirmek için en önemli engel, yeni fikirler ve yöntemler kabul
etmede bizim isteksizliğimizdir. Kurulu olan süreci ve prosedürleri değiştirmesi
zordur. Ancak, ileri görüşlü bireyler yeni ve heyecan verici bir şekilde aditif
süreçleri uyguladığında, şaşırtıcı sonuçlar elde etmek mümkündür.
Within Technologies, kafes yapıları ve değişken yoğunluklu yüzey derileri
optimizasyonu konusunda uzmanlaşmış bir yazılım şirketidir. Şirket çoğaltılmış
mikroyapılar için yeni bir dizi araç geliştirdi. Bu tasarım danışmanlığı, genellikle
kafesleri kullanarak, ağırlık, sertlik, maksimum deplasman gibi ampirik
parametreleri alır ve özel tasarlanmış yapılar oluşturan biyo-ilham yapay zeka
yazılımı geliştirdi. Ortak servis sağlayıcı 3T RPD ile, Within ısı değiştirici için
kökten yeni bir konsept tasarlamış ve ortaya çıkartmıştır.
27.05.2016
130
Within Technologies’de tasarımcılar, geleneksel yollarla imal edilemez son derece
kompleks yüzeylerin tasarımı için yeni yazılım araçlarını doğrulamada Aİ
sistemlerini kullanıyor. Aşağıdaki resim metal sinterleme sürecinin avantajlarını
göstermektedir ve aynı zamanda içindeki bitişik tüpleri destek verirken, modelin
üst ve alt hem de asimetrik yük dayanıklılığı gösterilmiştir.
27.05.2016
131
Hızlı direkt imalat sistemlerinin imalat
sektöründe kullanılan farklı terminolojilerine ait terimler:
27.05.2016
132
Tasarımcılar, CAD yazılımlarından yararlanarak 3D tasarım
yapabilirler. Genelde çok karmaşık olmayan modellerin tasarım
sürecinde, tasarım esnasında tasarım hataları görülebilir ve gerekli
düzenlemeler yapılıp tasarım tamamlanır. Fakat karmaşık yapıya sahip 3D
modellerin veya çok parçalı montaj gruplarında, montajın yapılabilirliği
ve sistemin çalışabilirliği açısından 3D modellerin prototiplerini yapmak
gerekir. Hızlı prototipleme, bu alanda tasarımcıların ihtiyacına cevap
vermektedir. Prototip üretiminin amacı imalat öncesi, tasarımın
doğruluğunun, estetikliğinin ve işlevsel yönden yeterliliğinin
değerlendirilmesi, tasarlanan modelin üretilebilirliği, montaj edilebilme
ve sökülebilme olanaklarının değerlendirilebilmesidir.
Tasarımcılar 3D modellerin kısa bir süre içinde prototiplerini imal
edebilmek için hızlı prototip cihazlarını kullanırlar. Bu cihazlar alışılmış
imalat yöntemlerinde olduğu gibi dolu malzemeden talaş kaldırarak
değil, sıfırdan katman oluşturarak ve katmanları üst üste ekleyerek
prototip üretirler.
27.05.2016
133
Büyük miktarlarda yapılacak ürünlerin (büyük partiler veya
seri üretim) tam kapasite üretim öncesi teknik ve ekonomik
karakteristikleri tam olarak kontrol edilmelidir.
Bu tür üretim, numuneler ve prototipler kullanılarak yapılır
ve çoğunlukla birçok geliştirme basamağı gerektirir.
(Şekil 1).
27.05.2016
134
Şekil 1. Seri üretilen bir ürünün adım
adım geliştirilmesi
27.05.2016
135
Ön Tasarım aşamasında;
•Tasarım modelleri ve geometrik prototipler kullanılır.
genelde tek parça olarak üretilirler.
Bunlar
•Tasarım modelleri için yaklaşık boyutsal doğruluk istenir. Bu tip
modeller yüksek görselliğe sahiptir.
•Fonksiyonel ihtiyaçlar ikinci derecede önemlidir.
27.05.2016
136
Üretilecek eş parçaların birbirlerine fiziksel olarak
uygunluğunun görülmesi, geometrik prototiplerle
mümkün olmaktadır. Parçaların geometrik prototipleri
montaj edilerek birbirlerine uygunlukları gözlenir.
Uygun olmayan eş parçalar için geriye dönülüp, bilgisayar
destekli tasarım modelinde gerekli düzeltmeler yapılarak
tekrar prototipleri üretilir.
Geometrik prototipler görsel olmalıdır, fonksiyonellik ikinci
derecede önemlidir.
Hızlı Prototiplemenin bazı uygulama alanları; ürün
geliştirme, imalat için ürünlerin uygunluk kontrolleri ve
montaj işlemleridir.
27.05.2016
137
Geometrik prototiplere örnekler
27.05.2016
138
Fonksiyonel test aşamasında fonksiyonel prototipler;
• İşlem ve çalışma prensibinin kontrolü ve optimizasyon için
kullanılır. Planlama sistemleri için üretim planlama
alanında, üretim zincirinde, montaj işlem ve
ekipmanlarında kullanılırlar.
• Dış görünüş ve boyutsal toleranslar ikinci derecede
önemlidir. Bu tür prototiplerde mekanik dayanım,
estetiklik, sertlik, parçanın kimyasal ve ısıl dengesi
fonksiyonel test için gereklidir.
27.05.2016
139
Fonksiyonel prototiplere örnekler
27.05.2016
HR. BÖRKLÜ – G.Ü. TEF Makina
140
Hızlı prototipleme,
Bilgisayar destekli tasarım dosyalarından doğrudan
fiziksel model üretmeye yarayan teknolojilere verilen genel
isimdir. Bu üretim tekniğinde, modeller kendisini oluşturan
malzemenin katmanlar halinde eklenmesi ve yapıştırılması
ile oluşur.
Bir parçanın geliştirilmesi sırasında, üretime geçmeden önce,
parçanın prototipine sıkça gereksinim duyulur. Bu nedenle
tasarım aşamasındaki parçanın birden fazla modelinin
yapılması gerekebilir.
27.05.2016
141
Üretilen prototip türüne göre değişik muayene ve
testler yapılması gerekir. Prototip üzerinde yapılan testler ile
parçanın alması istenilen formu veya mekanik özellikleri
belirle
Bu amaçla prototip üzerinde karar verilen değişiklikler,
parçanın CAD modelinde düzeltilerek tekrar prototipi veya
son hali üretilir.
27.05.2016
142
Geleneksel yöntem ile hızlı prototipleme yönteminin farkı nedir?
Geleneksel yöntem
Üretim
çıkaratılarak yapılır
Çıkartmalı
proses
sınırlı
27.05.2016
Hızlı prototipleme
Üretim katman
katman eklenerek
yapılır.
Eklemeli
proses
sınırsız
143
Hızlı Prototiplemenin Kullanım Amaçları
• Hızlı
prototipleme teknolojileri
ürün geliştirme
süreçlerinde yaşanan problemlere çözümler getirmektedir.
• Bilgisayarda çizilen tasarımların seri üretime geçmeden
önce prototiplerinin hazırlanması ve bu prototiplerin
çeşitli testlerden geçmesi gerekmektedir. Bu süreç
geleneksel yöntemlerle yapıldığında
günler hatta
haftalarca sürebilir. Hızlı prototipleme ile bu süreç saatler
içerisinde gerçekleştirilir.
• Elde edilen prototipler hem görsel hem de fonksiyonel
açıdan test edilebilir. Olası tasarım değişikliklerine bu
prototipler üzerinden karar verilerek gerekli değişiklikler
süratle uygulanır.
27.05.2016
144
Yeni ürün geliştirmede hızlı prototip imalatı sayesinde:
 Olabilecek tasarım hataları kısa zamanda tespit edilir.
 Ürünü en kısa sürede piyasaya çıkarabilmek mümkün olur.
 Prototipler kalıplar için master model olarak kullanılabilir.
 Prototipler, tasarım ekibi, imalat ekibi ve pazarlama ekibi
arasındaki iletişimi ve ortak çalışma verimliliğini arttırır.
27.05.2016
145
Hızlı prototipleme ile üretilen parçaların kullanım alanları
• Ürünün görsel kontrolü yapılır ve olası form hataları gözlemlenebilir.
• Birden fazla komponent içeren ürünlerin
birbirlerine geçme
detayları ve parçaların uyumu kontrol edilebilir.
• Mekanizmaların çalışabilirliği test edilebilir.
27.05.2016
146
• Çok parçalı bir montaj parçası
çalıştırılabilir.
tek seferde üretilip
• Prototip modelleri kalıp yapımında master model olarak
kullanılabilir.
• Prototip modelleri
kullanılabilir.
27.05.2016
hassas
döküm
işlemi
için
147
Hızlı prototipleme teknolojileri günümüzde aşağıdaki alanlarda kullanılmaktadır.
Bunlar;
1. Mühendislik: Doğru ve görsel karar verme mekanizması sağlamak için gerçek
modelleme, prototip yapımı, kalıp tasarımı, analiz, tasarım döngüsündeki zamanı
azaltmak, ürün geliştirmek, üretim maliyetini azaltmak, yeni ürünleri tanıtmak,
mevcut ürün özelliklerini değiştirmek, kompleks parçaları üretebilmek, tasarım
ve imalatın entegrasyonunu sağlamak.
