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 |

    Otoinşa Teknolojileri > Harç Yığma > Sıvayarak:

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

    Sıvı veya macun kıvamında olan yapı malzemesinin bir memeden sıkma yöntemiyle (extrusion) çıkarılıp gerekli noktalara sıvanması. Bu, kremanın bir tüpten sıkılarak pasta üzerine kabartma şekiller oluşturulmasına benzetilebilir. 

    ABD   Stratasys Inc., (FDM) | www.stratasys.com |
    1988 yılında, küçük çocuğunun renkli oyun hamurlarıyla oynamasından aldığı ilhamla geliştirdiği FDM teknolojisini sanayide uygulamak için Scott Crump tarafından kurulan Stratasys firması, 1991 yılında ilk ticari cihazını üretmiştir. 


    Solda, Crump tarafından alınan ilk patentin bir çizimi görülmektedir. 9 Haziran 1992 tarihli, 5,121,329 no'lu ve "Apparatus and method for creating three-dimensional objects" başlıklı bu patent için Crump, 30 Ekim 1989 tarihinde başvurusunu yapmıştır.
    Sağda: Stratasys/FDM (Fused Deposition Modeling - Eriyik Yığarak Modelleme) tekniğinde, ince uçlu bir memeden erimiş plastik malzeme sıkılıp (extrusion) yüzeye ince bir tabaka halinde sıvanarak katmanlar oluşturulur. Katman oluşturulduktan sonra tabla, katman kalınlığı kadar aşağı iner ve bir sonraki katmanın inşasına başlanır.
    İnşa hammadesi, makaraya sarılmış olarak ince plastik tel halinde cihaza beslenir. Bir dizi kontrollü tahrik düzeneği ile memeye beslenen tel, memeye ulaştığında sıcaklıkla eritilerek sıvılaştırılır. Bu yöntemde, hassas döküm mumu ve polyamidin yanısıra ABS gibi erime sıcaklığı yüksek mühendislik plastikleri de rahatlıkla inşa malzemesi olarak kullanılabilir.

    Destek Yapıları:
    İlk FDM modellerinde inşa ve destek amacıyla aynı malzeme kullanılıyor ve inşa sonrası bu yapı manuel olarak kırılarak alınıyordu. Sonraki modellere ise farklı bir destek malzemesi kullanabilmek amacıyla ikinci bir meme ilave edilerek daha kolay ayırma işlemi için iki farklı malzeme geliştirilmiştir (sağda en alttaki resim):
    1- BASS
    (Break Away Support System, Kolay kırılabilir destek sistemi): Bu destek mazlemesi, inşa sonrasında manuel olarak kolayca ayrılabilecek bir kimyasal yapıya sahiptir (inşa malzemesine kuvvetli yapışmaz).

    2- "Water Works" isimli bir destek malzemesi, su tabanlı bir sıvı içinde bir süre bekletilip çözülerek (manuel olarak ulaşılması zor veya imkansız) dar aralıklardan kolayca çıkarılabilir. Ayrışmanın daha kolay ve hızlı olması için çözme işlemi ultrasonik titreşimli bir tankın içinde yapılır. Bu sayede, çok parçalı ve haraketli mekanizmalar da dahil birçok karmaşık parçanın imalatı mümkün olabilmektedir. Örnek için aşağıdaki 12 dişliden oluşan mekanizma resmine bakınız.



    Video: Bir uçak modelinin FDM cihazında inşası; 1 dakika 39s

     

    Modeller:

    Prodigy Plus:
    Prodigy, Temmuz 2000'de Piyasaya sürülmüştür. FDM teknolojisi ve ABS inşa mazlemesi kullanır. Ofis ortamında konsept modelleme pazarını hedefler.
    İnşa zarfı: 203 x 203 x 305 mm,
    İhtiyaca göre İnşa sırasında 3 farklı katman kalınlığı seçilebilir: 0.178 (Fine/hassas), 0.245 mm (Standart ), 0.33 mm (Draft/kaba)
    Destek Yapısı: . BASS (Break Away Support System) ile farklı bir malzemden manuel olarak kırılarak kolay ayrılabilir destek kullanılır.
    7 Mart 2002 tarihinde Prodigy Plus modeli piyasaya sürülmüştür. Bu model, WaterWorks isimli suda eriyebilen destek mazlemesi kullanır. Önceki model Prodigy ise artık üretimden kalkmıştır.


