Ana sayfa   Sponsorlarımız:
         
     
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 Technologies > Light Curing > Masking:

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

    Bu teknikte, güçlü bir ışık kaynağı (UV ampül) ve bir ışık maskesi aracılığı ile ham fotopolimerden oluşan inşa yüzeyinin istenilen noktaları aynı anda kür edilir: Başka bir değişle, maske, kür olması istenmeyen bölgelerin ışığa maruz kalmasını önler.

    İsrail   Cubital, SGC (Solid Ground Curing)
    SGC sisteminde elektrofotografi yöntemi ile cam üzerine toner ile maske oluşturur. Mum destek malzemesi kullanır.
    Scitex Corporation Ltd. firmasında başlayan Ar-Ge çalışmalarının bir sonucu olarak 1987 yılında kurulan Cubital firması, 1991 yılından itibaren 14 farklı ülkeye sistem satışının ardından 2000 yılında kapanmıştır. Cihazın çok kompleks, bakımı zor ve pahalı olması, 3D Systems gibi rakiplerinin daha üstün olması buna sebep vermiştir.
    Mayıs 2001 tarihinde, Cubital'in 1987'den bu yana aldığı patentlerin tüm hakları Objet Geometries Ltd. tarafından devralınmıştır.

    SGC (Solid Ground Curing) teknolojisi ile inşa, sırasıyla şu işlemlerin ard arda tekrarlanmasıyla gerçekleşir:

  • Yüzeye ince bir tabaka footpolimer püskürtülür,
  • Bu işlemlere paralel olarak cihazın başka bir kısmında lazer yazıcı teknolojisine benzer bir yöntemle, cam bir plaka üzerine maske oluşturulur. Işığı bloke etmek amacıyla siyah fotokopi toneri kullanılır. Her kesit için ayrı bir maske hazırlanır ve kullanılan toner bir sonraki maskede tekrar kullanılır (çünki normal yazıcılarda veya fotokopi cihazlarında olduğu gibi toner, sıcak merdane ile eritilmez, toz halinde kalır)
  • Maske, fotopolimer tabakası üzerine getirilerek yukarıdan güçlü bir ampül ile UV (morötesi) ışık verilir. Bu esnada maskelenmemiş bütün alanlar kür olur. Işık yeterince şiddetli olduğundan, STL'de olduğu gibi inşa sonrası ikinci bir kür işlemine gerek kalmaz.
  • Sıvı halde kalan fotopolimer, elektrikli süpürge gibi bir vakum kafası ile emilir. Bu sıvı ana depoya gider ve tekrar kullanılabilir.
  • Vakum ile temizlenen boşluklara destek malzemesi olarak erimiş mum püskürtülür. Mumun çabuk sertleşmesi için ise su ile soğutulan metal bir plaka ile mumun üzerine bastırılır.

  • Bir sonraki işlem için yüzeyin düzeltilmesi amacıyla tüm yüzey bir freze çakısı ile traşlanır

    Bu teknoloji, eğer çok fazla parça aynı anda inşa edilecekse avantajlıdır, STL teknolojisine kıyasla yaklaşık 8 kat daha hızlı bir şekilde çıktı verebilir. 

    Sağda, SGC 5600 model bir autofabrication cihazı görülmektedir. Bu, dünyadaki autofabrication cihazlarının içinde en karmaşık olan ve en fazla hacim kaplayanıdır. Ortadaki yüksek kısım, morötesi lambanın bulunduğu maske ile kür etme bölümüdür. Bu cihazın bir alt modeline ise SGC 4600 ismi verilmiştir.

