Ana sayfa   Sponsorlarımız:
         
     
Rapor - Makale > İmalat Teknolojileri > İmalatta Mükemmele Doğru; Otoinşa Teknolojileri:
İçindekiler:
  • Önsöz
  • Giriş
  • Özet
  • Otoinşa Teknolojileri

  •   > Işıkla Kür
            Tarayarak
            Maskeleyerek
      > Toz Bağlama
            Isıtarak
            Yapıştırıcıyla
      > Harç Yığma
            Püskürterek
            Sıvayarak
      > Tabaka Yığma
            Yapıştır + Kes
            Kes + Yapıştır

     Firma-Marka İndeksi
  • Uygulama Sahaları

  •   > Mühendislik:
      -->
    Kavramsal Modelleme

      --> Hızlı Prototip İmalatı
      --> Hızlı Kalıp imalatı
      > Direkt İmalat
      > Mimarlık
      > Medikal
      > Matematik, Fizik, Kimya
      > Kuyumculuk
      > Sanat
  • Türkiye'deki Uygulamalar
  • Geleceğe Dair Tahminler
  • Kaynaklar
  • Ek Bilgiler

  •       Talaşlı İmalat Teknolojisi
          Fotopolimerler
          Sinterleme Teknolojisi
          Hassas Döküm Teknolojisi
          Silikon Kalıplama Teknolojisi
          Model Dönüşüm Tek.'leri
  • Rapor güncelleme tarihçesi
  • | Ana Sayfa | Önceki Sayfa | Sonraki Sayfa |

    Özet:

    Aslında otoinşa teknolojisi konusunda son 100 senedir çeşitli çalışmalar yapılmasına rağmen bilgisayar ve diğer teknoloji sahalarında varılan seviye yardımıyla ancak son 15 yılda gelişmiş otoinşa cihazları ticari olarak üretilmektedirler. Bu cihazların fiyatı 5.000 $ ile 700.000 $ arasında değişmektedir. Sırasıyla ABD, Japonya, Almanya ve İsrail bu teknoloji ve uygulamaları konusunda başı çekmektedir.

    Otoinşa tanımı:
    Otoinşa teknolojileri 1986'da ABD'nde ticari olduğu ilk yıllarda sadece hızlı model ve prototip imalatı amacıyla geliştirilip kullanıldığından, bu teknolojiler, kapsamı ve anlamı bakımından çok uygun olan "Autofabrication" (otoinşa) veya "Automated Fabrication, AF " yerine çoğunlukla "Rapid Prototyping, RP " (hızlı prototipleme) adıyla anılmıştır. Sonraları, gelişen teknoloji ve açılan yeni uygulama sahaları ile birlikte artık bu ismin yetersiz ve dar kapsamlı kaldığı ilgili çevrelerce de kabul edilmesine rağmen ilk yıllarda verilen bu isme piyasa alışmış olduğu için değiştirmek mümkün olmamıştır. Otoinşa teknolojileri için daha birçok farklı isimlendirme ve kısaltmalar kullanılabilmektedir; Bunlardan bazıları, "Additive Fabrication, AF ", "Additive Manufacturing, AM ", "Solid Freeform Fabrication, SFF", (katı, serbest şekilli inşa),  "Free Form Fabrication, FFF", "Layered Manufacturing" (katmanlı imalat), "3D Printing" (3 Boyutlu Yazıcı) şeklindedir...

    Bilgisayarla üç boutlu (3D) model tasarımı:
    Otoinşa teknolojisinde, üretilmesi düşünülen parça önce 3 boyutlu bir tasarım programı ile bilgisayarda modellenir. Sağda, Modern bir CAD (Computer Aided Design /Bilgisayar Destekli Tasarım) istasyonu: Tasarımcı, sol elindeki küreye uyguladığı kuvvet ile ekranda gözüken 3 boyutlu parçayı döndürerek istediği açıdan görebilir. Önündeki klavye ve sağ elindeki fareyi kullanarak da parça geometrisi üzerinde istediği birçok değişikliği yapabilir. 

    Tasarıma sıfırdan başlanabileceği gibi halihazırda var olan bir model veya cismin 3 boyutlu tarayıcılar ile taranmasıyla elde edilen veri de kullanılabilir. Mesela bir ürün tasarımcının kil kullanarak yaptığı yeni bir ergonomik telefon ahizesine ait geometri verisi bu sayede bilgisayara aktarılarak üzerinde istenilen değişiklikler yapılır. Piyasada çok değişik tipte 3 boyutlu tarayıcılar vardır. Lazer ışınlı ve temaslı (mekanik) tarayıcıların cismin sadece dış yüzeyine ait veriyi toplayabilmelerine karşın, bilgisayarlı tomografi, cismin iç yapısına ait özellikleri de algılayabilir. Tomografi, mühendislikle birlikte daha ziyade tıpta kullanılan bir 3 boyutlu tarama tekniğidir. 
    3D model tanımında STL Formatı:
    Tasarlanan 3 boyutlu model geometrisi çoğunlukla STL formatında tanımlanarak otoinşa cihazlarına aktarılır. STL formatı ilk defa 1988 yılında 3D Systems firması adına Albert Consulting Group tarafından geliştirilmiş ve kullanım kolaylığı sebebiyle bu format kısa sürede yaygınlaşarak piyasada bir standart haline gelmiştir. STL "STereoLithography" anlamına gelen ve her türlü 3D geometriyi biribirine bağlı üçgen şeklindeki düz yüzeylerle ifade eden bir formattır. Eğimli yüzeylere sahip bir parçanın üçgenlerle ifade edilmesi belli bir hata payı oluşturur ama üçgen sayısının yeterince fazla tutulması sayesinde CAD dosyasındaki hata payı üretim hatasının altına indirilebilir. Günümüzde hemen hemen tüm 3D CAD yazılımları STL formatında çıktı verebilmekte ve her otoinşa cihazı da bu formatı kabul etmektedir. Fakat 3D CAD yazılımları hatalı STL çıktısı verebilmektedirler. Hatalı STL dosyaları düzeltmek için ise ayrı yazılımlar geliştirilmiştir.
    Daha sonraları, STL formatı kadar yaygın olmayan, firma veya cihaza özel farklı formatlar da geliştirilmiştir...

