Ana sayfa
         
     
Reports > Mfg. Tech. > Towards Perfection In Manufacturing: Autofabrication Technologies:
Contents
  • Preface
  • Introduction
  • Summary
  • Autofabrication Tech.

  •   > Light Curing
            Scanning
            Masking
      > Powder Binding
            Fusing
            Bonding
      > Deposition
            Spraying
            Extruding
      > Lamination
            Bonding + Cutting
            Cutting + Bonding

     Vendor / Model Index
  • Applications

  •   > Egineering:
      -->
    Conceptual Modeling

      --> Rapid Prototyping
      --> Rapid Tooling
      > Direct Manufacturing
      > Architecture
      > Medical
      > Math and Physics
      > Jewelry
      > Art
  • Applications in Turkey
  • Future Prospects
  • Resources for more info
  • Referance Info.

  •       Machining
          Photopolymers
          Sintering
          Investment Casting
          Silicon Tooling
          Conversion Technologies
  • Update History
  • Get online quotes from leading Turkish manufacturers

    | Home | Previous Page | Next Page |

    Autofabrication Tech. > Lamination > Cutting + Bonding:

    Otoinşa Teknolojileri Otoinşa Teknolojileri Not: Şemadaki başlıkları tıklayarak, direkt açıklama sayfalarını görebilirsiniz.

    Bu teknikte, önce tabakalar çeperlerinden kesilir ve sonra bir önceki katmana yapıştırılır. Kes + Yapıştır tekniği, mimari maketlerin zemininde bulunan topografik (dağ, tepe gibi yeryüzü şekilleri) modellerin tabakalar halinde kesilip birbiri üstüne yapıştırılarak yapılmasına çok benzelik gösterir.
    Bu yöntemin diğer tabaka yığma yönteminden avantajı, destek malzemesi olarak ayrı bir tabaka malzemesinin kullanılmasına imkan vermesidir. Bu sayede desteklerin sonradan kaldırılması kolay olabilir. Bu tekniğin dezavantajı ise, kesilen katmanların inşa halindeki yüzeye hassas bir şekilde konumlandırılarak yapıştırılabilmesindeki güçlüktür.
    Bu tekniği kullanan uygulamaların çoğunda, otomatik olarak kesilen tabakaların yapıştırılması manuel olarak gerçekleştirilir:

    İsrail   CAM-LEM Inc., (CL-100) | www.camlem.com |

    CAM-LEM Ekim 1994 tarihinde ABD Ordusu'ndan aldığı maddi destekle kurulmuş ve Ar-Ge çalışmalarını Case Western Reserve University ve diğer bazı üniversite ve araştırma kuruluşlarıyla ortak yapmıştır. CAM-LEM, "Computer-Aided Manufacturing of Laminated Engineering Materials" yani "tabaka halindeki mühendislik malzemelerinin bilgisayar destekli imalatı" anlamına gelmektedir. Case Western Reserve Üniv.'sinden Dr. Arthur H. Heuer, Dr. James D. Cawley ve Dr. Wyatt S. Newman CAM-LEM prosesini tasarlamış ve patent için başvurmuşlardır. Aynı kişiler CAM-LEM firmasının kurucu ve yöneticileridir. CAM-LEM, geliştirtiği autofabrication cihazını kullanarak Şubat 2000'den itibaren seramik ve metal parça imalat hizmetleri vermeye başlamıştır.

    CL-100 modeli autofabrication cihazı 150x150x150mm inşa hacmine sahiptir. CL-100 makinesi tek bir otomatik inşa çevriminde 5 farklı tip (kimyasal özellik veya kalınlık olarak) malzemeyi kullanabilir. Destek yapısı olarak ise sinterleme sırasında yanarak bünyeden atılabilen "fugitive" malzemeler kullanılır. Bu sayede inşa edilen parçalarda iç boşluklar ve kanallar oluşturulabilir. İnşa sırasında 0.1-0.6 mm veya daha kalın katmanlar kullanılır. Sinterleme sırasında, malzemeye göre %12-18 arasında değişen çekmeyi kompanse edecek şekilde parçalar biraz büyük şekilde inşa edilir.