2. Medikal: Vücut içinde teşhise yardımcı olan katı görüntüleme modelleri
yapmak, tomografi verilerinden model ve protez yapımı.
3. Dental: Protez ve implant yapımı.
4. Kuyumculuk: Zahmetli el işçiliği gerektiren veya el ile yapımı mümkün
olmayan karmaşık geometrili mücevherlerin yapımı.
5. Mimarlık: Topoğrafik modelleme.
6. Sanat: El ile imalatı mümkün olmayan ya da zor olan sanat eserlerinin
yapılması.
7. Arkeoloji: Arkeolojik buluntuların modellerinin yapılarak sergilenmesi.
8. Matematik, Fizik, Kimya: 3D katı nesnelerin yapılması, karmaşık molekül
yapılarının yapılması.
9. Eğitim: Görsel eğitim araç gereçlerinin yapılması
27.05.2016
148
MEDİKAL UYGULAMALAR
27.05.2016
149
HAVACILIK VE OTOMOTİV
27.05.2016
150
MOBİLYA
27.05.2016
151
SANAT VE MODA
27.05.2016
152
GIDA SEKTÖRÜ
27.05.2016
153
MİMARİ
27.05.2016
154
Hızlı prototipleme ile üretilebilecek parçalar
• Hızlı prototipleme ile üretilebilecek
parçalarda hemen hemen
hiçbir sınırlama yoktur. Bilgisayarda 3 boyutlu olarak modellenmiş
tüm parçalar bu yöntem ile üretilebilir. Parçalar birbirine kolaylıkla
yapıştırılabildiğinden üretilmesi istenilen parçalarda boyut bir sorun
oluşturmaz.
27.05.2016
155
• Esnek veya rijit, şeffaf ya da mat parçalar üretilebilir.
• Parça istenildiğinde kolayca boyanabilir ve birebir ürün üzerinde
de kullanılabilir
• Kesilebilir, zımparalanabilir ve birbirine yapıştırılabilirler.
27.05.2016
156
Hızlı Prototipleme Maliyeti
• Hızlı prototipleme ilk aşamada pahalı gelebilir. Fakat, hızlı
prototipleme sayesinde haftalar sürecek işlemler saatler
içerisinde tamamlanmaktadır.
• Ürün hataları önceden anlaşılarak
düzeltmeler önlenmektedir.
çok
daha
pahalı
• Bu gibi avantajlar göz önüne alındığında hızlı prototipleme
kullanılarak yapılan üretim, işletmeye yarattığı görünen
maliyetten çok daha büyük tasarruf sağlamaktadır.
• Üretilen parçaların maliyeti parçanın boyutu, hacmi, şekli
gibi pek çok faktörün etkisindedir. Bu yüzden gerçek maliyet,
gerekli analizlerin yapılmasında sonra ortaya çıkmaktadır.
27.05.2016
157
Hızlı Prototiplemenin Avantajları
Hızlı prototipleme sisteminin avantajları kısaca özetlenebilir:
• Objelerin çok kısa
süre içerisinde elde edilip test
edilebilmektedir. Son yıllarda piyasaya sürülen ürünlerin hemen
hemen hepsinde şekilsel karmaşıklıklar artmıştır. Buna karşın
projelerin tamamlanma süresi artmamıştır. 1970’li yıllarda 4 hafta
süren bir projenin tamamlanması, 1980’lerde 16 haftaya kadar
çıkmış, fakat CAD/CAM ve CNC teknolojilerinin gelişmesiyle
proje tamamlama süreleri 8 haftaya kadar indirgenmiştir. Hızlı
prototipleme sistemlerinin gelişmesiyle de bu süre iki üç haftaya
kadar düşmüştür.
27.05.2016
158
Hızlı Prototiplemenin Avantajları
• Ürün tasarımcıları parça karmaşıklığını çok kısa bir sürede
ve az bir maliyetle arttırabilmekte, değiştirebilmekte ve
müşterinin talebine göre optimum parça dizaynını elde
etmek amacıyla belirli kısıtlamalar getirebilmektedirler.
• Sonuç olarak parça sayısını azaltarak, birkaç prototip
üzerinde
hatalar,
eksiklikler
görülebilmekte
ve
düzeltilebilmektedir.
• Tasarım aşamasında da bir çok faydalar sağlamaktadır.
Örneğin talaşlı işleme esnasında zorluk gösteren çok küçük
açı veya delikler hızlı prototipleme yöntemleri ile rahatlıkla
imal edilebilmektedirler.
27.05.2016
159
Hızlı Prototiplemenin Avantajları
• En temel fayda maliyet yönündendir. İmalat mühendisleri,
imal edilecek parçanın dizaynını ve imalatını minimize
edebilmekte, imalat için işçiliği, kontrol ve montaj için de,
maliyeti azaltabilmektedirler.
• Dolaylı faydalar satıcıya ve müşteriye olmak üzere ikiye
ayrılır. Satıcıya sağlanan fayda; ürünün pazara çıkma
süresinin kısaltılması, dolayısıyla risklerin azaltılması
yönündedir. Birkaç yıla yönelik müşteri talebi, ihtiyacı veya
piyasa dinamiğinin değişkenliği ile ilgili planlar yapmaya
gerek yoktur. Çünkü hızlı prototipleme sistemleri ürün
üzerindeki değişikliğe çabuk adapte olan sistemlerdir.
27.05.2016
160
Hızlı Prototiplemenin Avantajları
• Müşteri açısından ise, müşteri kendi arzu ve talebini
karşılayan
ürünü
çok
rahatlıkla
uygun
bir
fiyata
alabilmektedir. Çünkü geniş bir seçme alternatifi vardır.
Hızlı prototiplemenin dezavantajları
• Yüzey düzgünlüğü kabadır. (hassasiyeti az olabilir)
• Çözünürlük geleneksel işlemeler kadar iyi olmayabilir.
27.05.2016
161
Üç Boyutlu Yazıcıda Kullanılan Malzemeler
3B yazıcılardan birden çok malzeme kullanılmasına rağmen, genellikle
2 tip malzemenin kullanılması daha yaygındır.
1. ABS Plastik
ABS plastik(Akrilonitril Butadin Stiren), sert bir termoplastik polimerdir.
Bir petrol ürünü olan ABS aseton ile çözülebilmektedir.
ABS malzemesi kullanarak yazdırılan ürünler, 20 ile 80°C arasında
kullanıma uygundur. ABS malzemesinin başlangıçtaki erime sıcaklığı 105
°C olmasından dolayı 80 °C üzerindeki bir sıcaklığa çıkılması durumunda
yumuşama ve şekil bozulması yaşanabilir.
ABS malzemesi yoğun güneş ışınlarına maruz bırakılırsa zarar görebilir.
ABS yüksek dayanım ve darbe direnci nedeniyle üç boyutlu yazıcılarda
sıkça tercih edilen bir malzeme türüdür.
27.05.2016
162
ABS malzemesinin negatif özelliği yüksek sıcaklığa maruz
bırakıldığında HCN gazı çıkarmasıdır. Bu gaz az miktarda ortaya
çıkmasına rağmen oldukça zehirli bir gazdır. Bundan dolayı üç
boyutlu yazıcılar ile ABS kullanırken ortam havalandırılmak
zorundadır.
Katı halde yazdırılmış ürün olarak herhangi bir zararı yokken üç
boyutlu yazıcı ile 230-250 derecede eritilirken HCN gazı açığa
çıkarmaktadır.
Başka bir negatif özelliği ise üç boyutlu yazıcıda kulanım sırasında
PLA malzemesine göre çok daha yüksek sıcaklık gerektirmesinden
dolayı daha zor bir kalibrasyon işlemi gerektirmesidir.
27.05.2016
163
ABS malzemesi ile iyi bir parça üretmek PLA malzemesine
göre daha zordur. ABS malzemesinin yüksek sıcaklıkta
yazdırılması nedeniyle büyük parçaların yazdırılması
esnasında çarpılma riski bulunmaktadır.
Oluşabilecek çarpılmaların önüne geçmek için ısıtıcılı yazma
tablası kullanılması gerekmektedir.
27.05.2016
164
2. PLA Plastik
Polilaktik Asit ise şu anki istatistiklere göre en çok kullanılan üç
boyutlu yazıcı malzemesidir. Bu malzemenin tercih etmesinin
başlıca sebebi düşük sıcaklıklarda eriyebilmesinden dolayı kolay
çalışılabilir olmasıdır. PLA malzemesinin yazdırılırken çarpılma
ihtimali çok daha düşüktür. Bundan dolayı da ısıtıcı tabla
kullanılmasını zorunlu hale getirmemektedir.
Polilaktik asit ABS malzemesinden farklı olarak petrolden değil de
nişasta içeren ürünlerden elde edilmektedir.
PLA malzemesi medikal sektöründe implant ve protezlerde sıkça
kullanılmaktadır. insan vücudu içinde parçalanma süresi 6 ay ile 2
yıl arasında değişmektedir.