    Teknik özellikler:

    Solider 4600
    Solider 5600
    İnşa zarfı (X Y Z mm)
    350 x 350 x 350
    500 x 350 x 500
    Katman kalınlığı (mm)
    0.15
    0.1 - 0.2
    Katman inşa süresi (saniye/katman)
    120
    (30 katman/saat)
    65
    (55 katman/saat)
    Dikey inşa hızı (mm/saat)
    4.5
    8.3 - 11
    Toplam inşa hızı
    500 cm^3/saat
    1311mm^3/saat
    Rezolusyon
    0.1mm X-Y, 0.15mm Z
    0.1mm X-Y,
    0.15-0.2mm Z
    Minimum detay (feature) büyüklüğü
    0.4mm


    Sağda, Cubital SGC teknolojisi ile inşa edilmiş, 12 dişliden oluşan bir mekanizma görülmektedir, dişlilerden herhangi birisi döndürüldüğünde diğerleri de buna bağlı olarak dönmektedir. İnşa sırasında şaft ile dişli arasındaki boşluklar dahil tüm boşluklara mum doldurulur. İnşa sonrasında mekanizma bulaşık makinesi gibi bir cihazda basınçlı sıcak suya maruz bırakılır. Böylelikle arada kalan tüm mum yıkanır ve dişliler dönmeye başlar.

    Bu mekanizma Cubital tarafından üretildikten yıllar sonra, suda eriyebilen destek malzemesini geliştiren Stratasys tarafından da başarıyla üretilmiştir.

    Cubital Firmasının (İsrail, ABD) SGC (Solid Ground Curing) teknolojisi ile inşa edilmiş (katılaşmış fotopolimer malzemeden yapılmış) modeller:

    Sağdaki model sonradan elle boyanmıştır.

    Japonya   CMET, (LightExpress) | www.nttd-cmet.co.jp |
    Aşağıda solda, CMET Firmasının, LightExpress markalı cihazı ve sağda ise bu cihazın maskeli kür ile katmanı oluşturma aşamaları görülmektedir. Maskeler, bir makara sistemi üzerine sarılmış şeffaf bir bant üzerine print edilerek hazırlanır. Bu cihazın satşına Japonya'da başlanmıştır (Eylül 2001).
    Teijin Seiki, CMET'e devredilmeden evvel ise sıvı kristalli (LCD) maskeleme teknolojisi kullanan benzer bir autofabrication cihazı üzerinde Ar-Ge çalışmalarına devam ediyordu.

    Işıkla Kür > Tarayarak > CMET

    ABD   Light Sculpting Inc.
    Efrem Fudim tarafından patenti alınmış ve geliştirilen bu teknikte, maske olarak LCD bir ekran kullanılır. Bir kabda bulunan fotopolimer sıvının üst yüzeyine temas eden bu cam maske, yukarısında bulunan bir UV ışık kaynağıyla sıvının üst katmanını kür ederek katılaştırır. Maskenin kür olan katmana yapışma problemini gidermek için çalışılmaktadır.

    Sağda, Efrem V. Fudim'in (Milwaukee, WI) 2 Mart 1987'de başvurduğu, 21 Haziran 1988'de aldığı 4,752,498 no'lu "Method and apparatus for production of three-dimensional objects by photosolidification" başlıklı ilk patentinden bir çizim görülmekte. Resimde görüleceği gibi maskedeki yoğunluk değiştirilerek açılı kür yapılması öngürülmüş...

    Sağda: Bu cihazın bir sonraki versiyonunda ise cam maskeye sürülen fotopolimer havada kür edilir ve sonra yüzeye yapıştırılır. Bu, bir önceki yüzeyin fazla kür olmasını da engeller... (light source: kızılötesi ışık kaynağı, mask: ışık maskesi, contact window: kontakt penceresi, resin layer: reçine tabakası, resin apllicator: reçine kaplayıcı fırça, resin layer: reçin tabakası, part: parça, platform: platform her katman inşası sonrası aşağı çekilir) 

    1990 öncesinden bu yana, uzun yıllar ticari hale gelebilmesi için çalışılan bu teknoloji konusundaki aktivite ve firma web sitesi 2000 yılından sonra durmuş gözükmektedir.

