3D Yazıcı Nedir?

3D Yazıcılar (Printer) 3 boyutlu yani x, y ve z ekseninde büyüklüğe (diğer bir değişle hacme sahip) sahip tasarımları gerçek dünyaya aktarmada kullanılan bir alettir. 3D yazıcılar ile üretebileceğiniz nesnelerin neredeyse bir sınırı yoktur. Günümüzde farklı 3D Yazıcı Modelleri ile plastik, metal ve hatta beton nesneler bile üretilebilmekte ancak bu yazıda daha çok kullanılan ve erişilebilir olan plastik kullanan yazıcılardan bahsedeceğiz.

3D Yazıcıların Tarihi

3D yazıcılar 1984’ten beri hayatımızda bulunuyor. Charles Hull tarafından yapılan ilk yazıcıdan bu yana sürekli gelişen teknoloji ile farklı üretim tipleri de ortaya çıktı.

2007 yılında Reprap ismi ile, açık kaynak kodlu 3D yazıcılar çıktı. Bunun sayesinde 3D yazıcılara ulaşma ve onları geliştirme imkanı arttı. 2009 yılında ise Makerbot ve 3D Systems’in geliştirdiği Cubify gibi modeller ile ev tipi 3D yazıcılarda artış oldu ve devamında özelliklede Kickstarter.com üzerinden desteklenen ve geliştirilen bir çok yeni marka oluştu. 3D Yazıcıların 2010 yılından sonra adı daha fazla duyulmaya başlanmış ve günümüzde çok daha yaygın bir şekilde kullanılır hale gelmiştir.

3D Yazıcı Kullanım Alanları

Günümüzde 3 boyutlu yazıcı teknolojisi birçok alanda kullanılmakta ve gün geçtikçe farklı kullanım alanlarına kavuşmaktadır. 3D yazıcılar büyük oranda kendi parçalarını basabilir. Elektronik parçalar ve motorlar hariç neredeyse bütün mekanik parçalar 3D yazıcı tarafından basılabilir. İleride üç boyutlu yazıcıların kendisini tamamen basabilecek özelliklerde olması tahmin edilmektedir. Örnek olarak endüstriyel imalat(yüksek maliyet ve yüksek kalite), tıp ve sağlık, havacılık ve uzay(Uzay İstasyonunda parça üretimi amaçlı), mimarlık ve inşaat, askeri uygulamalar, tekstil, gıda(Besin üretimi), eğitim verilebilir. 3D yazıcılar çok yüksek olmayan sayılarda ve farklı fiziki yapılar içeren bir projenin birçok parçasının üretiminde mantıklı bir tercihtir ancak ve ancak eğer yüksek sayılarda üretim yapmak isterseniz. 3D yazıcılar zaman ve maliyet açısından mantıklı bir tercih olmayabilirler.

Yazdırma Terimleri

İnfill Density

Yazılacak parçanın iç kısımlarının doluluk oranını belirler.

İnfill Pattern

Yazılacak parçanın iç kısımlarını doldurmak için kullanılan deseni belirtir..

Support Material

Bazı 3D şekillerde bir katmanın üstüne daha büyük bir katman geldiğinde ekstruder(Basım işlemini yapan uç) parçayı havaya basmaya çalışır bunu engellemek için destek parçalar koyulur yazım işlemi bitince bu destek parçalar kırılır.

Layer Height

Her bir katmanın kalınlığını belirtmektedir. Katman kalınlığı düştükçe daha yüksek çözünürlükte basımlar gerçekleşir ama işlem genelde uzar ve zorlaşır.

Speed

Tahmin edebileceğiniz gibi basma hızını belirtir. Hız arttıkça hata oranı ve ihtimali artar.

3D Yazıcının Bileşenleri

Extruder

3D yazıcıda “sıcak uç” (hot end) denen parçayı beslemekle sorumlu olan parçadır. Bazı Exturderlar ise sistemde entegre şeklinde yer alır.

Isıtıcı Uç (Hot End): Extruderdan gelen filamenti eriten ve ince bir ip haline getiren parçadır. Bu nedenle 3D yazıcının performansını direkt olarak etkileyen en kritik parçalardandır.

Fan: Extruderin aşırı ısınmasını ve bundan kaynaklı filamentin yanmasıyla oluşabilecek tıkanmaları engeller.