165
 PLA malzemesinin negatif özellikleri ise ABS malzemesinden
çok daha düşük dayanıma sahip olmasıdır.
 PLA malzemesinin yüksek sıcaklıklara
malzemesine göre oldukça düşüktür.
dayanımı
ABS
 PLA malzemesinin erime sıcaklık aralığı ABS malzemesine göre
daha geniş olmasından dolayı çarpılma ihtimali düşüktür. Fakat
PLA malzemesinin yavaş sertleşmesinden dolayı yazım hızı
arttırıldığında ortaya kötü sonuçlar çıkabilmektedir.
 Yazdırma işleminin hızını arttırabilmek için yazdırılan parça, bir
fan yardımı ile soğutulabilir .
27.05.2016
166
“Esun3d” firmasına ait 3B Filament malzeme listeleri
 Color change ( Renk Değiştiren),
 PETG,
 PLA,
 ABS,
 HIPS,
 PVA,
 PC,
 Luminous (Parlak),
 Nylon (Naylon),
 Conductive (iletken),
 Wood (Ahşap),
 Flexible (Esnek),
 Cleaning,
 PLA/PC Alloy (PLA/PC Alaşımı),
3D yazıcılar ile kompozit malzeme üretimi
 PLA/ABS Alloy (PLA/ABS Alaşımı),
 PLA/POM Alloy (PLA/POM Alaşımı),
 PLA/HIPS Alloy (PLA/HIPS Alaşımı).
27.05.2016
167
27.05.2016
168
 SLS yönteminde kullanılan malzemeler: Poliamid, polistren,
karbon fiber ve alüminyum katkılı poliamid, polikarbonat,
paslanmaz çelik, kobalt krom, nikel krom, titanyum, seramik
 SLA yönteminde kullanılan malzemeler: Reçine bazlı
malzemeler, akrilik, e poksi, polipropilen
 FDM yönteminde kullanılan malzemeler: ABS, poliamid,
polikarbonat, polietil en, polipropilen ve hassas döküm mumu.
 LOM yönteminde kullanılan malzemeler: Kâğıt, plastik
köpük, metal ve seramik tozu emdirilmiş malzemeler
27.05.2016
169
 SGC yönteminde kullanılan malzemeler: Fotopolimer,
akrilik, mum
 MJM yönteminde kullanılan malzemeler: Parafin, mum,
termopolimerler
 Polyjet yönteminde kullanılan malzemeler: Akrilik gibi
termoplastikler, (elastomerler)
 3DP
yönteminde
kullanılan
performanslı kompozit malzemeler
malzemeler:
Yüksek
 EBM yönteminde kullanılan malzemeler: Kobalt krom ve
titanium alaşımları, seramik
27.05.2016
170
Hızlı Prototiplemede temel işlem basamakları
27.05.2016
171
27.05.2016
172
Hızlı Prototiplemede temel işlem basamakları
Bir hızlı prototip üretiminde ilk adım, herhangi bir CAD yazılımı ile veya bir lazer ya da
optik bir tarayıcı yardımı ile tersine mühendislik yaparak parçanın 3D CAD modelinin
oluşturulmasıdır. CAD yazılımları ile hızlı prototipleme makinaları arasında veri transferini
sağlamak için bir veri ara yüzüne ihtiyaç duyulmaktadır. Bu veri ara yüzü STL
(STereoLithography) formatıdır.
CAD yazılımları tarafından oluşturulabilen, hızlı
prototiplemede yaygın olarak kullanılan STL
dosyaları, renk, doku veya diğer özniteliklerini temsil
etmeyen 3Dnesnenin yalnızca yüzey geometrisini
üçgen yüzeyler kullanarak tanımlar. Düz yüzeyler az
sayıda üçgen yüzeyle tanımlanırken, radyuslu
yüzeyler çok sayıda küçük üçgen yüzeylerden oluşur.
STL dosya formatına çevrilen dosya, hızlı prototip
sistemlerinin yazılımlarına aktarılır. STL dosya
formatına çevrilirken modelde oluşabilecek hatalar
kontrol edilir.
27.05.2016
173
Hızlı Prototiplemede temel işlem basamakları
Çok kullanılan bazı programlarda nasıl .STL çıktısı alınır?
SolidWorks
►File > Save as,
►Dosya tipini STL seçiniz,
►Options > Output as=Binary, Unit=mm,
►Resolution=Custom, Deviation Tolerance=minimum, Angle Tolerance=5 derece
seçiniz,
►işlemi tamamlayınız.
3D Max
►İşlem yapacağınız objeyi seçin,
►File > Export,
►Açılan menüden dosyanın kaydedileceği ve sürücüyü ve dosya ismini belirleyin,
►Dosya türü olarak STEROLITHO.STL'yi seçin,
►Save diyip işleminizi tamamlayın.
27.05.2016
174
Hızlı Prototiplemede temel işlem basamakları
Çok kullanılan bazı programlarda nasıl .STL çıktısı alınır?
AutoCad
►Yukarıda belirttiğimiz gibi öncelikle datanız 3 boyutlu olmalı,
►Daha sonra modelinizi ana ekrana getirin,
►Facetres ayarını 10 yapın,
►Komut satırına STLOUT yazın,
►Objeyi seçin,
►Binary için Y seçin,
►Dosya adını girin.
Unigraphics
►File >Export > Rapid prototyping,
►Output type=binary,
►Triangle tolerance=0,0025,
►Adjacency tolerance=0,12,
►Auto normal gen=on,
►Normal display=off,
►Triangle display=on,
►Bu değerler seçildikten sonra işlemi tamamlayınız.
175
Hızlı Prototiplemede temel işlem basamakları
Üçüncü adımda model, makinenin özelliğine ve parça
hassasiyetine bağlı olarak dilimlere bölünür. Her dilim,
modelin ilgili kesit alanını temsil etmektedir. Dolayısıyla bir
dilim kalınlığı iki kesit arası mesafe kadardır. Bu kesit alanları
birbirlerinden bağımsız olarak fakat ardışık bir şekilde ele
alınarak çeşitli tarama yöntemleri kullanılarak tarama yolları
hesaplanır.
27.05.2016
176
Çok çeşitli şekillerde tarama yöntemleri mevcuttur. Belirli bir
eksene veya modelin herhangi bir kenarına paralel veya açılı bir
şekilde birbirine paralel hatlardan oluşan veya modelin dış
konturları referans alınarak merkez noktasına doğru spiral bir şekil
takip eden hatlardan oluşan tarama şekilleri vardır.
Fakat genelde hepsinin ortak noktası, dış konturu takip eden bir
hatla çevrelendikten sonra arada kalan boşluğun istenilen tarama
metoduyla taranmasıdır.
27.05.2016
177
Dış konturların taranma şekli yüzey pürüzlülüğünü ve
ölçüsel tamlığı birebir etkiler. Çünkü imalat aşamasında
dilimler ele alınmaktadır. Sadece, başka bir dilim tarafından
üzeri kapatılmamış dilimlerde dış konturların yanı sıra
dilimin tüm alanının taranma şekli ve hassasiyeti
parametreleri etkileyen önemli kriterlerdir.
27.05.2016
178
Dördüncü adım ise parçanın inşa edilmesidir. Birçok teknikten
birini kullanarak, hızlı prototipleme makineleri katman katman
modeli inşa eder. Kullanılan malzemeler ilk başlangıçta, sıvı, katı
veya toz halindedir.
Son ve beşinci adım ise parçanın makineden uzaklaştırılması, varsa
destek malzemelerinin ayrılması, yüzey temizleme ve işleme,
boyama vs. gibi işlemleri kapsar.
27.05.2016
179
Üç Boyutlu Yazıcılar İçin CAD Programları
Üç boyutlu yazıcılar için bilinen tüm CAD programları uyumludur. Tek
yapılması gereken herhangi bir CAD programında tasarımı yapılmış
modelin STL formatında kaydedilip üç boyutlu yazıcı kontrol programına
aktarılmasıdır. Aşağıda günümüzde yaygın olarak kullanılan ve bilinen
birçok CAD programının isimleri verilmiştir.
1. Solidworks
2. Autodesk
3. AutoCad
4. Rhino
5. 3ds Max
6. Maya
7. ZBrush
8. Blender
9. Inventor
10. Mudbox
11. Creo
12. Modo
13. LightWave
14. Mathematica
15. Cinema4D
16. SketchUp
17.OpenSCAD
18. FreeCAD
19.TinkerCad.com
20. 3dtin.com
180
3B yazıcıların tarihi
İlk üç boyutlu yazıcı Charles Hull tarafından 1984 yılında üretilmiştir. 1986 yılında
üç boyutlu yazıcılar için ilk şirket kurulmuştur. 1988 yılında kurulan bu şirket
tarafından geliştirilen SLA-250 adında ilk üç boyutlu yazıcı tanıtılmıştır. Ve yine
aynı yıl içerisinde Selective Laser Sintering (SLS) ve Fused Deposition Modelling
(FDM) teknolojileri keşfedilmiştir. 1993 yılında Massachusett Institute of
Technology (MIT) iki boyutlu yazıcılarda kullanılan injet teknolojisinden yola
çıkarak yeni bir teknoloji geliştirdi ve buna 3 Dimensional Printing (3DP) ismi
verildi. İlk renkli baskılar bu yazıcılarda üretildi. 1995 yılında üç boyutlu
yazıcıların satışı yapılmaya başlandı. 1996 yılında Z Corporation yüksek
çözünürlüğe sahip ürünler üreten ilk üç boyutlu yazıcıyı tasarladı. Bu yazıcı aynı
zamanda renkli basım yapabilme yeteneğine de sahipti.
