Ana sayfa
         
     
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 > Toz Bağlama > Isıtarak:


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

    Toz halindeki ham katmanın istenilen noktalarda lazer veya elektron ışını gibi enerji kaynakları ile ısıtılıp eritilerek ve/veya sinterlenerek birbirine kaynaştırılması: 
    Enerji kaynağı olarak lazer kullanıldığında bu teknik genellikle SLS (Selective Laser Sintering, seçmeli lazer sinterlemesi) ismiyle anılır.

    Not: POM, OPTOMEC ve AEROMET firmalarının kullandığı teknolojiler de tozları ısıtıp eriterek yapıştırmasına rağmen, katman inşasının tozları püskürterek gerçekleştirilmesi sebebiyle bu teknolojiler, püskürterek yığma kategorisi altında incelenmiştir.
    Seçmeli Lazer Sinterlemesi, SLS, (Selective Laser Sintering)

    Bu teknikte, ısıtıldığında kaynaşabilen toz halindeki bir inşa hammaddesi (heat fusible powder) ince ve düzgün bir tabaka halinde yayılır. Ardından yüzeydeki seçilen bölgeler lazer ışınıyla taranır. Işının yüzeye çarptığı noktalarda oluşan sıcaklıkla toz malzeme kısmen eriyerek ve/veya sinterlenerek temas halinde olduğu diğer toz taneleri ile kaynaşır. Bu işlemden sonra inşa zarfının tabanında bulunan platform, bir katman kalınlığı kadar aşağı çekilir. Her katmanın inşası için bu işlemler gerektiği kadar (defalarca) tekrarlandıktan sonra, inşa süresince doğal bir destek görevi üstlenmiş olan serbest tozlar fırça veya vakum emici ile manuel olarak temizlenerek üretilen parça(lar) alınır.

    Işının tozları daha az enerjiyle ve daha hızlı kaynaştırabilmesi için inşa yüzeyi harici ısıtıcılarla sıcak tutulur. Ayrıca, metal tozları kullanıldığında kaynaşmayı engelleyici oksitlenme problemini ortadan kaldırmak için ortama oksijeni giderici farklı bir gaz doldurulur.

    İnşa malzemesi olarak plastik, metal veya seramik tozları kullanılabileceği gibi bunların karışımlarından oluşan kompozit tozlar da kullanılabilir. Cam elyaf takviyeli plastik tozları veya üzeri plastik kaplı metal tozları buna verilebilecek örneklerdendir.

    ABD   DTM Corp. (SLS)
    SLS (Selective Laser Sintering/ Seçmeli Lazer Sinterlemesi) teknolojisi ilk olarak Texas Üniversitesi'nden Carl Deckard tarafından bir doktora çalışması olarak geliştirilmiş, 1 Aralık 1987'de, önceleri Nova Automation ismiyle kurulan DTM Corp. tarafından ise 1992 yılında ticari hale getirilmiştir. Eylül 2001 tarihinde DTM firmasını satın almasıyla ise, SLS sistemleri, 3D Systems firmasının ürün yelpazesine dahil olmuştur.
    Yukarıda, Carl R. Deckard'ın 17 Ekim 1986'da başvurduğu ve 5 Eylül 1989'da aldığı "Method and apparatus for producing parts by selective sintering" başlıklı ve 4,863,538 no'lu ilk patentine ait iki resim görülmekte.

    Solda, Sinterstation 2000 modelini izleyen ve Temmuz 1996'da üretilen Sinterstation 2500, sağda ise sonraki modeli Sinterstation 2500 PLUS görülmektedir. SLS cihazlarının 2001'de çıkan son modeli Vanguard ise 3D Systems firması altında incelenmiştir.

    Yukarıda, inşa sonrası destek görevi gören tozların fırça ile temizlenerek, otomobil ayna parçasına ait bir prototipin Sinterstation 2500 cihazından çıkarılışı görülmektedir (ref: www.ktechnik.de)


    DTM SLS tanıtım videosu

    Solda, polyamide tozundan bir seferde tek parça halinde inşa edilmiş, iki plaka arasındaki 6 spiral yaydan oluşan fonksiyonel bir numune görülmektedir.

    DTM firmasının SLS teknolojisi ile "nylon" tozu kullanılarak üretilmiş olan bu motorlu testerenin plastik gövdesi direkt olarak testlerde kullanılabilecek mukavemete sahiptir.

    "Polycarbonate" tozu ile üretilen modeller hassas döküm teknolojisi için de uygundur. Arka planda model, önde ise dökümle elde edilmiş metal parça görülmekte.