    Almanya   Envisiontec GmbH, | www.envisiontec.de |
    Perfactory® ismi verilen autofabrication cihazında, inşa malzemesi olarak kullanılan fotopolimer, oluşturulacak katmana yayıldıktan sonra UV (kızıl ötesi) bir lambadan üretilen ışığın maskeli bir projeksiyon sistemi ile yönlendirilmesiyle istenilen noktalarda kür edilir. Sistemin kalbi olan maskeli ışık projeksiyon sisteminde ise, orijinal olarak bilgisayarlı projeksiyon (barkovizyon) cihazları için ABD menşeli "Texas Instruments" firması tarafından geliştirilmiş olan DLP (Digital Light Processing / dijital ışık işleme) teknolojisi kullanılır (www.dlp.com). DLP, silikon bir çip üzerine monte edilmiş binlerce mikro-aynadan oluşur. Bu minik aynaların açısı elektronik sinyallerle iki kademede (on-off) değiştirilerek üzerine düşen ışığın anahtarlaması yapılır.
    Yukarıda: Henüz geliştirme ve test aşamasındaki Perfactory cihazıyla inşa edilmiş bir model görülmektedir.

    Solda: Perfactory cihazının Temmuz 2002'de duyurulan ilk modeli görülmektedir.

    Bu sistemde kullanılan teknoloji diğer lazerli kür teknolojilerinden çok farklıdır: Sıvı fotopolimer, tabanı şeffaf olan bir kabın altından gönderilen ışık ile istenilen noktalarda kür edilir ve böylece model, katmanlar halinde (tersten) inşa edilir. Model, inşa süresince, bir platforma yapışık şekilde sıvı reçine havuzuna dalmış şekildedir, her katman inşa edildikten sonra platform bir katman kalınlığı kadar yukarı kaldırılır. Yapışmayı önlemek için tabanın üzeri silikon kaplanmıştır ve platformu yukarı kaldırmadan evvel taban az bir miktar eğilerek modellerin daha rahat ayrılabilmesi sağlanır. İnşa süresince kür edilen katman dışındaki tüm parça havayla temas eder vaziyettedir (STL sistemlerinde ise parça sürekli sıvı fotopolimer havuzu içindedir.) Eksilen fotopolimer bir pompa ile havuza eklenir. Not: Denken Engineering / SLP ve Autostrade Co. Ltd. / E-DARTS sistemleri de alt yüzeyden kür metodunu kullanmaktadır.

    Sistemde inşa malzemesi olarak görünür ışıkla kür olabilen bir tür fotopolimer reçine kullanılır. Quadrax firması da görünür ışıkla kür olan bir reçine kullanmıştı. Aynı tip fotopolimer reçine kullanan bu her iki cihazın ürünleri de kırmızı renklidir. Dışarıdan gelen ışıkla reçinenin istenmeyen şekilde kür olmasını engellemek için sistem kırmızı renkli bir filtre camı içinde çalıştırılır.

    4 adet yüzük modelinin inşası tamamlanmak üzere
    İnşa sonrası modeller desteklerinden temizlenip hassas dökümde kullanılabilir

    2004'den sonra geliştirlen ve hassas döküm sırasında kül bırakmadan eriyebilen reçineler sayesinde de bu teknoloji kuyumculuk sektöründe daha yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır.

    Bir seferde tüm yüzey birden kür edilebildiği için bu cihazın tek lazerli sistemlere kıyasla daha hızlı çalışabilir. Cihazın hassasiyeti ve rezolusyonu DLP matrisinindeki aynaların sayısına bağlıdır. Projeksiyon mesafesi arttıkça inşa yüzey alanı da artmakta yalnız rezolusyon düşmektedir. Buna bağlı olarak 2 tip çalışma modu belirlenmiştir:

    1- PERFACTORY Standard:
    Rezolusyon: (SXGA 1280 x 1024 piksel)
    İnşa Zarfı: 200 x 160 x 230 mm ile 120 x 96 x 230 mm aralığında
    Piksel büyüklüğü: 0.16mm ile 0.093mm arasında
    Katman kalınlığı: 0.05 - 0.1mm arası seçilebilir değişken.
    İnşa hızı: 0.1mm katman kalınlığı seçildiğinde, parça geometrisinden bağımsız olarak 10-20mm yükseklik/saat