İlk 3boyutlu yazıcı,
1984
27.05.2016
181
2007 yılında Reprap adıya ilk açık kaynak kodlu yazıcılar piyasaya çıkmaya
başladı. Dolayısıyla üç boyutlu yazıcıları geliştirme imkanı hızla arttı. 2008 yılında
Object Geometries şirketi, Connex500 ile aynı anda farklı malzemeler kullanarak
ürün üretebildi. 2009 yılından itibaren Makerbot ve 3D Systems‟in geliştirmiş
olduğu Cubify gibi modeller sayesinde ev tipi üç boyutlu yazıcıların satışları
giderek artmıştır.
27.05.2016
182
Video
27.05.2016
183
27.05.2016
184
Hızlı prototipleme sistemlerinde çok sayıda sınıflandırma
yapılabilirken, bunlardan en iyisi, prototip üretiminde
kullanılan malzemenin başlangıçtaki durumuna göre yapılan
sınıflandırmadır. Buna göre hızlı prototipleme sistemleri:
1. Sıvı esaslı
2. Katı esaslı
3. Toz esaslı olmak üzere 3 gruba ayrılabilir.
27.05.2016
185
Hızlı Prototipleme
Yöntemleri
27.05.2016
186
• Günümüzde hızlı prototip üretim teknolojilerinde çok
büyük ilerlemeler kaydedilmiştir. Otuzun üzerinde hızlı
prototip teknolojisi vardır . Bunların bazıları ticari olarak
kullanılmakta ve bazıları da laboratuvarlarda geliştirme
aşamasındadırlar.
• Hızlı prototip üretim teknolojileri, diğer klasik
yöntemlerde olduğu gibi hammaddeden malzeme
kaldırma yerine tabaka tabaka ekleme esasına dayanır. Bu
yüzden Tabakalı İmalat Teknolojileri olarak da
adlandırılmaktadırlar.
Ders kapsamında yaygın olarak kullanılan 10 hızlı
prototipleme yöntemi tanıtılacaktır.
27.05.2016
187
FDM
Eritilmiş Malzeme Yığma
( Fused Deposition Modeling)
27.05.2016
188
• FDM prosesinde üç boyutlu nesneler doğrudan üç boyutlu
CAD verisinden oluşturulurlar.
• Sıcaklık kontrollü bir kafa vasıtası ile termo plastik
malzeme katman katman makine üretim tablasına serilir.
• Lif
halinde termo plastik malzemeler eritilerek
oluşturulan tabakanın aniden soğutulup bir önceki
tabakaya yapıştırılması esasına dayanan bir sistemdir.
FDM yöntemi
ile çalışan hızlı
prototipleme
sistemi
27.05.2016
189
27.05.2016
190
• FDM prosesi bir STL uzantılı model dosyasının sistem
yazılımına import edilmesi ile başlar.
• Bu model konumlandırılır ve 0.13 ile 0.35 mm arasında
değişen katmanlar halinde dilimlenir.
• Parçanın pozisyonu ve geometrisine göre gereken yerler
için destek yapıları oluşturulur.
• Bu ön izlemeden sonra ve kafanın izleyeceği yolların
çıkarılması ile veri FDM makinesine gönderilir.
• Sistem her defasında bir katman oluşturacak şekilde x, y, z
eksenlerinde hareket eder.
27.05.2016
191
Şekilde de görüldüğü gibi bir ruloya
sarılmış plastik lif halindeki tabaka
malzemesi, ısıtılmış FDM kafasına
doğru beslenir.
Ekstrüzyon memesi, CAD dosyasından
aldığı parça ile ilgili bilgilere göre
tabakaları üst üste oluşturmaya başlar.
İşlem, parça bitinceye kadar devam
eder.
Katman katman serilen
malzemenin katılaşması ile üç boyutlu
model oluşturulur.
27.05.2016
192
Destek Yapıları
FDM, el ile sökülebilen (BASS) ve su ile çözülebilen ( Waterworks)
iki ayrı destek yapısı sunmaktadır.
Waterworks karışımında su ile çözülebilen bir malzeme kullanılır.
Böylece diğer teknolojiler için gerekli olan el ile işlemlere gerek
kalmaz ve destek yapılarının parçanın ulaşılması zor, gizli yerlerinde
oluşması bir problem teşkil etmez.
Prototip, önemli detayları kaybolmadan, pürüzsüz ve temiz bir
şekilde elde edilir.
27.05.2016
193
Stratays firması tarafından geliştirilen Dimension-uPrint hızlı prototipleme
makinesi
27.05.2016
194
27.05.2016
195
• uPrint™ üretim malzemesi olarak ABSplus plastik kullanmaktadır. ABSplus,
diğer üretim yöntemlerinde kullanılan malzemelere göre daha sağlam ve
dayanıklıdır. ABSplus ile yapılan modeller test ortamında matkapla delme,
zımparalama, kumlama, krom kaplama, boyama gibi fiziksel koşullara
dayanabilmektedir.
• uPrint™, tek aşamada 203 x 152 x 152 mm ebatlarında bir tasarımı, ABSplus
malzemeden üretebilmektedir. Bu ebatlardan daha büyük olan tasarımlar,
parçalar halinde üreterek kolayca bir araya getirilebilir.
• Network Bağlantısı
TCP/IP 100/10 base T
• Uygun İşletim Sistemi
Windows XP/Vista
• Parça Boyutları
Tek üretimde azami boyutlar
203 x 152 x 152 mm
27.05.2016
196
• Malzemeler
ABSplus plastik malzeme fildişi rengi mevcuttur.
• Destek Yapılar
CatalystEX yazılımı parçanın bitirilebilmesi için gerekli olan bütün destek
malzemeleri otomatik olarak oluşturur.
Çözülebilir Destek Teknolojisi (SST) ile destek malzemesi el değmeden su
içerisinde eriyerek temizlenir.
• Malzeme Kartuşları
1 adet autoload kartuş ABSplus plastik
1 adet autoload kartuş çözülebilir destek malzemesi
• Katman Kalınlığı
Katman kalınlığı 0.254 mm'dir.
• Boyut ve Güç Koşulları
Boyutlar: 635 x 660 x 787 mm
Ağırlık: 76 kg
Güç Kaynakları: 220-240 VAC, 50/60 Hz, min. 7A
27.05.2016
197
• Fonksiyonellik ve Otomatik Operasyonlar:
Prototip imalatı yapılacak olan modeller farklı CAD programlarında çizilebilir.
*.stl formatında kullanılan yazılımdan export edilmelidir. Dimension tipi FDM
teknolojisi ile çalışan hızlı prototipleme makinelerinin kullandığı format STL
formatıdır.
CatalystEX yazılımı otomatik olarak STL dosyalarını alır, parçayı çevirir
katmanlara ayırır, destek malzemeyi oluşturur (gerekliyse) ve parçayı
üretebilmek için bir işlem sırası oluşturur.
Verimi arttırmak amacıyla birden fazla parça aynı anda üretilebilir.
CatalystEX yazılımı sayesinde üretilebilecek parçalar sıraya konulabilir, işlem
süresi önceden öğrenilebilir, ve malzeme seçimi yapılabilir.
27.05.2016
198
CatalystEX Yazılımı Ara yüzü
27.05.2016
199
Örnek bir modele ait destek ve model yapıları
27.05.2016
200
CatalystEX Yazılımı Ara yüzü
27.05.2016
201
CatalystEX Yazılımı Ara yüzü
27.05.2016
202
CatalystEX Yazılımı Ara yüzü
27.05.2016
203
Dimension serisi hızlı prototipleme makinelerinin karşılaştırılması
27.05.2016
204
FDM Teknolojisinde Kullanılan Malzemeler
FDM teknolojisinde en çok kullanılan malzeme ABS’dir. Bununla
birlikte Polikarbonat, PC-ABS karışımı ve polifenilsulfon
malzemeleri de kullanılmaktadır.
• ABS endüstride yaygın olarak kullanılan bir malzemedir.
Yeni sunulan ABS ise, gama radyasyon ve etilen oksit ile sterilize
edilebilme özelliği nedeni ile mühendislere çok özel uygulamalar
yapma imkanı tanımıştır. Özellikle ışık geçirgenliği testi yapmak
isteyen mühendisler testlerinde bu malzemeyi kullanabilmektedirler.
27.05.2016
205
PC : Sertlik, dayanıklılık ve ısıya direnç özellikleri nedeni ile başta
otomotiv olmak üzere çok çeşitli alanlarda kullanılabilirler.
PPSF :Yüksek ısıl ve kimyasal dayanımı olan bir malzemedir.
Petrol ürünleri ve bazı kimyasallarla yapılan testlerde kolay
kullanım avantajı vardır.