    CAM-LEM Prosesi:
    1- Lazer ile, bilgisayar kontrollü olarak seramik veya metal toz karışımlı ham katmanlar kesilir. 2- Kesilen katmanlar vakumlu robotik manipulatörlerle otomatik olarak üst üste eklenir. Aynı katmanda birden çok farklı malzeme kullanılabilir. Destek amacıyla sinterleme sırasında yanabilen uçucu (fugitive) malzemeler kullanılır.
    3- "Green state" ismi verilen pişmemiş haldeki ham parçaya sıcak ortamda basınç uygulanarak katmanlar arası yapışma sağlanır. Buna "lamination" ismi verilir. 4- Parça, sıcaklık kontrollü bir fırında tam yoğunluk ve monolitik bir yapıya erişinceye kadar sinterlenir. Bu esnada %12-18 çekme olur. 5- Sinterleme sonrası parça %100 yoğunluğa ve yüksek mukavemete erişir.

    Aşağıda, CAM-LEM cihazıyla inşa edilmiş bazı seramik parça örnekleri görülmektedir:
    Bir köpeğe ait femur modeli

    İsrail   Ennex, (Offset Fabbing) | www.ennex.com |

    Automated Fabrication isimli kitabın yazarı Marshall Burns tarafından kurulmuş olan Ennex firması, OffsetT Fabbing ismi verilen yeni bir autofabrication cihazını geliştirme çalışmalarını sürdürmektedir. Ağustos 1996 tarihinde basın duyurusu yapılan OffsetT Fabbing konusunda Marshall Burns 5,514,232 ve 5,879,489 numaralı iki ABD patenti de almıştır. "Genie Studio Fabber" markası altında üretilecek cihazın piyasadaki benzerlerinden 20 kat daha hızlı çalışması hedeflenmektedir.

    JP5 sisteminin mucidi, University of Utah'dan Prof. Charles Thomas bu sistemin daha da geliştirilmesi konusunda Ennex ile çalışmaktadır.

    OffsetT Fabbing prosesi:
    Bir bıçak (knife) kullanılarak destekleyici taşıyıcı (carrier) üzerindeki ince tabaka halindeki inşa malzemesi kesilir. Kesim sonrasında taşıyıcı şerit inşa edilmekte olan parçanın üzerine getirilerek kesilen parçalar yüzeye yapıştırılır. Sonra taşıyıcı şerit kaldırılarak yüzey bir sonraki tabaka yapıştırılması için hazır hale getirilir.

    Aşağıda, prototip safhasındaki bir cihazla inşa edilmiş iki model görülmektedir:


    YARI OTOMATİK SİSTEMLER:
    Yukarıda gösterilen tam otomatik cihazlara ek olarak aynı temel prensibi paylaşan fakat kesilen katmanların manuel olarak birleştirildiği birçok sistem de mevcuttur. Diğerlerine kıyasla çok düşük maliyetle üretilebildikleri için cazip olan bu sistemler özellikle eğitim amaçlı olarak üniversitelerde yaygın uygulama alanı bulmuşlardır:
    İsrail   Schroff Development Corp. | www.schroff.com |
    University of Utah'dan Prof. Charles Thomas JP5 sisteminin mucididir.
    5,000 USD altında fiyata sahip ilk autofabrication sistemi olan JP Systyem 5, ABD'nde Schroff Development Corp. tarafından geliştirilmiş ve daha ziyade üniversitelerde eğitim amacıyla kullanılmaktadır. Tek yüzü yapışkanlı olan kağıtlar özel bir yazılım ve standart bir PC kontrollü kesici kullanılarakı kesilir ve inşa işlemi ise manuel olarak yapılır. Genellikle bir parça CAD yazılımında alt parçalara bölünür ve her yaprakta birden fazla parçanın katmanları bir seferde kesilir. Üste sağdaki resimde bir yaprakta tek parçaya ait 6 kesit görülmektedir. Referans pimleri kullanılarak katmanlar arası kayma azaltılır. Yapıştırma sonrası taşıyıcı kağıt alınır...

    Soldan sağa 3. sırada duran model 23 yapraktan kesilen 370 katmandan oluşmuş ve 3 saatte inşa edilmiştir. Bu model 6 parça halinde inşa edilmiş ve sonra manuel olarak birbirlerine yapıştırılmıştır.
    Solda master model, sağda ise bu model kullanılarak hassas dökümle imal edilmiş metal parça görülmekte.
    Yukarıda, kum döküm kalıp üretiminde kullanılacak bir model örneği görülmektedir.
    İngiltere   Boxford Ltd., (RapidPRO) | www.boxford.co.uk |
    ABD tabanlı JP Systyem 5 benzeri olan bu düşük maliyetli sistem de daha ziyade üniversitelerde eğitim amacıyla kullanılmaktadır. Tek yüzü yapışkanlı olan kağıtlar özel bir yazılım ve standart bir PC kontrollü kesici kullanılarak kesilir ve inşa işlemi ise manuel olarak yapılır. Genellikle bir parça CAD yazılımında alt parçalara bölünür ve her yaprakta birden fazla parçanın katmanları bir seferde kesilir. Alttaki resimlerde bir cep telefonu kapak modelinin inşa safhaları görülmektedir.