    Toplam 3 parçadan oluşan bu anahtar, tek seferde cihaz içinde inşa edilmiş ve hareketli parçaların arasındaki serbest tozlar temizlendikten sonra çalışır duruma gelmiştir!
    DTM Rapid Tool (hızlı kalıp) teknolojisi:
    Kalıp önce, plastik kaplı özel metal tozları (LaserForm ST-100) kullanılarak inşa edilir (lazer ışını, plastik tabakayı eriterek metal tozlarını geçici olarak birbirine yapıştırır). İnşa bitiminde "Green Part" olarak adlandırılan parça özel bir fırında önce ısıtılarak plastik yapıştırıcıdan arındırılır (Debinding Process), ardından parça sıcaklık altında bir süre daha  bekletilerek sinterlenir. Sinterleme sonrasında gözenekli çelik bir kalıp oluşmuştur ve parçanın bu durumu "brown part" olarak adlandırılır. Mukavemeti arttırmak için kalan boşluklara yine fırın içinde erimiş bakır (yeni versiyonda bronz) emdirilir. Pamuğun veya süngerin suyu emdiği gibi gözenekli çelik de bakırı kolayca emer. 2-3 haftada tamamlanabilen bu işlemler sonrasında tam yoğunluğa erişmiş parça (fully dense part) plastik enjeksiyonda kalıp olarak kullanıldığında 100.000 parçaya kadar basabilecek mukavemete sahiptir.

    Sağda, DTM Rapid Tool (hızlı kalıp) teknolojisi ile üretilmiş plastik enjeksiyon kalıpları: Kalıp içindeki bakırın ısı iletimini arttırması sayesinde kalıbın çalışma sırasında soğuması daha kolay olur. Ayrıca kalıp içine inşa sırasında yüzeye paralel şekilde eğimli soğutma kanalları da bırakılabilir.
    ABD   3D Systems Inc., (SLS) | www.3dsystems.com |
    Eylül 2001 tarihinde DTM Corp. firmasını satın almasıyla, SLS sistemleri, 3D Systems firmasının ürün yelpazesine dahil olmuştur.
    3D Systems, Vanguard si2 ve Vanguard si2 HS modellerini sunmaktadır. Bu yeni modelde, DTM'in önceki modellerinde olduğunun aksine döküm kumu kullanma seçeneği bulunmamaktadır (buna sebep olarak döküm maçası imalat uygulamalarının çok kısıtlı olması gösterilmiştir).
    zoom in

    Solda Vanguard, sağda ise cihazın çalışma şekli görülmektedir. Bu resmi daha büyük görmek için üzerini tıklayınız (büyük resim, önceki modellere ait olduğundan, dikkat edileceği üzere inşa odası silindirik bir yapıya sahiptir). Cihazın ortasında yüzeydeki ince toz tabakasının lazerle ısıtılıp eritildiği ve/veya sinterlendiği bir inşa odası (build chamber) vardır. İnşa odasının iki yanında, eksildikçe aşağıdaki bir piston ile seviyesi yükseltilen toz kartuşları bulunmaktadır. İki toz kartuşu arasında gidip gelen bir düzleyici merdane (leveling roller) yardımıyla tozlar inşa yüzeyine ince bir tabaka halinde yayılır ve ardından yukarıda bulunan optik düzenek üzerinden yöneltilen lazer ışını ile katman inşası yapılır. Her katmanın tamamlanmasının ardından, inşa odasının tabanında bulunan bir piston, eklenen katman kalınlığını kompanse etmek için biraz daha aşağı çekilir. Bu işlemler gerekli tüm katmanlar inşa edilinceye kadar tekrarlanır.

    Yukarıda SLS prosesini gösteren bir resim daha görülmektedir (Ref: Materialise Prototyping April 2003). Lazerin daha az bir enerji ile daha kolay ve hızlı bir şekilde yüzeydeki tozları eritebilmesi için kızılötesi radyasyonlu ısıtıcılarla yüzey sürekli ısıtılır ve kızılötesi sensörlerle yüzey sıcaklığı sürekli kontrol edilerek tozların ergime sıcaklığına yaklaşılması engellenir. Bu teknik resimde "radiation heater + atmosphere control" başlığı altında belirtilmiştir.

    Kullanılan inşa malzemesinin plastik veya metal olmasına bağlı olarak 25 veya 100 Watt gücünde CO2 lazer kaynağı kullanan bu cihaz, tabanı 370 x 320mm yüksekliği ise 445mm olan bir inşa zarfına sahiptir. Katman kalınlığı: High Resolution Mode: 0.10 mm, Standart Mode: 0.15 mm