    3D modelin katmanlara bölünerek inşa edilmesi:

    Solda: Bilgisayar destekli çizim programı (CAD) ile modellenmiş parça. 
    Ortada: Model sık kesitlere bölünür ve her katmanın şekli hesaplanır. 
    Sağda: Daha sonra bu kesit verileri bir otoinşa cihazına aktarılarak, polimer, kağıt, metal, seramik vb. hammaddeler ile parça, katmanlar halinde inşa edilir. 
    Sağda: Yeryüzü şekillerinin (topoğrafya) mukavvaların kat kat kesilip üst üste yapıştırılarak elde edildiğine birçoğumuz gördüğümüz bina maketlerinden şahit olmuşuzdur. Otoinşa teknolojisi ise çok daha ince katmanları farklı malzemelerden ve tam otomatik olarak inşa eder.

    İnşa sırasında destek yapısı kullanımı:
    Bu imalat yöntemi bir bina inşasına çok benzemektedir, gerekli durumlarda sonradan kaldırılmak üzere destek malzemeleri kullanılır.

    İki katlı betonarme bir yapı ve merdivenlerini gösteren sağdaki resim, inşa sırasında sonradan kaldırılmak üzere kullanılan destek ve kalıp uygulamasına güzel bir örnek teşkil etmektedir.

    İki temel destek destek yapısı tekniği:

    Otoinşa teknolojilerinde temelde iki türlü destek yapısı kullanılmaktadır:
    Solda: Çevreleyici destek kullanımı görülmekte. Bu yöntemde üretilen parça dışındaki tüm boşluğa farklı kimyasal özelliğe sahip bir destek malzemesi doldurulur. Daha sonra bu destek malzemesi, sıcaklık veya çeşitli kimyasal sıvılara maruz bırakılarak ayrıştırılır.
    Sağda: Sadece gerekli kısımlara konulan sütunlu destek yapısı. Bu teknikte genellikle ana inşa malzemesi kullanıldığı gibi farklı bir destek malzemesi de kullanılabilir. İnşa sonrası destek malzemesi manuel olarak kırılıp sökülebileceği gibi, kimyasal yolla veya ısıyla eritilerek de asıl parçadan ayrılabilir.

    Otoinşa ile imalatın farklılığı ve avantajlarını gösteren çarpıcı örnekler:
    Bu sayede klasik talaşlı imalat yöntemleriyle üretilmesi çok zor ve hatta imkansız olan geometriler çok kolayca ve otomatik olarak üretilebilir. Mesela bir küp içinde bir küre veya hareketli parçalardan oluşan bir mekanizma hiçbir ek yeri veya imalat sonrası montaj gerektirmeden imal edilebilir. Sağdaki resimde, 12 dişli ve bir gövde olmak üzere toplam 13 parçadan oluşan bir mekanizma görülmektedir. Dişlilerden herhangi birisi döndürüldüğünde diğerleri de buna bağlı olarak dönmektedir. Otoinşa teknolojisinin neler yapabileceğini göstermek açısından güzel bir örnek olan bu mekanizma, bilgisayarla tasarlandıktan sonra, çalışabilir halde ve tek seferde (el değmeden) inşa edilmiş ve herhangi bir ek yeri veya montaj ihtiyacı göstermemiştir!

    Bu mekanizma, çevreleyici destek malzemesi kullanan Cubital/SGC teknolojisi ile üretimiştir. Yıllar sonra aynı mekanizma Stratasys/FDM teknolojisi ile de üretilmiştir.

    Ayrıca, tek parça içinde değişik kısımlarda farklı malzemeler kullanılabilir ki asıl bu, otoinşa teknolojisinin ileriye yönelik büyük bir potansiyelini teşkil etmektedir. Örneğin plastik- metal karışımı parçalar imal edilebilir. Bu teknoloji ile dış yüzeyi paslanmaz çelik iç kısımları da bakır olan parçalar imal edilebilir. Sağdaki resim, otoinşa teknolojisisinin bu özelliğinin ilk uygulamalarından birisini göstermektedir. Dişleri arızalı olan bir hastanın tomografi verisine bağlı olarak çene kemiği modeli üretilmiştir. Dişlerin kemik içinde kalan kısımlarının da görünebilmesi için inşa sırasında dişler ayrı bir renk ile imal edilmişlerdir. Bu gibi modeller ameliyatı planlamakla sorumlu doktorlar için çok yararlı olmaktadır.
    | Ana Sayfa | Önceki Sayfa | Sonraki Sayfa |
             
         
    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.