    Solda: katmanlardaki kaymayı önlemek için iki adet pim kullanılmıştır. Ortada: taşıyıcı yapraktan kesilen inşa katmanlarının yüzeye yapıştırılması görülmektedir. Sağda: İnşa sonrası parça yüzey kalitesini arttırmak için zımparalanabilir.

    Aynı sistemle imal edilmiş prototip kalıplar vakum form işlemine ve düşük basınçlı plastik enjeksiyona da dayanabilirler.

    Avustralya   Gilmore Engineers Pty Ltd., (TruSurf) | gilmore-engineers.com |

    Avustralya'da Raymond Hope isimli bir öğrencinin doktora tez çalışması olarak başlayan bu proje daha sonra Gilmore Engineers Pty Ltd., tarafından ticari hale getirilmiştir. Sistemin satışı yerine model üretim servisi verilmektedir. Bu teknikte 10mm veya daha kalın tabakalar halinde gelen köpük malzeme çeperlerinden kesilerek manuel olarak yapıştırılır. Sistem özellikle büyük boylu modelleri düşük maliyetle inşa etmeye müsaittir. İnaşa sırasında kullanılan katmanlar çok kalın olduğu için yüzeylerde merdiven etkisini kaldırmak amacıyla çeperler eğimli olarak kesilir. Aynı zamanda geometriye bağlı olarak tek bir inşa sırasında farklı kalınlıklarda tabakalar kullanılabilir. Yüzey eğimlerinin hızla değiştiği bölgelerde ince, yavaş değiştiği bölgelerde ise kalın tabaka kullanılarak inşa hızı ve kalitesi arttırılır. Polisitren (polystyrene) köpük tabakaların kesimi için 5 eksenli bir su jeti kesicisi kullanılır. Yüzey eğiminin kolay hesaplanabilmesi için, birçok sistemde kullanılan STL formatının yerine NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline) formatında 3D yüzey CAD modelleri hesaplamada kullanılır.


    CAD yüzeyine ve uygulanan stratejiye bağlı olarak katmanların 4 farklı metodla kesilebileceğini gösteren bir çizim yukarıda gösterilmiştri. Bu konuda detaylı bilgi ve hesaplamayla ilgili gerekli formüllere aşağıdaki makalelerden erişilebilir. Bu makalelerin üçünün online versiyonları da mevcuttur:

    zoom in
    Solda görülen 1692 mm x 660 mm x 1274 mm boyutlarındaki yunus modeli 10, 20, ve 30 mm kalınlığında 142 adet polisitren köpük tabakalarından inşa edilmiştir. Bu katmanlar 5 eksenli bir su jetli kesici tarafından 4 saatte Queensland İmalat Enstitüsü'nde kesilmişlerdir. Manuel montaj ise bir kişinin 3 saatini almıştır. Aynı modelin SLA 500 ile parçalar halinde üretilip monte edilmesinin 10 gün alacağı hesaplanmıştır. Sağda, yüzey işlemleri ve boyama sonrası model görülmektedir.
    İsveç   Sparx AB, (HotPlot)

    HotPlot sistemi, birçok patent ve firma sahibi İsveçli mucit Ralf Larson tarafından geliştirilerek 1991'de kurduğu Sparx AB firması bünyesinde ticari hale gelmiştir. Az miktarda satış gerçekleştirdikten sonra 1995'de bu firmanın faaliyetlerini durduran Larson, ardından ısıtarak toz bağlama prensibine göre çalışan autofabrication cihazları üzerine araştırma yapmaya başlayarak Arcam AB ve SpeedPart firmalarını kurmuştur. Larson ve kurucusu olduğu şirketler hakkında www.swedecopter.se adresinden ayrıntılı bilgi alınabilir.