    İnşa malzemeleri:
    Farklı uygulamalar için geliştirilen ve CastFormT PS, DuraFormT PA & GF, LaserFormT ST-100, SOMOS® 201 markalarıyla piyasaya sürülen toz inşa malzemeleri aşağıda açıklanmıştır:
    CastFormT PS, Hassas döküm için mum model imalatında kullanılır. Cihazdan ilk çıktığında %45 yoğunlukta olan modellere kullanım öncesi döküm mumu emdirilmesi gerekir. Bu malzeme bazı küçük farklılıklarla normal döküm mumunda olduğu gibi otoklav, düşük sıcaklıklı fırınlarda veya vakum plaster döküm tekniklerinde kullanılabilir. Alüminyum, magnezyum ve çinko gibi düşük ergime sıcaklıklı metallerin dökümünde başarıyla kullanılan bu malzme, %0.02'den daha düşük kül oranı sayesinde titanyum gibi reaktif metallerin dökümünde de başarıyla kullanılabilir.
    DuraFormT polyamide (PA), Zorlu fonksiyonel testlere dayanabilecek sağlam termoplastik protototiplerin inşasında kullanılır. Bu cihazla esneyerek çalışan menteşeler (living hinge) veya esneyerek klitlenen bağlantı elemanları (snap fit connections) imal edilebilir. Cerrahi aletlerin prototiplerinde de kullanılabilecek bu malzeme, otoklavda sterlize edilmeye müsaittir.
    DuraFormT glass-filled (GF), Önceki malzemeye oranla daha yüksek mukavemete ve elektrik yalıtkanlığına sahip cam takviyeli bu malzemeden üretilen prototipler 100°C sıcaklıkta çalışmaya dayanıklıdır.
    LaserForm ST-100, Rapid Tool (hızlı kalıp) prosesi için geliştirilmiş, üzeri polimer kaplı 420 paslanmaz çelik tozlarından müteşekkildir.

    İlk aşamada plastik tozlarıyla birbirine tutturulan metal tozları daha sonra sinterleme ve kalan gözeneklere bronz emdirme sonrasında P20 çeliği özelliklerine 

    Benzer bir mekanik dayanıma ulaşır ve plastik enjeksiyonda kalıp olarak kullanıldığında 100.000 adete kadar parça basımına dayanabilir. Bu mazleme, mühre ve kalıp üretimi yanında, hassas dökümle elde edilenlerden daha yüksek hassasiyete sahip prototip metal parçalar inşa etmek için de kullanılabilir.
    SOMOS 201: Bir tür termoplastik elastomer olan bu malzeme ile lastik benzeri performansa sahip, karmaşık şekilli prototipler inşa edilebilir.

    İnşa sonrası emdirilebilen poliüretan dolgu malzemesi kullanıldığında ise yüzey kalitesi artar ve basınç altında sızdırmazlık sağlanır. Sağda, Reebok için üretilmiş bir prototip 

    ayakkabı tabanı görülmektedir. Bu yöntemle aynı zamanda poliüretanın rengine bağlı olarak istenilen renkte prototipler elde edilebilir.

    Not: 01-10-2002 tarihli basın açıklamasına göre 3D Systems 2003'ün ilk yarısına kadar bazı yeni malzemeler çıkaracak:
    1- Ateşe karşı dayanıklı yeni bir tür Nylon tozu,
    2- LaserForm ST 100'den daha geliştirilmiş bir çelik tozu,

    3- A6 çelik tozu; (3D Keltool'dan yapılan teknoloji transferi ile bu yeni malzeme elde edilmiştir),
    4- Alüminyum tozu. Bu malzeme Avusturalya'daki "University of Queensland" ve "UniQuest" Üniversitelerindeki ortak çalışmaların sonucunda geliştirilmiştir. Bu malzemeyle Al pres döküm ile imal edilecek parçaların prototipleri direkt olarak SLS ile inşa edilebilecek.

    Işıkla Kür > Tarayarak > 3D Systems/ SLA Serisi
    Harç Yığma > Püskürterek > 3D Systems/ ThermoJet