    FDM 3000:
    2000 yılında piyasada olan
    bu cihaz şu özelliklere sahiptir.
    İnşa zarfı: 254 x 254 x 406 mm
    İnşa hassasiyeti: ± .127 mm
    İnşa malzemeleri: ABS (Beyaz), ABSi, hassas döküm mumu, elastomer
    Yol genişliği: 0.250 - 0.965 mm (yazılım ile seçilebilir)
    Katman kalınlığı: 0.178 - 0.356 mm (yazılım ile seçilebilir)
    Destek yapısı: WaterWorks veya BASS (yazılım ile seçilebilir)


    FDM Maxum:
    Önceki sistemlerden %50 daha hızlıdır.
    İnşa zarfı: 600 x 500 x 600 mm
    İnşa hassasiyeti (127mm boya kadar): ± .127 mm
    İnşa hassasiyeti (127mm den büyük parçalar için): ± .0015 mm/mm
    İnşa malzemesi: ABS (Beyaz)
    Yol genişliği: 0.305 - 0.965 mm (yazılım ile seçilebilir)
    Katman kalınlığı: 0.127* - 0.250 mm (yazılım ile seçilebilir)
    Destek yapısı: WaterWorks
    *1 Mart 2002'da yapılan bir duyuru ile, Fuji Photo Film Co., Ltd., Tokyo ile 11 aylık yürütülen ortak bir çalışma sonrasında FDM Maxum.T modellerinde ABS malzeme kullanımı sırasındaki üretim hassasiyetinin arttırıldığı belirtilmiştir. Buna göre artık minimum katman kalınlığı 0.178 yerine 0.127mm olarak üretilebilecek ve bu sayede 0.508mm'lik detaya sahip küçük prototipler başarıyla üretilebilecektir. Fuji Photo Film Co., Ltd., FDM Maxum kullanarak küçük boyutlu cep fotoğraf makinesi prototip üretimini daha hassas yapma ihtiyacı üzerine bu teknolojiyi geliştirmiştir. Nisan 2002'den itibaren daha önce üretilmiş Maxum cihazlarına da bu teknoloji "upgrade" olarak eklenmeye başlanacaktır.

    FDM Titan:
    İnşa zarfı: 355 x 406 x 406 mm
    İnşa hassasiyeti (127mm boya kadar): ± .127 mm
    İnşa hassasiyeti (127mm den büyük parçalar için): ± .0015 mm/mm
    İnşa malzemeleri: ABS*, Polycarbonate, Polyphenylsulfone
    Katman kalınlığı: 0.25 mm
    *Stratasys 9 Ocak 2002'de FDM Titan modellerinde yapılacak bir terfi (upgrade) ile PC (Polikarbonat, polycarbonate) malzemeye ek olarak artık ABS de kullanılabileceğini duyurmuştur.

    FDM VantageT:
    İnşa zarfı: 355.6 x 254 x 254 mm
    İnşa malzemeleri: ABS, Polycarbonate (PC)
    Katman kalınlığı: 0.178-0.254 mm (PC), 0.254 mm (ABS)
    Destek yapısı: WaterWorks

    23 Haziran 2003 tarihinde duyurulan bu cihaz FDM Titan ile aynı plaformu kullanmaktadır:

    Aşağıdaki tabloda, 2004 yılı başında daha yüksek hız, hassasiyet ve inşa kapasitesine sahip olarak üretilen yeni Vantage modellerine ait teknik bilgi karşılaştırmalı olarak verilmiştir:

    Vantage i Vantage s Vantage se
    İnşa zarfı 355 x 254 x 254 mm 355 x 254 x 254 mm 406 x 355 x 406 mm
    İnşa malzemesi ABS veya Polycarbonate (PC)
    Katman kalınlığı ABS: 0.127 mm, 0.178 mm, 0.254 mm
    Polycarbonate (PC): 0.178 mm, 0.254 mm
    Hassasiyet

     

    127 mm boya kadar olan modeller +/- 0.127 mm hassasiyetle üretilebilir. 127mm'den daha büyük boyutlar için hassasiyet +/- 0.0381 mm/mm'dir
    Destek malzemesi ABS için WaterWorks, Polycarbonate için BASS breakaway

     