    Hot Plot sistemi, AutoCAD HPGL formatında aldığı kesit verilerine bağlı olarak 1 mm'lik kendinden yapışkanlı polystyrene tabakaları ısıtılmış bir elektrot ile düz yataklı bir A3 çizici (flat-bed pen plotter) kullanarak keser. Bu sistemde standart bir çiziciye kalem yerine sıcak elektrot bağlanmıştır. Tabakalar kesildikten sonra bir fikstür yardımıyla manuel olarak üst üste yapıştırılarak parçanın inşası tamamlanır.
    Soldaki resimde Hot Plot sistemi ve HPGL verinin yüklendiği 3.5" magnetik sürücü, resmin yukarısında ise kesilen tabakaların manuel olarak yapıştırıldığı fikstür görülmektedir. Sağda, Hot Plot kesicisindeki ısıtılmış elektrot kalemi gözükmektedir.
    Solda, Volvo için yapılmış bir motor bağlantı destek parçası, sağda ise SAAB için tasarlanmış bir yağ tankına ait Sparx Hot Plot ile inşa edilmiş modeller görülmektedir.

    Fransa   CIRTES, (Stratoconception) | www.cirtes.fr/strato  |

    1990'dan itibaren konuyla ilgili çalışan Claude BARLIER ve ekibi, 1992 yılında Fransa'da kurulan Avrupa Hızlı Prototip Merkezi CIRTES ile yaptıkları işbirliği ile Stratoconception sistemini geliştirilmişlerdir. Bu ekip, konuyla ilgili birçok Fransız ve Avrupa patenti almış ve 1991'den bu yana birçok makale yayınlamışlardır.

    Stratoconception sistemi, inşa yöntemiyle talaşlı imalatın bir melez çözümü olan, 3D CAD modelinin kalın katmanlara ayrıldıktan sonra parçalar halinde işlenip sonrasında birbirlerine yapıştırılmasıyla imalat prensibine dayanır. Kesim ve işleme için CNC tezgahlar, lazer veya su jeti kullanılır. Aynı teknoloji orotopetik protezler imal etmek için de revize edilmiş ve OrthoStrato Concept® ismiyle kullanılmaktadır: www.cirtes.fr/orthostrato

    Daha sonra sistemin ticari hale getirilmesi için CIRTES'in lisansı ve işbirliği ile Charlyrobot kurulmuştur. Charlyrobot sistemin eğitim kurumlarına tanıtımı ve satışıyla da ilgilenmektedir. Bunun haricinde REALMECA ve Laser Technologies firmları da Stratoconception sistemi için tezgah üretmektedirler.

    Bu teknolojinin endüstriye adaptasyonu, metal malzemeler ve hızlı kalıp uygulamaları konusunda ise teknoloji integratörü olarak rp2i S.A. faaliyet göstermektedir.

    Charlyrobot, A4 boyutundan (210 x 300 mm) metrelerce boya kadar (2100 x 3000 mm) işleme alanına sahip cihazlar üretmektedir. CR A4 CRM 1000

    Aşağıda, Stratoconception tekniğiyle inşa edilmiş örnek parça ve kalıplar görülmektedir. İnşa malzemesi olarak ahşap (kontraplak), köpük, plastik ve metal tabakalar kullanılabilmektedir:
    kum döküm modelimetal lamine kalıp
    yüzükplistrien köpükden kalıp

    İsrail   Custom Motion Inc., (customLAM) | www.custommotion.com |
    Talaşlı imalat ile inşa tekniğini birleştirildiği melez çözümlerden biri olan Custom Motion Firması'nın geliştirdiği customLAM tekniğinde müşterinin ihtiyaçlarına göre özel işleme merkezi imal edilmektedir. Her sistemde aynı kontrol bilgisayarı ve yazılımı bulunmakta ama kullanılacak malzeme ve katmanların büyüklüğüne göre makine tasarım ve imalatı farklı yapılmaktadır. Kalın karton, plastik tabakalar, MDF (yüksek yoğunluklu sunta) lamine ahşap ve benzeri malzemeler kesme ve inşa işleminde kullanılırlar. İstenirse rulodan beslenen esnek malzemeler de kullanılabilir. Resimde, bir customLAM cihazı atölye ortamında görülmektedir.
    | Home | Previous Page | Next Page |
             
         
    TurkCADCAM.net > Türkiye'nin yeni ürün tasarım, geliştirme, CAD/CAM/CAE, CNC, kalıp ve imalat teknolojileri portalı
    ***** Sektörün profesyonel bilgi ve işbirliği platformu *****
    © 2002-2017  Sinerji Yayıncılık, Tanıtım ve Danışmanlık Hizmetleri
    Bu portaldaki içerik, ancak kaynak belirtilmesi ve izin alınması şartıyla yayınlanabilir.