    Almanya   EOS Gmbh, (EOSINT) | www.eos-gmbh.de |

    1989 yılında, Zeiss (Almanya) firmasında yapılan Ar-Ge çalışmalarının sonucu olarak kurulan EOS Gmbh, 1991 yılında Avrupa'daki ilk SL cihazı üreticisi olmuştur.
    1994 yılında ise plastik tozu sinterleyen, bu kategorideki ilk cihazı olan EOSINT P modelini piyasaya sürmüştür.
    Sonraki gelişmeler tarih sırasıyla aşağıda verilmiştir:
    1995, Dünyadaki ilk direkt metal lazer sinterleme (DMLS, Direct Metal Laser Sintering) cihazı olan EOSINT M 250 modelini piyasaya sürmüştür. Bu model, inşa hammaddesi olarak düşük ergime sıcaklığına sahip bir metal alaşımının tozlarını kullanıyordu. EOS Gmbh aynı yıl dünyadaki ilk döküm kumu sinterleyen EOS S 700 modelini de piyasaya sürmüştür. Bu cihaz, direkt olarak metal döküm kalıbı ve/veya maçasını DCP (Direct Croning Process) ticari ismiyle anılan teknikle inşa etmektedir.
    1997, STEREOS serisi ürünleriyle bir süre 3D Systems'in Avrupa'daki en büyük rakibi olan EOS Gmbh, uzun süren patent davaları sonucunda bu cihazların üretimini durdurmuş ve patent haklarını 3D Systems'e devretmiştir. Yapılan anlaşmayla, 3D Systems ise seçmeli sinterleme (SLS) konusunda almış olduğu bazı patent haklarını EOS'a (EOSINT cihazlarında kullanılmak üzere) devretmiştir.
    1998, Dünyadaki ilk çelik tozunu direkt olarak sinterleyebilen EOSINT M Xtended modelini piyasaya sürmüştür.
    1999, EOSINT P modelinden daha yüksek hıza ve büyük inşa zarfına sahip EOSINT P 360 modelini üretmiştir.
    EOS, 2000 yılında, Dünya'daki ilk çift lazerli plastik tozu sinterleme cihazı olan EOSINT P 700 modelini piyasaya sürmüştür.
    2001 yılında 3D Systems'in EOS'un en büyük rakibi DTM firmasını satın almasıyla EOS ve 3D Systems tekrar birbirlerine rakip konuma gelmişlerdir.
    EOS, Şubat 2002'de EOSINT P 360'dan %30 daha hızlı olan ve dış görünümü P 360 ile aynı olan P 380 modeli piyasaya sürdü.


    Video: EOSINT P

    Aşağıda güncel EOSINT modelleri görülmektedir:

    P 380
    Plastik sinterleme
    EOSINT P 700 Plastik sinterleme (çift lazerli)
    M 250 Xtended
    Metal sinterleme
    S 700 Döküm kumu sinterleme (çift lazerli)

    EOSINT P 380: İnşa zarfı: 340 x 340 x 620 mm. Lazer gücü ve tipi: 50W CO2. Kullanılan Malzemeler: Hassas döküm modelleri için polystyrene, fonksiyonel prototipler için polyamide ve glass-filled polyamide. İnşa hızı (malzemeye bağlı): 10-25mm yükseklik/saat. Katman kalınlığı (malzemeye bağlı): 0.1-0.2mm.
    EOSINT P 700: İnşa zarfı: 700 x 380 x 580 mm. Lazer gücü ve tipi: 2 adet 50W CO2. Kullanılan Malzemeler: Hassas döküm modelleri için polystyrene, fonksiyonel prototipler için polyamide. İnşa hızı (malzemeye bağlı): 10-25mm yükseklik/saat. Katman kalınlığı (malzemeye bağlı): 0.1-0.2mm.

    EOSINT M 250 Xtended: İnşa zarfı: 250 x 250 x 185 mm. Lazer gücü ve tipi: 200W CO2. DMLS prosesinde kullanılan Malzemeler: DirectToolTM (Direkt Kalıp) inşası için DirectSteelTM 50-V1 (çelik tozu), DirectMetalTM 100-V3 (lastik vulkanizasyon kalıpları için düşük ergime sıcaklıklı metal alaşım tozu) ve DirectMetalTM 50-V2 (yüksek sıcaklıktaki epoksi reçine emdirilebilen ve termoplastik enjeksiyon kalıplarında kullanılabilecek düşük ergime sıcaklıklı metal alaşım). İnşa hızı (malzemeye bağlı): 2-15mm3/saniye. Katman kalınlığı (malzemeye bağlı): 0.05-0.1mm. DirectToolTM

    EOSINT S 700: İnşa zarfı: 720 x 380 x 400 mm. Lazer gücü ve tipi: 2 adet 50W CO2. Kullanılan Malzeme: Reçine kaplı döküm kumu. İnşa hızı (malzemeye bağlı): en fazla 1 Litre/saat. Katman kalınlığı (malzemeye bağlı): 0.2mm.

    Cihazın işleyiş mekanizması:
    EOSINT cihazları DTM'de olduğu gibi bir merdane ile tozları yaymak yerine bir huni ile yukarıdan tozları dökerek aynı işlemi yapar:
    1- Lazer
    2- Işın genişleticisi
    3- Tarayıcı
    4- Mercekler,
    5- Toz kaplayıcı
    6- İnşa kabı
    7- Gevşek toz veya kum
    8- Platform
    9- İnşa edilen parça
    10- Toz/kum haznesi
    Parça, aşağıda sırasıyla gösterilen 4 işlemin tekrarlanmasıyla inşa edilir:
    1- Lazer taramasıyla katmandaki tozlar ısıyla birleştirilir.
    2- Platform bir katman kalınlığı kadar aşağı çekilir.
    3- Yüzeye yeni bir tabaka toz yayılır.
    4- Hazneden kaplayıcıya toz takviyesi yapılır