FDM teknolojisi havacılık, otomotiv, dayanıklı tüketim malları,
elektronik,oyuncak gibi çeşitli sektörlerde geniş kullanım alanına
sahiptir.
Son zamanlarda; medikal modelleme, biyomedikal araştırmalar,
plastik cerrahi gibi alanlarda kullanılmaya başlanmıştır.
27.05.2016
206
Yandaki şekilde Stratasys firması
tarafından imal edilmiş bir sandalye
prototipi görülmektedir. Sandalye bir
insanın yükünü kaldırabilecek kadar
mukavimdir.
Yandaki şekilde ise Polikarbonat
malzemeden üretilmiş bir el aleti
görülmektedir. Bu prototip, ergonomi
testlerini yapmak üzere FDM teknolojisi
ile üretilmiştir.
27.05.2016
207
Aşağıda verilen prototip modellerde ise, FDM teknolojisi ile
üretilmiş ve montajı yapılmış bir dişli sistemi ile, diş
hekimliğinde kullanılmak üzere imal edilmiş bir çene prototipi
görülmektedir.
27.05.2016
208
FDM Tekniği ile Water
Works destek malzemesi
kullanılarak inşa edilen
mekanizma
27.05.2016
209
SLA – Stereolitografi
( Stereolitographi
Apparatus)
27.05.2016
210
SLA, CAD verisinden doğrudan 3D plastik parçalar üretir. SLA, mucidi
Charles Hull’un çalışmasına dayalı 3D Systems tarafından 1988 yılında
tanıtılan ilk hızlı prototipleme prosesidir. Proses, fotopolimer sıvı
reçinenin bir tankın içine doldurulması ve bir hareketli platformun sıvı
reçine yüzeyinin hemen altında yer alması ile başlar. Bilgisayar kontrollü
tarama sistemi ile sıvı reçine yüzeyinde daha önceden yazılımla
dilimlenmiş kesitlere karşılık gelen kısımlar, UV lazer ile katılaşır.
Katman tamamlandığında, platform katman kalınlığı kadar alta çekilir.
Katman kalınlığı 0.025 ile 0.5 mm arasında değişmektedir. Ortaya çıkan
boş hacme tekrar vakumlu bıçak ile yeni bir kat sıvı fotopolimer kaplanır.
Sonraki katman bir önceki katman üzerine oluşturularak tamamlanır.
Malzemenin yapışkanlığı sayesinde katmanlar birbirine yapışır. İnşa
süresince parçanın altlarında boş olan kısımlara parçanın oynamaması
için destekler inşa edilir. İşlem sonrası destekler asıl parçadan ayrılırlar.
SLA, son derece yüksek doğrulukta, yüzeyi düzgün olan ayrıntılı polimer
parçalar üretebilir. Reçine esaslı malzemeler, polipropilen, akrilik ve
epoksi kullanılabilir. İmal sonrası parçalar temizlik ve fırınlama işlemleri
gerektirir. SLA yöntemi pek çok farklı malzemeden üretim seçenekleri
sunar.
27.05.2016
211
Stereolitograpy,
plastik
prototip
üretiminde yaygın olarak kullanılan
hızlı prototipleme teknolojilerinden
birisidir.
Stereolitograpy teknolojisiyle, epoksi
reçine malzemelerden üretilen parçalar
yüksek hassasiyet değerlerine sahiptir
ve aynı zamanda neme karşı da
oldukça dayanıklıdırlar.
Yüksek yüzey kalitesi ve hassasiyet
değerleri bu teknolojiyi özellikle
görsel uygulamalar için uygun hale
getirmektedir.
27.05.2016
212
Bu sistem sıvı polimerlerin lazer ışını
yardımıyla tabaka tabaka katılaştırılma
prensibine dayanmaktadır.
Lazer demeti, prototipin CAD verisi
kullanılarak dilimlenmiş tabakaların
çevre çizgilerini takip ederek tarama
yapar.
Daha sonra da iç kısımlar bu tarama
örnekleri kullanılarak taranır.
Kullanılan sıvı polimer, morötesi ışığa
tabi tutulduğunda katılaşan veya
kuruyan bir foto polimer malzeme elde
edilmektedir.
27.05.2016
213
Asansör sıvı yüzeyinden alt tabaka
kalınlığı
kadar
bir
uzaklıkta
yerleştirilmiştir.
Bir
tabakanın
katılaştırılması
tamamlandıktan sonra, asansörün
dolayısıyla platformun bir tabaka
kalınlığı kadar aşağı inmesi suretiyle
diğer tabakalar benzer şekilde
katılaştırılır.
İşlem tamamlandıktan sonra parça
sıvı
haznesinden
alınarak
iç
kısımlarda
sıvı
halde
kalmış
malzemenin de katılaşması için özel
bir fırına konur.
He-Cd lazeri sıvıyı
görevini üstlenir.
27.05.2016
katılaştırma
214
He-Ne lazeri ise sıvı yüzeyinin doğru
pozisyonda olduğundan emin olmak
için kullanılır.
Parçanın sıvı bir ortamda üretilmesi
nedeniyle iç kısımlarda kalan sıvı
bölgeler
destek
elemanlarını
gerektirir.
Destek elemanları parçanın daha
rijit olmasını sağlar ve belli
bölgelerde mukavemetsiz kısımların
akmasını engeller. Bu elemanlar
sayesinde parça, işlem bittikten
sonra zarar görmeden platformdan
alınabilecektir.
27.05.2016
215
Malzemeler
SLA teknolojisinde
kullanılır.
Somos 10120 ve Somos 14120 malzemeleri
Somos 10120: Kuvvetli, sert ve dayanıklı prototiplerin üretiminde
yoğun olarak kullanılan yarı şeffaf bir foto polimer malzemedir. Bu
malzeme özellikle şeffaflık gerektiren akış analizi, aydınlatma
kanalları ve gerilme analizlerinde kullanılır. Bununla birlikte, yüksek
sertlik değerine karşılık çok kırılgan bir malzeme olmaması
nedeniyle, yüksek sertlik ve dayanım gerektiren birçok uygulamada
kullanılabilir.
Somos 14120: Düşük viskozite değerine sahip olup kuvvetli, sert ve
suya karşı dayanıklı prototiplerin oluşturulduğu bir sıvı foto
polimerdir. Malzeme gerçek plastik ürünlerdeki gibi donuk beyaz bir
renge sahiptir. Suya karşı dayanım istenen parçalarda, küçük ve
detaylı parçalarda, sert ve fonksiyonel uygulamalarda ve neme karşı
yüksek dayanım istenen durumlarda kullanılabilir.
27.05.2016
216
Somos 14120
Düşük viskozite değerine sahip olup kuvvetli, sert ve suya karşı dayanıklı
prototiplerin oluşturulduğu bir sıvı foto polimerdir. Malzeme gerçek plastik
ürünlerdeki gibi donuk beyaz bir renge sahiptir. Suya karşı dayanım istenen
parçalarda, küçük ve detaylı parçalarda, sert ve fonksiyonel uygulamalarda ve
neme karşı yüksek dayanım istenen durumlarda kullanılabilir.
27.05.2016
217
Bir telefon CAD verisi ve buna bağlı olarak SLA ile inşa edilmiş
telefon prototipi.
27.05.2016
218
Porshe firması tarafından geliştirilen bir motorun silindir
başlıkları soğutma performansını test etmek için SLA
teknolojisi ile üretilen bir prototip görülmektedir. Prototip
şeffaf olduğu için soğutma sıvısına katılan hava kabarcıkları
vasıtasıyla sıvının akışı başarıyla gözlenebilmiştir.
27.05.2016
219
SLA yöntemi ile üretilmiş bir silah prototipi
27.05.2016
220
27.05.2016
221
SLS – Seçici Lazer
Sinterleme
(Selective Lazer Sintering)
27.05.2016
222
Toz halindeki termoplastik malzeme,
işleme
bölümüne
bir
silindir
yardımıyla düzgünce yayılır. Sonra,
parça kesitine uygun numune, toz
yüzeyinde lazerle çizilir.
Amorf malzemede lazer ısısı, toz
parçacıklarının eriyerek birbirlerine
yapışıp kütle oluşturmasına neden
olur. Bu işlem Eritme veya Sinterleme
olarak tanımlanır.
27.05.2016
223
• Kristal malzemede ısı, toz tabakasının erimesine ve soğutulunca katılaşacak
sıvıya dönüşmesine neden olur.
• Her tabaka, üzerinde kalan tozla şekillenir.
• Tüm tabakalar şekillendirildiğinde bitmiş parça, daha sonra alınacak olan
serbest toz kalıbı içerisinde gömülü durumdadır.
• Parça, hareket eden bir piston tarafından desteklenen toz silindirinde
şekillendirilir. Silindir iki taraftan beslenen tozu içeren taşınabilir kartuşlarla
kuşatılmıştır.
• Tüm tabakalar işlendikten sonra, parça pistonu yükselir. Kalan toz, parça
üzerinden bir spatula veya bıçakla alınır.
27.05.2016
224
Malzemeler
SLS teknolojisinde Poliamid ve Alumide malzemeleri kullanılır.
 Poliamid:
Bu malzeme ile yüksek mekanik ve ısıl dirence sahip fonksiyonel prototipler
üretilir.