    Dimension 3D Printer:
    Dimension
    Stratasys, 19 Şubat 2002 tarihinde, FDM teknolojisi kullanan Prodigy'nin yeni bir versiyonunu Dimension 3D Printer markası altında piyasaya sürdü. Bununla birlikte ucuz ve küçük, ofis uyumlu konsept modelleme hedefli Genisys modeli piyasadan çekildi. 29.900USD fiyatla üretildiği tarih itibarıyla benzerlerinin en ucuzu olan Dimension 3D Printer, 0.254mm ile 0.33mm arasında değiştirilebilen kalınlıklardaki katmanları 0.3mm çapında bir memeden ABS plastik malzemeyi sıvayarak inşa ediyor. Destekleme için ikinci bir malzeme kullanan bu cihazla inşa sonrasında destekler manuel olarak kırılarak daha kolay temizleniyor (BASS). 203 x 203 x 305 mm ölçülerinde bir inşa zarfına sahip bu cihaz hakkında detaylı bilgiye www.dimensionprinting.com adresinden ulaşılabilir. Dimension 3D Printer, 1995 yılında 35.000USD fiyattan piyasaya sürülerek zamanının en ucuz makinesi olan BPM ile benzer bir pazarı hedeflemektedir.


    Önceki Modeller:
    İlk üretilen model FDM 1600 idi. Mart 1996'da piyasaya sürülen FDM 1650 ise FDM 1600'de 3 kat daha hızlıydı.

    FDM 8000Mart 1996'da FDM 8000 ve Genisys Xs modeleri de piyasaya sürülmüştür. Sağda görülen FDM 8000, 457 x 457 x 609 mm inşa zarfına sahipti ve BASS destek yapısıyla ABS inşa malzemesini kullanıyordu. FDM 1600'e kıyasla 6 kat hıza sahip FDM 8000 aynı zamanda 0.250 - 0.965 mm arasında ayarlı yol genişliğine ve 0.178 - 0.356 mm aralığında seçilebilen katman kalınlığına sahipti.

    12 Mart 1997'de FDM 2000 modeli piyasaya sürülmüştür. FDM 2000 şu özellikler sahiptir: İnşa zafı: 254 x 254 x 254 mm, Hassasiyet: ± 0.127mm, İnşa malzemeleri: ABS ve hassas döküm mumu.

    2002 itibarı ile FDM 1600, FDM 1650, FDM 2000 serisi yerine FDM 3000 geçmiştir. FDM 8000 ve Genisy Xs modelleri ise üretimden kalkmıştır.


    FDM QuantumFDM Quantum: MagnaDrive (TM) markalı lineer tahrik teknolojisi ilk defa Ocak 1998'de piyasaya sürülen FDM Quantum modelinde kullanılmıştır. Stratasys tarafından patentli bu teknikte ekstrüsyon kafası x-y eksenlerinde sadece manyetik kuvvetlerle hareket ettrilir; herhangi bir elektrik motoru ve eksen klavuzları veya ray kullanılmaz. Bu sayede önceki sistemlere kıyasla 2.5-5 kat arasında daha yüksek inşa hızına ulaşılmıştır. Bu model 600 x 500 x 600mm inşa zarfına sahipti. 2001 yılında FDM Quantum geliştirilerek (upgrade) FDM Maxum modeli üretilmiştir.

    Genisys Xs, masaüstü 3D yazıcı:

    Solda
    görülen masaüstü (desktop) boyutlarındaki Genisys Xs cihazı polyester malzemeden kavramsal (conceptual) model imalatı için tasarlanmıştır. Mart 1996 tarihinde, en ucuz olmayı hedefleyerek 55.000USD fiyattan piyasaya sürülen, inşa malzemesi olarak polyester kullanan, 305x203x203mm ebadında inşa zarfına ve ± 0.356mm inşa hassasiyetine sahip bu cihaz, orijinal olarak IBM firmasının geliştirdiği ve sonra Stratasys firmasına sattığı patentli bir teknolojiye dayanmaktadır. Bu teknolojinin çalışma prensibi orijinal FDM ile çok benzerlik göstermektedir; Destekleme için aynı inşa malzemesi kullanılır, yalnız inşa hammaddesi tel olarak değil, blok olarak yüklenir ve eritilerek sıvama memesine bir hortum ve pompa ile iletilir. Bu sayede tel haline getirilemeyecek kadar yumuşak (çukulata gibi) hammaddeler de kullanılabilir. Sağda, bu cihazla inşa edilmiş çeşitli modeller görülmektedir.
    Genisys Xs Şubat 2002 yılında, benzer pazarı hedefleyen Dimension modelinin piyasaya çıkmasıyla birlikte üretimden kaldırılmıştır.