    2-
    PERFACTORY Mini:
    Rezolusyon: (SXGA 1280 x 1024 piksel)
    İnşa Zarfı: 90 x 72 x 230 mm ile 55 x 44 x 230 mm aralığında
    Piksel büyüklüğü: 0.07mm ile 0.043mm arasında
    Katman kalınlığı: 0.025 - 0.05mm arası seçilebilir değişken.
    İnşa hızı: 0.05mm katman kalınlığı seçildiğinde, parça geometrisinden bağımsız olarak 10-20mm yükseklik/saat


    Malzeme: Kırmızı renkli metakrilit (methacrylate). Diğer malzemeler geliştirme safhasındadır. Sıvı fotopolimer inşa malzemesi kartuşlar halinde cihaza yüklenmektedir.

    İlk defa Euromold 2002'de Almanya'da sergilenen bu sistem Mart 2003'den sonra ticari hale gelmiştir.

    Harç Yığma > Sıvayarak > Envisiontec GmbH

    İsviçre  EPFL (Micro STL) | dmtsun.epfl.ch/~abertsch |
    İsviçre'nin Lausanne şehrinde bulunan (EPFL) İsviçre Federal Teknoloji Entstitüsü (Swiss Federal Institute of Technology) bünyesinde geliştirilen ve mikrostereolitografi (microstereolithography), kısaca Micro STL olarak adlandıran, henüz ticari olmamış bu teknoloji ile 5-10 mikron hassasiyetle parçalar imal edilebilmektedir. Aşağıdaki iki resimde sistemin çalışma prensibi ve deneysel düzeneğin fotoğrafı görülmektedir:
    LightSource: Işık kaynağı
    Shutter: Deklanşör, ışığın istenilen sürede fotopolimer yüzeyinde tutulmasını sağlar.
    Dynamic pattern generator: Dinamik şablon (maske) üreteci. Her katman inşası için farklı bir dijital şablon oluşturulur ve bu gelen ışığı maskeler.
    Mirror: Ayna, maskelenmiş ışığın fokus optiğine yönlendirmesini yapar.
    Focusing optics: Fokus optiği, ışığın fotopolimer yüzeyine odaklanmasını sağlar.
    Photoreactor: Işık reaktörü: Işık enerjisi ile, bir kapta duran sıvı fotopolimer malzemenin üst katmanı istenilen bölgelerde kür edilierek sertleştirilir.
    Z-stage: Bir sonraki katmanın inşası için parçayı sıvıya (z ekseninde, yani dikey doğrultuda) daldıran motorlu mekanizma.
    Computer: Bilgisayar, özel geliştirilmiş bir yazılımla tüm sistemi kontrol eder.


    Solda, 8.3 mm boyunda ve 2.4mm çapında bir medikal probun SLA 250 ile üretilmiş modeli, sağda ise aynı parçanın Mikro STL ile üretildiğinde ulaşılan hassasiyet ve detay çözünürlüğü açık bir şekilde görülmekte.
    zoom in

    Solda, hücre biyolojisi uygulamalarında kullanılan yaklaşık 0.5mm çaplı flüidik (fluidic) boru bağlantı parçası görülmekte (aynı resmi daha büyük görmek için tıklayınız). Sağda, 0.4mm çapında üç sarmallı bir yay görülmekte.

    Sağda, yaklaşık 3 mm boyunda bir elektromekanik tahrik elemanı gövdesi görülmektedir. Minyatür mekanizmalar Mikro STL için büyük bir pazar potansiyeli teşkil etmektedir...
    Referans Makale: Arnaud Bertsch, Paul Bernhard, Christian Vogt, Philippe Renaud, Rapid prototyping of small size objects, Rapid Prototyping Journal, Vol. 6 No: 4 2000 sayfa. 259-266

    | 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.