Ayrıca, PoliAmid tozunun cam partikülleri ile karıştırılmasıyla elde edilen
malzeme (PA-GF) ile üretilen prototiplerin ısıl dayanımı arttırılabilmektedir.
Özellikle yüksek ısıl dayanım gerektiren fonksiyonellik testlerinde bu malzeme
kullanılmaktadır.
PoliAmid ayrıca birçok kimyasal maddeye direnç gösterir. Emdirme yöntemi ile su
geçirmezlik sağlanabilmektedir.
27.05.2016
225
PoliAmid malzemenin biyolojik olarak uyumlu olduğu ve sağlığa ya da çevreye
zararının bulunmadığı tespit edilmiştir.
 Alumide:
Alumide ise alüminyum tozu ve PoliAmid tozunun karışımından oluşan, kolaylıkla
işlenebilen ve yüksek sıcaklık derecelerine dayanım gösterebilen, metalik
görünümlü parçaların imalatında kullanılan bir malzemedir.
27.05.2016
226
Yandaki şekilde SLS teknolojisi ile nylon
malzemeden inşa edilmiş Belçika'nın
Leuven şehrindeki 552 yıllık tarihi CityHall binasına ait 1/150 ölçekli bir model
görülmektedir.
Bu çalışma Leuven Üniversitesi (K.U.
Leuven) Mimarlık Bölümünün aynı
üniversitenin makine mühendisliği bölümü
ile yaptığı işbirliği sonucunda Duraform
(Nylon) tozundan 0.1 mm katman
kalınlıklarıyla 4 partide toplam 100 saatte
inşa edilmiştir.
244 x 100 x 349 mm ölçülerindeki bu model
7 parça halinde inşa edilmiş ve sonradan
montajı yapılmıştır.
27.05.2016
227
27.05.2016
228
Naylon tozu kullanılarak üretilmiş olan bu motorlu testere plastik
gövdesi direkt olarak testlerde kullanılabilecek mukavemete sahiptir.
27.05.2016
229
Fransız sanatçı Christian LAVIGNE'nin 3D CAD ile tasarladığı ve SLS
cihazları ile polyamid malzemeden inşa ettiği orijinal eserler
görülmektedir.
27.05.2016
230
Poliamid malzemeden üretilmiş endüstriyel bir model
27.05.2016
231
27.05.2016
HR. BÖRKLÜ – G.Ü. TEF Makina
232
SLS makinesi ile üretilen çeşitli
parçalar
27.05.2016
233
POLYJET TEKNİĞİ
27.05.2016
234
Polyjet, hassas, detaylı ve üstün yüzey
kalitesine sahip prototiplerin çok hızlı
üretimine olanak tanıyan bir tekniktir. Bu
teknoloji ile üretilen prototiplerin oldukça
geniş bir uygulama alanı vardır.
Tekniğin
en
önemli
özelliği
16µm
kalınlığında katmanlarla çalışabilmesidir. Bu
özellik diğer yöntemlere göre en hassas
ölçülerin
ve yüzey
kalitesinin
elde
edilmesine olanak tanımaktadır.
Bu yöntem ile üretilen prototipler kolaylıkla
yüzey iyileştirme (zımpara, boya, macun vb.)
işlemleri görebilir ve yapıştırılabilirler.
27.05.2016
235
Bu teknikte oda sıcaklığında sıvı halde
bulunan
foto
polimer
hammadde
enjeksiyon kafasındaki binlerce memeden
püskürtülerek
katmanların oluşması
sağlanır .
Püskürtülen
hammadde
Ultraviyole
lambalar
vasıtasıyla
aynı
anda
dondurularak katılaştırılır. 16 mikron
kalınlığındaki katmanlar bu şekilde teker
teker oluşturularak prototip elde edilir.
Model havada asılı duramayacağı için
boşluklar destek malzemesiyle doldurulur.
Bu destek malzemesi daha sonra suda
çözdürülür ve fiziksel model elde edilir.
27.05.2016
236
Malzemeler
• Polyjet teknolojisi ile üretilen prototipler, % 20 esneme ile tam yerine
geçme (snap- fit) ve fonksiyonel özellikleri sergiler.
• Malzemeler tam kürlendiği için ardıl işlem gerektirmemektedir.
• Model yüzeyi zımparalama ve boyama gibi görselliği arttırmaya
yönelik uygulamalar için son derece elverişlidir.
• Model malzemesi işlenebilir, krom kaplanabilir, yapıştırılabilir ve kalıp
üretiminde master model olara kullanılabilir.
27.05.2016
237
FullCure 720, Vero malzemeleri, Tango malzemeleri ve DurusWhite malzemesi
kullanılır.
 FullCure 720
FullCure 720 Polyjet tekniği için geliştirilmiş transparan bir malzemedir.
Akrilik esaslı bu foto polimer malzeme bir çok rijit parça üretimilerinde
kullanılmakla birlikte özellikle sıvı akışının ve iç detayların gözlemlenmesi
gereken durumlarda avantajlar sunmaktadır.
 Vero Malzemeleri
Vero malzeme ailesi, hedeflenen ürünlere çok yakın görsel özellikler sunan
opak model üretimlerinde kullanılmaktadırlar. VeroWhite, VeroBlack ve
VeroBlue çeşitleri bulunmaktadır.
27.05.2016
238
Tango malzemeleri
Kauçuk benzeri esnek malzemeler olan TangoBlack ve TangoGray, özellikle
esnek hedef ürünlerin verdiği hissi elde etmekte kullanılmaktadır. Elektronik,
ayakkabı, oyuncak gibi sektörlerde farklı uygulamalar için uygunluk
gösterirler.
TangoPlus üstün uzama, dayanıklılık ve parçalanma direnci özellikleri sunarak
Tango serisinin uygulama alanlarını genişletmektedir. Bu malzeme conta,
sızdırmazlık ürünleri, hortum, spor ayakkabı, oyuncak gibi sektörlerde geniş
kullanım alanlarına sahiptir.
DurusWhite
DrusWhite malzemesi polipropilen benzeri görünüm, esneklik, dayanım ve
sertlik gerektiren bir çok uygulamada kullanılabilmektedir. Otomotiv parçaları,
laboratuar ekipmanları, hoparlör, geri dönüşümlü konteynırlar gibi uygulama
alanları vardır.
27.05.2016
239
Tango Plus malzemeden üretilmiş esnek modeller.
27.05.2016
240
Vero White malzemeden üretilmiş el aleti, oyuncak
27.05.2016
241
Tango malzemelerinden üretilmiş prototipler
27.05.2016
242
Full Cure malzemeden üretilmiş prototipler
27.05.2016
243
Poly jet teknolojisi ile üretilmiş bir robot modeli
27.05.2016
244
27.05.2016
245
Katı Tabaka Kurutma Teknolojisi
(SGC, Solid GroundCuring)
27.05.2016
246
SGC yönteminde, parça eksenlerinin tanımlanmasından sonra tabaka
kalınlığı belirlenir. Sıvı haldeki maske fotopolimer malzemenin üzerine
yerleştirilir ve sonra yoğun bir UV ışını katmanın üzerinden geçerek
tabakayı katılaştırır. Katılaşmamış fotopolimer vakum sistemiyle alınarak
düşük ergime noktasına sahip, suda eriyebilen bir mumla yer değiştirir.
Parça, tabaka kalınlığını daha önceden tanımlanan değere indiren bir
freze takımı ile işlenerek düzeltilir. Bu işlem model tamamlanıncaya
kadar devam eder. Model oluşunca mum mikrodalga fırınında eritilir.
İnşa malzemesi olarak akrilik,mum kullanılır.
27.05.2016
247
• Parçalarda iç gerilmeler çok
azdır.
• Modelin
kütle
merkezi
ağırlıklar
yerleştirilerek
ayarlanabilir.
• Aynı anda birden çok parça
üretilebilir.
• Destek gerektirmez.
• Malzeme seçeneği azdır.
• Bakım maliyeti yüksektir.
• Gürültülü çalışır.
• Makinenin boyutları
büyüktür
27.05.2016
248
Tabakalı Yapıştırmalı Parça
İmalatı
(LOM, Laminated Object
Manufacturing)
27.05.2016
249
Sistemin ana bileşenleri, platform üzerindeki ince levhayı
ileri süren bir besleme mekanizması, ince levhayı alt
katmana basınç ve ısıyla bağlamak için ısıtılmış bir silindir ve
her katmanda parçanın dış hatlarını kesen bir lazerdir. Parça,
lazerle kesilmiş yapışkan kaplanmış ince levhanın bir önceki
katmanın üstüne yapıştırılması ile üretilir. Bir lazer, her
katmanda, parçanın dış hatlarını keser. Her kesim işlemi
tamamlandıktan sonra platform ince levha kalınlığı kadar
genellikle 0.05-0.5 mm kadar aşağıya iner ve başka bir ince
levha, besleme mekanizması yardımıyla daha önceki katman
üstüne ilerletilir. Platform daha sonra hafifçe yükselir ve
ısıtılmış silindir yeni katmanı yapıştırmak için basınç uygular.