    EOSINT M DirectTool tanıtım videosu

    Uygulama örnekleri: (resimleri daha büyük görmek için üzerlerini tıklayınız)

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    1- EOSINT P 700 cihazında PA 2200 malzemesiyle tek parça halinde inşa edilmiş fonksiyonel otomobil merkez konsolu. (Hofmann Modelbau, Almanya)
    2- EOSINT M 250 Xtended cihazında DirectMetal 50-V2 malzemesiyle direkt olarak inşa edilmiş, bir tahrik motoru kutusuna ait tam fonksiyonel metal prototip. Seri imalatta pres metal döküm ile imal edilmek üzere tasarlanmış bu parça Alman IMIG firması için yapılmıştır.
    3-  EOSINT M 250 Xtended cihazında DirectSteel 50-V1 malzemesiyle çelik tozlarından direkt olarak inşa edilmiş dişli kasnak prototipi: Seri imalatta toz metal sinterleme (PM) tekniğiyle imal edilmek üzere Volvo Car Corp. (İsveç) tarafından tasarlanmış bu parça, Rapid Product Innovations (Finlandiya) firması tarafından test sürüşleri için 1 günde tamamlanmıştır.
    4- EOSINT tarafından inşa edilmiş bir plastik enjeksiyon kalıbı mühresi. EOS firması rakiplerinden farklı olarak, düşük ergime sıcaklığına sahip metal alaşım tozu kullanır. Bu sayede DTM'de olduğu gibi ayrıca fırında ikinci bir sinterlemeye ihtiyaç kalmaz. Ama bakır emdirme tekniği burada da uygulanır.
    5- EOSINT M 250 kullanılarak DirectTool metodu ile inşa edilmiş metal kalıp ve bununla üretilmiş bir plastik "direksiyon kolonu elektrik konnektörü". Malzeme: DirectMetal 50-V2. Italyan PIDA firması için yapılan bu prototip enjeksiyon kalıbına %30 cam takviyeli PA malzme basılmış ve projede %50 zaman tasarrufu sağlanmıştır.
    6- EOSINT S 700 ile inşa edilen "DirectCast" döküm kalıbı ve maçaları kullanılarak kum dökümle alüminyum alaşımından (AlSi9Cu3, 226) üretilmiş, 24 valfli bir otomobil motoruna ait V6 silindir kafası. İnşa malzemesi olarak Lasercron döküm kumu kullanılan bu çalışma, VAW Südalumin ve CAD-CAM Becker isimli Alman firmaları tarafından 3 haftada tamamlanmıştır.
    Not: Döküm kumu üzerine kaplanmış olan reçine lazer ışının sıcaklığı ile eritildikten sonra yeterli mukavemette yapışma sağlanamadığı için, inşa sonrası kalıbın bir süre bir fırında pişirilmesi gerekir.

     

    Işıkla Kür > Tarayarak > EOS GmbH

    Almanya   SLM Solutions GmbH (SLM) | www.stage.slm-solutions.com |

    SLM (Selective Laser Melting / Seçmeli Lazerli Eritme) teknolojisi orijinal olarak Almanya'da Fraunhofer Institute (www.fhg.de) isimli bir araştırma merkezi tarafından geliştirilmiş ve F&S GmbH (www.fockeleundschwarze.de) tarafından ticari hale getirilmiştir. Fockele & Schwarze firması iki fizikçi olan Dr. Matthias Fockele ve Dr. Dieter Schwarze tarafından 1990'da kurulmuştur. 1992 yılında kurdukları F&S Stereolithographietechnik GmbH ise 1994'de ilk ticari ürüne sahip olmuştur.
    Haziran 2002 tarihinde yapılan bir anlaşmayla ise tüm SLM cihazlarının satış, pazarlama ve teknik desteği MCP-HEK GmbH tarafından yapılmaya başlanmıştır.

    MCP-HEK, sonraki yıllarda MTT Group bünyesine katılmıştır.

    2011 yılında MTT Technologies GmbH, SLM Solutions GmbH ismini almıştır.

    Çeşitli metal veya seramik tozlarını direkt olarak %100'e yakın yoğunlukta sinterleyebilen MCP-RealizerSLM modeli otoinşa cihazı şu teknik özelliklere sahiptir:
    Lazer: 100W ve 0.03mm spot çapına infrared (IR) Katman kalınlığı: 0.05mm
    İnşa hızı: 5cm3 çelik tozu/saat
    İnşa zarfı:
    250x250x240 mm
    Yüzey Pürüzlülüğü: 10-30µm
    İnşa malzemeleri: Çinko, bronz, paslanmaz çelik, kalıp çeliği, titanyum, krom-kobalt, silikon karbit, alüminyum oksit tozları ve MCP'ye ait düşük ergime sıcaklığına sahip özel alaşımlar.