    Uygulama Örnekleri:
    Solda: Çeşitli parçalar. Ortada: Ergonomi testleri için inşa edilmiş bir sandalye, bir insanın yükünü kaldırabilecek kadar mukavimdir. Sağda: FDM Teknolojisi ile hassas döküm mumu (wax) kullanılarak üretilmiş ince cidarlı bir şişe. Böyle bir şişenin talaşlı imalatla tek parça halinde imal edilmesi imkansızdır.

    Solda, FDM Titan ile üretilmiş bir elektrikli el testeresi prototipi,

    Sağda ise FDM Maxum ile inşa edilmiş bir taşıt diferansiyel gövdesi modeli görülmektedir.



    Sağda: Daha önceki sayfalarda Cubital tarafından üretilmiş modeli gösterilen bu dişli mekanizması, WaterWorks teknolojisi sayesinde yıllar sonra Stratasys tarafından da üretilebilmiştir.

    Solda: Öndeki çelik plastik enjeksiyon kalıbı, arkadaki mum numune kullanılarak hassas dökümle imal edilmiştir. Mum model ise FDM ile inşa edilmiştir. Sağda: FDM Maxum ile inşa edilmiş fonksiyonel bir bisiklet prototipi.

    Malzeme araştırmaları:
    Bu seramik parçalar FDM teknolojisi yardımı ile imal edilmiştir. Sıkma sırasında kullanılan polimere seramik tozu yüklenmiş ve parça daha sonra fırında yüksek sıcaklıkta sinterlenerek tam yoğunluğa ulaşmıştır. Fırınlama sırasında geçici yapıştırma amacıyla kullanılan polimer buharlaşmıştır. Seramik veya metal tozu karıştırılmış malzemelerin FDM tekniğine uyarlanması konusunda dünyanın çeşitli üniversite va araştırma kurumlarında çalışmalara devam edilmektedir.
    Almanya  Envisiontec GmbH, (Bioplotter) | www.envisiontec.de |

    Bilgisayar destekli doku mühendisliği konusunda çözümler sunan Bioplotter (biyolojik-çizici) 1999 yılında Freiburg Materials Research Centre (Freiburg Malzeme Araştırma Merkezi) tarafından bulunmuştur.
    Bu yöntemde bir şırınga içine konan inşa malzemesi 80 mikron kadar dar olabilen bir iğne ile inşa yüzeyine enjekte edilir.
    Bu teknolojinin diğer bütün otoinşa teknolojilerine kıyasla önemli bir farkı, destek malzemesi olarak sıvı bir ortam kullanmasıdır. Ortam sıvısı, kullanılan inşa malzemesi ile aynı özgül kütleye sahip olacak şekilde seçilmiştir. Bu sayede enjekte edilen inşa malzemesi üzerindeki yerçekimi kuvveti, ortamdaki sıvının kaldırma kuvveti ile dengelenir. Bu özellik, doku mühendisliği uygulamalarını kolaylaştırmaktadır.
    İnşa malzemesinin sertleşmesi soğuma, sıvıdan katıya faz değiştirme, ısınma veya kimyasal reaksiyonla olabilir.
    burun proteziİnşa malzemesi olarak termoplastik polimerler, reaktif reçineler (silikon reçine gibi), fibrin ve jelatin içeren hidrojeller kullanılabilir. Sağda, Bioplotter ile inşa edilmiş bir burun parçası görülmektedir. Bu model gözenekli 3D bir dokuma (örgü) yapısındadır ve aradaki boşluklar ve malzemenin biyolojik uygunluğu sayesinde uygun ortamda içerisinde hücre büyümesi sağlanır...
    Laminar akım teknolojisi ve kullanılan UV ampüller ile steril bir ortamda inşa gerçekleştirilebilir. Bu sayede canlı hücreler de  inşa malzemesinin içinde beraber kullanılabilir (fibrin gibi).
    İnşa sırasında şırınga kartuşu 230°C, inşa platformu ise 100°C sıcaklıkta muhafaza edilir.
    İnşa edilecek parçanın CAD verisine bağlı makine ve proses kontrlolü özel bir 2½D CAD/CAM programı ile yapılmaktadır.

    Haziran 2003'de ilk sistem satışı gerçekleşmiştir. Biri Feiburg Üniv.'sinde olmak üzere iki sistem araştırma amacıyla endüstride kullanılmaktadır. 2-3 araştırma merkezi daha 2003'ün 3. çeyreğinde modifiye edilmiş bir Bioplotter versiyonu kullanmaya başlayacaklardır.

    Medikal Uygulamalar > Suni Doku İmalatı > Bioplotter
    Işıkla Kür > Maskeleyerek > Envisiontec GmbH

    | 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.