Lazer parça dış hattını keser. Bu işlem parça tamamlanana
kadar devam eder (Şekil 7). Katman kesildikten sonra kalan
ekstra malzemeler, parçayı üretim boyunca desteklemesi için
yerinde kalır.
27.05.2016
250
27.05.2016
251
• LOM’da malzeme olarak
kaplanmış kağıt, plastik
köpük kullanılabileceği gibi
seramik veya metal tozu
emdirilmiş malzemeler de
kullanılabilir.
• Malzemenin kolay ve ucuz
temin edilebilirliği yöntemi
avantajlı kılmaktadır.
• Tasarım ve parametrelerin
doğru
seçilmesiyle,
her
boyutta yüksek hassasiyete
sahip prototip dışında yapısal
ve işlevsel modeller de elde
edilebilir.
• Büyük
hacimli
parçalar
yüksek
hızla
işlenebilmektedir.
• Çevre dostu bir teknolojidir.
27.05.2016
252
Çok Jetli Modelleme
(MJM, Multi-Jet Modelling)
27.05.2016
253
MJM tekniği, mürekkep püskürtmeli yazıcılardaki mürekkep püskürtmeye
benzer bir teknikle yüzlerce nozula sahip baskı kafası kullanarak CAD
verilerinden 3D plastik modeller üreten bir hızlı prototipleme tekniğidir. Bu
teknikte mum benzeri termoplastik 300 dpi ve daha yüksek bir çözünürlükte
ısıtılmış bir baskı kafası ile ince damla olarak püskürtülür ve hemen UV ışığı ile
kürlenen malzeme sıcaklıkla katılaşır. Çıkıntılar için, düşük erime noktalı
balmumundan yapılan, sonradan elle veya sıcak havayla uzaklaştırılabilen
destek yapısı inşa edilir.
İlk katman tamamlandıktan sonra platform Z ekseninde aşağıya iner ve diğer
katman inşa edilir. Bu proses model bitene kadar tekrarlanır. Yazıcı kafası X-Y
ekseninde hareket ederken üretim tablası Z-ekseninde hareket eder
254
Biten modeller çok kolay bir
şekilde
makineyle
işlenebilir,
yapıştırılabilir veya kaplanabilir.
Bu metotla telkari gibi yüksek
detaylı parçalar, konsept modeller
ve tasarım prototipi üretmek
mümkündür.
Gerekirse
bu
modelden örneğin bir vakum
döküm yöntemi kullanılarak kalıp
üretilebilir.
Bu teknoloji ile sert, esnek, siyah,
şeffaf, yüksek sıcaklığa dayanıklı
plastik parçalar üretilebilir.
27.05.2016
255
Şekil Biriktirme İmalatı
(SDM, Shape Deposition
Manufacturing)
27.05.2016
256
SDM, hassas malzeme işleme prosesinin avantajları ile katmanlı imalatın
avantajlarını birleştiren hızlı prototipleme prosesidir. Malzeme, yığma
istasyonunda platform destek yüzeyleri arasına yığılır. Yığma
proseslerinden biri mikrodöküm denilen kaynak tabanlı yığma prosesidir
ve son yüzey nete yakın görünümdedir. Daha sonra şekillendirme
istasyonuna alınır ve burada genellikle 5 eksenli bir CNC işleme
merkezinde son şekil vermek üzere işlenir. Buradan parça, malzeme
yığma ve işleme esnasında oluşan gerilmeleri almak üzere bilyalı dövme
(shot-peening) gibi işlemleri uygulamak üzere gerilme giderme
istasyonuna transfer edilir. Proses parça tamamlanana kadar tekrarlanır.
Geçici destek malzemelerinin uzaklaştırılmasından sonra parça son
şeklini alır. Destek malzemeleri eritme ya da aşındırma işlemi ile
modelden ayrılır.
27.05.2016
257
SDM teknolojisinde metal,
plastik ve seramik tozlardan,
doğrudan
kullanılabilecek
fonksiyonel parçalar üretilebilir.
SDM de mikro döküm yığma
prosesi
dışında,
farklı
malzemeleri kullanmaya olanak
sağlayan bir çok alternatif
proses mevcuttur.
27.05.2016
258
Üç Boyutlu Yazıcı Teknolojisi (3D
Printing)
27.05.2016
259
3DP teknolojisi, sıvı bir bağlayıcı yardımıyla, üretim tablasına yığılmış toz
katmanını katılaştırarak 3D fiziksel prototip üretir.3D yazıcı, yığılmış
gevşek tozun üzerine mürekkep püskürtmeli yazıcı kafasından bağlayıcı
püskürtür. Bu şekilde tozlar birbirine bağlanır ve her katman için bu
işlem devam eder.Çok renkli parçalar için, yazıcı kafalarından birisinde,
farklı renkte bağlayıcı bulunur. Bu şekilde parçanın farklı bölgelerine
farklı renkler uygulanabilir. Her katman bitiminde üretim pistonu aşağıya
iner ve üretim tablasına yeni toz katmanı serilir. Proses parça bitene kadar
tekrarlanır. Prototip tamamlanınca destek görevi üstlenmiş tozlar vakum
emici ile emilir (Şekil 11).Sağlam prototipler üretmek için, parça çok kısa
bir süre (~3sn) reçine içine batırılabilir ve 70C ye ayarlanmış bir fırında 1-2
saat bekletilir. 3DP prosesinde model malzemesi olarak yüksek
performanslı kompozit toz kullanılır.
27.05.2016
260
27.05.2016
261
27.05.2016
262
27.05.2016
263
Elektron Işınlı Ergitme
(EBM, Electron Beam Melting)
27.05.2016
264
EBM teknolojisi, tamamen yoğun metal tozlarını güçlü bir elektron
ışını ile eriterek katman katman inşa eden bir prosestir. Her bir
katman, bir CAD modeli ile tanımlanan geometriye göre
eritilmektedir. Bu teknolojide, yüksek erime kapasitesi ve yüksek
verimlilik için gerekli olan enerjiyi üreten yüksek güçlü bir elektron
ışını kullanılmaktadır. Elektronlar> 2500 °C'ye kadar ısıtılan bir
filamandan yayılır. Elektronlar toza vurduğunda kinetik enerji ısıya
dönüşür. Bu ısı metal tozunu eritir. (Şekil 12). Elektronlar ışık
hızının yarısı kadar hızla anota doğru hızlandırılmaktadır. Elektron
ışını son derece hızlı ve doğru ışın kontrolü sağlayan
elektromanyetik bobinler tarafından yönetilmektedir. Ergitme
bittikten sonra tabla dikey yönde aşağı iner ve yeni metal tozu
katmanı serilir. Bu işlemler model tamamlanıncaya kadar devam
eder. Döküm ve dövmeden daha iyi malzeme özelliklerine sahip ve
üzerindeki gerilmeler giderilmiş şekilde parçalar üreten EBM
teknolojisi, vakum ve yüksek sıcaklıkta gerçekleşir.
27.05.2016
265
Vakum sistemi tüm üretim boyunca 10-5mbar ve daha iyi basınç sağlar. Bu
yöntemde metal (kobalt krom ve titanyum alaşımları) ve seramik malzemeler
kullanılabilir. Yüksek mukavemeti, düşük yoğunluk ve üstün korozyon
direnci ile titanyum ve alaşımlarıda, cerrahi ve tıpta, havacılık, otomotiv,
kimya tesisi, enerji üretimi, spor ve diğer büyük endüstrilerde
kullanılmaktadır. Bu yöntemle üretilen parçalar direkt kullanılabilir. Bu
teknoloji, EBM makinelerine ek olarak kolay ve güvenli kullanım için
yardımcı donanımlara ihtiyaç duyar. Bunlar patlamaya karşı korumalı
elektrikli süpürge, toz taşıma arabaları ve toz geri kazanım sistemidir.
27.05.2016
266
3D Printer Geleceği
27.05.2016
267
Sektörde 3D yazıcıların kullanım oranları
27.05.2016
268
3 boyutlu yazıcıların uyum sürecinde belirleyici
faktörler
27.05.2016
HR. BÖRKLÜ – G.Ü. TEF Makina
269
Objet ınc Tuan Tranpham tarafından yayımlanan bir bilgi matrisi, eklemeli üretim sektöründe
çeşitli rol oyuncuları karşılaştırmak için yardımcı olmaktadır. Yatay eksende, soldan sağa
doğru, fiziksel parça üretiminde 3D içerik elde edilmesinin gelişim aşamalarını gösterir. Dikey
eksende ise aşağıdan yukarıya doğru, sunulan çeşitli teknolojilerin her biri için kullanıcı
gruplarını farklı olarak kategorileştirmiştir.
27.05.2016
270
Dünyadaki 3B yazıcı firmaları
27.05.2016
271
Dünyada en çok satılan 3B yazıcılar
27.05.2016
272
TERSİNE
MÜHENDİSLİK
(REVERSE
ENGINEERING)
27.05.2016
273
Tersine Mühendislik, bir makineyi veya nesneyi kopyalamak veya
geliştirmek amacıyla veya çalışma prensibini belirlemek amacıyla
parçalara ayırmak olarak da tarif edilmektedir. Bu tarif, özde yanlış
olmamakla birlikte eksiktir. Tersine Mühendislik, var olan bir nesnenin
tasarım bilgilerinin bulunmadığı durumlarda, nesneyi yeniden
üretebilmek veya geliştirebilmek amacıyla, ürünün üç boyutlu uzayda
sayısal tasarım bilgilerinin elde edilmesidir.