    Genellikle direkt metal kalıp veya prototip parça imalatında kullanılabilen bu sistemle yapılan bazı uygulamalar aşağıda görülmektedir:
    Solda, metal tozlarıyla SLM cihazında inşa edilmiş 3 kW kapasiteli bir eşanjör görülmektedir. Kanallar 1 x 2.5 mm kesite ve 30 mm boya sahiptir. Sağda, içinde soğutma kanalları bırakılarak inşa edilmiş metal bir kalıp parçasının 3D CAD resmi, kendisi ve kesiti alınmış hali görülmektedir. zoom inzoom in

    Fransa   Phenix Systems | www.phenix-systems.com |
    PHENIX 900 cihazı 250mm çapında ve 300mm yüksekliğinde bir inşa zarfına sahiptir. Herhangi bir bağlayıcı gerektirmeden her türlü seramik ve metal tozunu sinterleyebilen bu sistemde, ek işlemler öncesinde +/-50 µm hassasiyette ve 10-15 MPa dayanımda (seramik tozu ile) parçalar elde edilebilir. İnşa sonrası ayrıca uygulanabilecek ek sinterleme ve infiltrasyon (kalan gözeneklere erimiş metal gibi farklı bir malzeme emdirme) sırasında büzülmeden dolayı hassasiyet biraz düşer ama mukavemet ise önemli ölçüde arttırılır.

    Solda, PHENIX 900 cihazı görülmektedir. Sağda, cihazın parçaları açıklanmıştır:
    1- Lazer (40 W Diode-pumped Nd: YAG)

    2- Katman hazırlama ve inşa sistemi

    3- Fırın bölgesi (900 °C'ye varan sıcaklık ve kontrollü atmosfer) Lazerin tozları daha az enerjiyle ve daha hızlı kaynaştırabilmesi için inşa yüzeyi kullanılan tozun sinterlenme sıcaklığına yakın bir sıcaklıkta tutulur.

    4- Silindirik parça inşa odası Ø 250 mm - H 300 mm
    5- Toz besleme tankı

    6- Kontrol ve kumanda ünitesi

    İnşa hızı 1 ile 10 mm3/s arasında
    Üretim hasassiyeti: class 9-10

    Phenix 900 Şubat 2002'den itibaren ticari hale gelmiştir.

    İsveç   Arcam AB (EBM) | www.arcam.com|

    Bu teknikte, diğerlerinden farklı olarak, katmanı oluşturmak için yaklaşık 0.1mm kalınlığında serilen metal tozları, lazer yerine elektron ışını ile eritilerek kaynaştırılır. Arcam tarafından EBM (Electron Beam Melting / Elektron Işınıyla Eritme) olarak adlandırılan bu yöntemde, oksitlenmeyi önlemek ve elektron ışınının absorbe olmasını engellemek için inşa odası vakum altında bırakılmıştır. TV/ CRT katot ışını tüplerinde olduğu gibi elektron ışını istenilen noktaya yönlendirilir. Elektronların hızı ışık hızının yarısı civarındadır...


    Solda, 3D CAD verisi, ortada, katmanlar halinde elektron ışınıyla inşa yöntemi, sağda ise bu yöntemle inşa edilmiş metal parça görülmekte.

    Bu konudaki ilk çalışmalar 1993 yılında Ralf Larson* adındaki İsveçli araştırmacının elektrik iletkeni tozların elektron ışını ile eritilerek kaynaştırılması konusunda 1993 yılında aldığı patentle başlamış, daha sonraları 1995'de Gothenburg'da, Chalmers Teknoloji Üniveristesi'nde ortak çalışmalarla devam etmiştir. Ardından bu teknolojiyi ticari hale getirmek için 1997'de Arcam AB firmasının kurulmuştur. Solda, geliştirme safhasında olan EBM cihazının bir fotoğrafı görülmektedir. Arcam, teknoloji geliştirme çalışmalarını 1998 sonrasında Ericsson Radio Access, Volvo Car Corporation, Caran Modeller & Prototyper AB gibi stratejik ortaklarıyla birlikte yürütülmüştür.

    EBM S-12 (daha büyük resim için tıklayınız)EBM teknolojisinin 2001 yılında ticari olması beklenmekteydi fakat oluşan gecikme sonrasında solda görülen EBM S-12 modeli ilk defa 19.11.2002 tarihinde duyurulabildi. 4-7 Aralık tarihlerinde Euromold 2002 fuarında ilk defa sergilenen bu sistemin teknik özellikleri aşağıda verilmiştir:
    İnşa zarfı: 200 x 200 x 160 mm
    Katman kalınlığı: 0.05-0.2 mm (malzemeye bağlı)
    Hassasiyet: +/-0.4 mm
    Eritme hızı: 0.3-0.5 m/s (malzemeye bağlı)

    Elektron tabancası 3 silindirik üniteden müteşekkildir; Alt ünite, suyla soğutulan bir tabandan ve ışını odaklaştıran bir mercek sisteminden oluşur. Orta ünitede anod, üst ünitede ise yüksek voltajla çalışan bir katot ve kontrol elektrodu bulunmaktadır.