Soğutucu Uç(Cold End): Isının metal blok boyunca yayılması sonucu filament eriyip istenmeyen kısımda (içerde) tıkanıklığa sebep olabilir. Bu sorunu önlemek için Cold End dediğimiz yapı kullanılır.

Nozzle: Nozzle ise eriyen filamentin son olarak uğradığı ve boyutlandırıldığı yerdir. Daha da açmak gerekirse 0,3 mm çaplı bir uçtan çıkan eriyik filamentin kalınlığı 0,3 mm iken 0,5 mm çaplı Nozzle’dan çıkan filamentin kalınlığı 0,5 mm’dir.

Hot Table

Bu parça genellikle baskı sırasında malzemenin yüzeye yapışmasını engellemek için kullanılmaktadır. PLA için ısıtıcı zemin kullanımı şart olmasa da ABS filamentin zemine yapışmaması için kullanılması gerekmektedir.

Kasa

3D yazıcıların omurgası diyebileceğimiz bölümüdür. Yazıcı bu parçanın üzerine inşa edilir. Bu bölümde profiller, miller, vidalar, kaplinler, rulmanlar(normal ve lineer)ve kayışlar bulunur.

Step Motorlar

Step motorlar, elektrik enerjisini dönme hareketi sayesinde fiziksel enerjiye çeviren ve açısal konumu adımlar halinde değiştirebilen elektromekanik cihazlar olarak tanımlanabilir. bu motorlar sayesinde yazıcı ince ayarlar yaparak nesneyi basabilir.

Devre Kartları

Basılacak nesnenin dosyalarını işlemek ve bu verileri fiziki dünyaya basıma uygun hale getirmekten, basım esnasında motorların hangi anlarda ne kadar döneceğine ve ne kadar filament çıkışı yapılacağına kadar hesaplayan ve gerçekleştiren kartlardır. Kısaca yazıcının beyni ne sinir sistemi gibidirler.

Güç Kaynağı

Filamentin ısıtılması, soğutucu ucun soğuk kalması, motorların hareketi, devre kartlarının çalışması için gereken bütün enerji güç kaynağından sağlanmaktadır.

Ekran

Bilgisayardan bağımsız çalıştırmak için elzem bir parçadır. Basım ile ilgili bilgiler verir.

Filamentler

PLA (Poliaktirk Asit)

PLA organik kökenli bir filament türüdür. Sert bir yapıdadır ancak kırılgandır. Evde kullanım için uygundur ve en çok kullanılan filament türlerindendir. PLA filamentler ABS filamentlere göre daha düşük sıcaklıklarda (190-220 celsius)basılır. Doğada çözünebilme özelliği vardır ve basım esnasında kötü bir koku yaymaz.

ABS (Akrilonitril Büdadien Stiren)

Çok popüler bir tür filamenttir. PLA’ya göre basımı biraz daha zordur. Yüksek dayanıklılığa sahiptir ama esnekliği düşüktür. Yüksek sıcaklıklarda basılır(230-260 celsius). Gıda ile kullanılması önerilmez. LEGO parçaları bu plastikten üretilmektedir.

PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol-Modified)

Çok yaygın olarak kullanılan bir plastiktir. Basımı kolaydır ve tamamen geri dönüştürülebilir bir materyaldir. Hafif ve esnektir. Yapı ve özellik olarak PLA ve ABS arasında bir noktada bulunuyor diyebiliriz. Nemi emdiği için kuru bir yerde saklanması gerekmektedir. Basım sıcaklığı 220-250 celsius civarındadır.

TPU (Termoplastik Poliüretan), TPE (Termoplastik Elastomerler) ve TPC (Termoplastik Kopolyester)

TPE kauçuğa benzer yapıda bir malzemedir. TPU, özel bir TPE çeşidi ve 3D yazıcı filamentidir. TPE geneline göre biraz daha katı yapıdadır fakat soğukta esnekliğini daha iyi korur. TPC, TPU kadar yaygın değildir ama yüksek ısıya direnci vardır. Basım sıcaklıkları genelde 210-235 celsius civarındadır.

Özel Filamentler

Farklı özelliklerde ve farklı hissiyatlarda yapılan filamentler de vardır. Örneğin: Şeffaf, ahşap hissine sahip, metal hissine sahip gibi.