Bilgisayar destekli tasarım (CAD) daha popüler hale geldikçe, tersine
mühendislik, 3D bilgisayar destekli tasarım (CAD), bilgisayar destekli
üretim (CAM), bilgisayar destekli mühendislik (CAE) ve diğer
yazılımlarda kullanılmak üzere, varolan parçaların üç boyutlu sanal
modellerinin yaratılması için kullanılabilir bir metot haline gelmiştir.
27.05.2016
274
Tersine mühendislik süreci
27.05.2016
275
Tersine mühendislik süreci
27.05.2016
276
Tersine mühendisliğin ortaya çıkmasının en yaygın sebepleri
•
•
•
•
•
•
•
•
Üreticinin bir parçayı uzun zamandır üretmemesi ve tekrar üretmek istemesi,
Orijinal tasarımının yetersiz dokümantasyona sahip olması,
Bir ürünün orijinal üreticisinin artık bulunmaması fakat müşterilerin bu
ürüne ihtiyacının olması,
Ürünün orijinal dokümantasyonunun kaybolması veya hiç var olmamış
olması,
Ürünün bazı kötü özelliklerinin yeniden tasarlanmasına ihtiyaç duyulması,
Ürünün uzun süreli kullanımına dayanarak ürüne ait iyi özelliklerin
güçlendirilmesi,
Rakip ürünün iyi ve kötü özelliklerinin analiz edilmesi,
Ürünün performansını ve özelliklerini geliştirmede sonuca götürecek yeni
yolların keşfedilmesi,
27.05.2016
277
Tersine mühendisliğin ortaya çıkmasının en yaygın sebepleri
• Rakip ürünlerin anlaşılması ve daha iyi ürünlerin geliştirilmesinde
rekabete dayalı kıyaslama metotlarının elde edilmesi,
• Orijinal CAD modelinin değişikliklere ya da güncel üretim yöntemleri
için yeterli olmaması,
• Orijinal üretici firmanın ek/yedek parçalar sağlamada yetersiz ya da
isteksiz olması,
• Orijinal üretici firmanın parça sağlamada aşırı ücret talep etmesi,
• Modası geçmiş parçaların ya da eski üretim işlemlerinin bugünkü ve
daha ucuz teknolojilerle güncellenmesi.
27.05.2016
278
Endüstri tersine mühendisliği günümüzde aşağıda belirtilen 6 sebepten
dolayı kullanmaktadır.
• CAD yazılımlarında modellenmesi zor olan serbest formların
oluşturulması
• Data aktarımlarında çıkabilen engelleri aşmak
• Bir CAD yazılımı ile tasarlanması imkansız veya çok zor olan karmaşık
geometriye sahip 3D modelleri oluşturmak
• Orijinal CAD modeli ile islenen kalıp veya üretilen parça arasındaki
uyumsuzlukları gidermek
• Ergonomik tasarım, aerodinamik gibi alanlarda yenilikleri
hızlandırmak
• Bilgisayar destekli mühendislik analizleri için kalite ve performansı
sağlamak.
27.05.2016
279
Tersine Mühendislik Uygulamalarının en önemli elemanları
şunlardır,
Sayısallaştırışı/ tarayıcılar
Tersine mühendislik yazılımları
Hızlı prototipleme makineleri
27.05.2016
280
3D sayısallaştırma/tarama sistemleri iki ana gruba ayrılır:
 Temas ederek (Problu) ölçüm ve sayısallaştırma/tarama yapan
cihazlar
 Temas etmeden ölçüm ve sayısallaştırma/tarama yapan cihazlar
Lazerli
Kameralı (Topometrik Görüş) sistemleri
27.05.2016
281
Temaslı Sistem:
Dokunmalı ya da diğer adıyla prob’lu sistemler, mekanik kollu sistemler ve
CMM’dir. Birkaç eksenli mekanik kolun ucuna takılmış bir ölçüm probu
sayesinde, koordinatları istenen noktaya dokundurulan prob ile noktanın
koordinatları hassas biçimde ölçülür. Bu sistemlerle yüzey bilgisi değil istenen
belirli sayıda noktanın koordinatları elde edilebilmektedir. Problu sistemin
dezavantajı, ölçüm alınabilmesi için probun yüzeye değme zorunluluğunun
olmasıdır. Bu zorunluluk parçanın karmaşık şekilli olması durumunda, istenen
değerlerin alınamaması sonucunu doğurabilir.
27.05.2016
282
27.05.2016
283
27.05.2016
284
Temazsız Sistemler:
Lazerli sistemlerde, ölçüm/sayısallaştırma/tarama bir lazer hüzmesi
kullanılarak gerçekleştirilir. Parçanın ölçüm yapılmak istenen bölgelerine
yollanan lazer ışını, kaynaktan gidiş ve dönüş zamanının, ışığın hızıyla
çarpılması sonucu otomatik olarak hesaplanır. Koordinatlar yine kolun
üzerindeki bir adım koordinat belirleyici sayesinde alınır. Lazerin
doğrusal hareket ettiği dikkate alındığında düz-yüzey tabir edilen
yumuşak yüzeyli (Arabaların kaportaları vb.) yüzeyler için oldukça
idealdir. Ancak, karmaşık parçalar için, önerilen bir sistem değildir.
Bunun nedeni ise lazer ışınının geri dönmesinin söz konusu olamayacağı
karmaşık şekilli ve içsel (delik içerinde) unsurları bulunan nesnelerin katı
modelinin oluşturulması ya da ölçümlerinin yapılmasında neden olduğu
zorluktur. Bu sistemde veri toplanması, ilerleyen bir lazer ışınının,
kusursuz üçgen tekniği olarak adlandırılan bir yöntem ile geri dönmesi
sayesinde sağlanabilir.
27.05.2016
285
Topometrik (Kameralı) ölçüm/sayısallaştırma/tarama sistemlerinde, bir
üç-ayağın üzerine sabitlenmiş olan ölçüm/sayısallaştırma/tarama kafası, hedef
parçanın
yaklaşık
70-100
cm
kadar
ön
tarafında
tutulur.
Ölçüm/sayısallaştırma/tarama sırasında parçanın yüzeyine kenar oluşumlarının
izdüşümlerinin yansıması sağlanır ve bu izdüşümleri, ölçüm kafası içerisine
sabitlenmiş olan bir kamera tarafından kaydedilir. Dijital görüntü işlemcisinin
yardımıyla üç boyutlu koordinatlar yüksek bir hassasiyetle hesaplanır. Nesnenin
tamamının sayısallaştırılması/taranması, birçok ayrı ölçümlerin bir araya
getirilmesi ile oluşur ve bazen birden fazla görüş açısı veya bir başka deyişle
kamera kullanılması gerekebilir. Günümüzde, computer-vision yazılım ve
donanım teknolojisinin gelişimi zor (free form veya sculptred surfaces) yüzey ve
unsurlara sahip nesnelerin modellerini oluşturulmasını mümkün kılmaktadır.
İş parçasına temas etmeden çalışan algılayıcılar çok
kısa bir sürede tamamlanabildiği halde, mekanik
problu temaslı algılayıcılar ihmal edilemeyecek bir
zaman kaybına neden olunmaktadır. Fiyat
bakımından incelendiğinde temassız algılayıcıların
diğerlerine göre oldukça ucuz olduğu görülecektir.
27.05.2016
286
Next-Enginee ile yüz tarama
27.05.2016
287
Tersine Mühendislik İçin Kullanılan Yazılımlar
•
•
•
•
•
•
CappsNT,
Geomagic Studio,
RapidForm,
CopyCAD,
Imageware
RapidWorks (Next Engine)
(https://www.youtube.com/watch?v=s-dV41j6JB4) rapidWorks eğitimi
(https://www.nextengine.com/products/rapidworks/specs/file-formats)
Bu yazılımlar ile fiziksel bir nesnenin üç boyutlu tarama verisi islenerek
üretim için gerekli yüksek hassasiyet ve kalitede CAD modeli elde edilebilir.
Yazılımlar, ayrıca daha ileri düzeyde çözümler elde etmek için sayısallaştırma
sistemleri ile birlikte kullanılabilir.
27.05.2016
288
Su pompası manifoldunun tersine
mühendislik örneği
http://www.deskeng.com/de/nextengine-3d-scanner-reverse-engineers-classic-bugatti-part/
27.05.2016
289
27.05.2016
290
27.05.2016
291
Üç boyutlu tarama ve algılama cihazları ile elde edilen
NOKTA BULUTLARI, bu yazılımlar ile birlikte anlamlandırılır;
taranmış nokta verilerden aralıksız üçgen hücrelerden oluşan modeller
elde edilir (triangulation/polygonisation) ve daha sonra uygun yüzeyler
giydirilir. Doğrulama aşamasından sonra, BDT/BDÜ süreçlerinde
kullanılabilecek uygun bir formatta kaydedilir.
27.05.2016
292