    *
    Ralf Larson aynı zamanda Sparx AB ve Speed Part AB firmalarının da kurucusudur.

    İsveç   Speed Part AB (SMS) |www.sintermask.com |

    Speedpart 2000 yılında kurulmuş, daha sonra ürünü ticari hale getirmek için Sintermask Technologies AB isimli yeni bir şirket kurularak tüm patent hakları bu yeni firmaya devredilmiştir.

    Şirketin ilk ticari otoinşa cihazı Pollux 32 özellikleri aşağıda verilmiştr;

    İnşa tekniği: SMS (Selective Mask Sintering)
    İnşa hızı: 10-20 saniye/katman (saatte 20-35 mm yükseklik)
    İnşa zarfı: 210 mm x 300 mm x 500 mm
    Çözünürlük: 0,05-0,120 mm (Z yönünde)
    Malzeme: Cam elyaf takviyeli polyamid

    Speed Part bünyesindeki ilk Ar-Ge çalışmaları:

    Plastik tozları için geliştirilen bu teknoloji, benzerlerinin aksine, lazer veya elektron ışınıyla noktasal olarak sinterleme yapmak yerine daha düşük kurulum ve işletme maliyetiyle daha yüksek üretim hızı potansiyeline sahip SMS (Selective Mask Sintering) / "Maskeyle Seçmeli Sinterleme" tekniğini kullanmaktadır. Bu sistem, birçok patent ve firma sahibi İsveçli mucit Ralf Larson* tarafından geliştirilmiştir.

    Yukarıda solda, SMS sisteminin çalışma prensibi, sağda ise yapım aşamasındaki bir cihaz görülmektedir
    IR-Lamps: Kızılötesi (IR, Infra Red) ampüller, IR maske inşa yüzeyine yerleştikten sonra kısa bir süre yanarak ince bir katman tozun eriyerek birbirlerine kaynaşmasını sağlar.
    Printed Mask: Fotokopi makinelerinde ve lazer yazıcılarda kullanılan "electrophotography" yöntemiyle beyaz toner kullanılarak yazılmış maske (bu tür bir maske otoinşa cihazlarında ilk defa Cubital tarafından kullanılmıştı). Maske, inşa yüzeyine çok yakın olabilmesi için cam plakanın alt yüzünde oluştutulur, bu sayede yukarıdan gelen kızılötesi ışımanın saçılması engellenir. Işımayı kolay yansıtması için beyaz renkli maske kullanılmaktadır (resimde görülebilmesi için gri renkli gösterilmiştir). Maske camı her katman inşa edildikten sonra dışarı çekilerek önceki maskeye ait tozlar bir kanatçıkla silindikten sonra üzerine yeni maske bir merdaneden aktarılır.
    Melted Surface: Maskeden geçen ışınların enerjisi ile inşa yüzeyindeki eritilmiş bölge kırmızı renki gösterilmiştir.
    Powder Building Tank: Kullanılan inşa tozlarının bulunduğu inşa tankı. Erimeyen tozlar destek işlevi görür.

    Yukarıdaki çizimde gösterilmemiş olan ve inşa odasının hemen yanında bulunan bir tankta ise ham toz depolanmıştır. Tankın altında bir piston her tabaka inşa edildikten sonra ham tozları bir miktar yukarı kaldırır ve maskeyle birlikte hareket eden bir kanatçık tozları inşa bölgesindeki yüzeye yayar.

    Aralık 2012 itibariyle firma web sitesinde yer alan proses şeması ise aşağıdaki gibidir;


    *Ralf Larson
    , 1991'de kurduğu Sparx AB firması bünyesinde tabaka yığma prensibine göre çalışan HotPlot isimli ilk otoinşa cihazını geliştirmiş fakat 1995'de bu firmanın faaliyetlerini ve HotPlot satışlarını durdurmuştu. Ardından ısıtarak toz bağlama prensibine göre çalışan otoinşa cihazları üzerine araştırma yapmaya başlayan Larson,
    böylece tozları elektron ışınıyla eritme teknolojisine dayalı otoinşa cihazları geliştiren Arcam AB firmasının da kurucularından olmuştur. (Larson ve kurucusu olduğu şirketler hakkında www.swedecopter.se adresinden ayrıntılı bilgi alınabilir)

    Almanya   Concept Laser GmbH, LaserCUSING | www.concept-laser.de|
    Concept Laser GmbH, 2000 yılında Frank Herzog tarafından Lichtenfels şehrinde kurulmuştur. SLS teknolojisini inceleyen ve geliştiren Herzog ve ekibi, 40 yıllık geçmişe sahip Hofmann Group'un desteğini alarak birçok yenilik içeren M3 cihazını ortaya çıkartmıştır. İlk üretilen cihazlar test amaçlı olarak Hofmann Group'ta çalıştırılmaktadır. LaserCUSING markası, "Concept" ve "Fusing" kelimelerinin birleşimiyle oluşturulmuştur.
    M3 linear
    M3 linear / LaserCUSING ünitesi
    İnşa zarfı: 250 x 250 x 250 mm
    Minimum katman kalınlığı: 0,02mm

    Yukarıda, solda görülen M3 linear (ilk ticari ismi Concept M3 idi) cihazı, değiştirilebilir alt üniteleri sayesinde tek lazer sistemi ile LaserCUSING, lazer markalama, lazerle 3D oyma olarak 3 farklı iş yapabilir. Yukarıda sağda, LaserCUSING ünitesi ayrı olarak gösterilmiştir. Bu ünite paslanmaz çelik ve sıcak iş kalıp çeliği (Hot work tool steel) gibi metallerin tozlarını asal gazlı bir atmosfer altında direkt olarak %100 yoğunlukta sinterleyebilir.

    Firmanın patentine sahip olduğu ve geliştirilmesi süren "combined processing" yöntemi sayesinde, her katmanın oluşturulmasının ardından üst veya yan yüzeyler lazerle oyularak yüksek yüzey kalitesine ulaşılabilmektedir.

    Sağda görülen M1 cusing modeli cihaz ise 2005 yılında ticari hale gelmiştir ve sadece metal tozu sinterleme için geliştirilmiştir.

    M1 cusing teknik özellikleri:

    • İnşa zarfı: 120 x 120 x 200 mm
    • Katman kalınlığı: 0,02 - 0,08 mm
    • Lazer: Diode Pumped Solid State Laser
    • Lazer gücü: 100W
    Sağda, LaserCUSING ünitesi kullanılarak inşa edilmiş metal parçalardan iki örnek görülmektedir. Özel geliştirilmiş bir ışın tarama veya pozlama stratejisi (exposure strategy) sayesinde büyük metal parçalar deformasyon olmadan inşa edilebilir. Değişken çaplı lazer sayesinde büyük alanlar hızla taranabildiği gibi lazer çapı küçültüldüğünde ince detaylar ve keskin köşeler de inşa edilebilir..

    Aşağıda, kalıp yüzeyiyle uyumlu geometriye sahip soğutma kanallarıya (conformal cooling) birlikte inşa edilmiş kalıp mührelerine (insert) ait örnekler görülmektedir. Kanalların görülebilmesi için inşa sonrasında parçaların kesiti alınmıştır:

    Boyut: 50 x 58 x 96 mm
    Malzeme: CL 50 WS
    (sıcak iş kalıp çeliği - Hot work tool steel)
    Sertlik: 54 HRC
    Üretim süresi: 33 saat

    Boyut: 52 x 40 x 55 mm
    Malzeme: CL 50 WS
    (sıcak iş kalıp çeliği - Hot work tool steel)
    Sertlik: 54 HRC
    Üretim süresi: 29 saat


    Not:
    Daha fazla bilgi için;
    Röportaj > LaserCUSING ile Kalıp İmalatı:
    Mehmet Cenk Sinirlioğlu, CONCEPT Laser GmbH, Ocak 2006, İstanbul

    Almanya   TRUMPF, (LF - Laserforming) | www.trumpf.com |

    Almanya'nın en eski ve güçlü lazer kesim tezgahları üreticilerinden biri olan TRUMPF, 2003 Euromold Fuar'ında otoinşa prensibini kullanan iki ürününü sergilemiştir. Bunlardan biri, ABD tabanlı POM ile işbirliği sonucu ürettiği DMD (Direct Metal Deposition, Direkt Metal Yığılması) tekniğini kullanan DMD 505 modeli otoinşa cihazıdır. Diğeri ise Harç yığma yerine toz bağlama tekniğini kullanan LF - Laserforming cihazıdır.

    TRUMPF Laserforming, SLS prensibine benzer bir yöntemdir. Yalnız daha ileri bir otomasyon sağlanmıştır. Sağda, TrumaForm LF 130 otoinşa cihazı görülmekedir.

    Büyük bir oda ısıtılıp inert gaz ortamında tutulacağı yerde sadece inşa odası kadar bir bölge korunur. İnşa işlemi bittikten donra basınçlı hava ile destek malzemesi görevi yapan metal tozları odadan uzaklaştırılır (aşağıda)

    Laserforming ile soğutma kanallı şekilde inşa edilmiş kalıplar
    | 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.