3D baskı sürecinin ilk adımı 3D modellemedir. Hassasiyeti maksimum seviyeye çıkarmak ve 3D yazıcıların neyi basmak istediğinizi sihirli bir şekilde tahmin edememesi nedeniyle, tüm nesneler 3D modelleme yazılımlarıyla tasarlanmalıdır. Bazı tasarımlar, geleneksel imalat yöntemleri için çok karmaşık ve detaylı olmaktadır. İşte bu noktada CAD yazılımları devreye girer.

Modelleme, yazıcıların ürünlerini en küçük ayrıntısına kadar özelleştirmelerine olanak sağlar. 3D modelleme yazılımının hassas tasarımlara izin verme yeteneği, 3D baskının birçok endüstride gerçek bir hayat kurtarıcı olarak kabul edilmesinin nedenidir. Bu modelleme yazılımı özellikle diş hekimliği gibi endüstriler için önemlidir, çünkü laboratuvarlar bireylere mükemmel uyum sağlayan protezler ve implantlar tasarlamak için 3D yazılımları kullanmaktadır. Aynı zamanda uzay endüstrisi için de hayati öneme sahiptir, çünkü yazılımı kullanarak roketlerin en karmaşık parçalarını tasarlayabilirler.

Modeli Dilimleme

Bir model oluşturulduktan sonra, onu “dilimleme” zamanı gelir. 3D yazıcılar, insanlar gibi üç boyutlu kavramları kavrayamadıkları için mühendisler, yazıcının nihai ürünü oluşturabilmesi için modeli katmanlara bölmektedir.

Dilimleme yazılımı, bir modelin her katmanının taranmasını içerir ve yazıcıya o katmanı nasıl yeniden oluşturacağını söyler. Dilimleyiciler ayrıca 3D yazıcılara bir modeli “dolduracak” yerleri de belirtir. Bu doldurma işlemi, 3D baskı yapılan nesneye şekil veren ve güçlendiren iç kafes ve sütunlar oluşturur. Model bir kez dilimlendikten sonra, gerçek baskı süreci için 3D yazıcıya gönderilmektedir.

Modelin Baskı Aşaması

3D nesnenin modellemesi ve dilimlenmesi tamamlandığında, 3D yazıcının devreye girme zamanı gelir. Yazıcı, doğrudan 3D baskı sürecinde genellikle geleneksel bir mürekkep püskürtmeli yazıcı gibi hareket eder. Nozül, bir mum veya plastik benzeri polimeri katman katman dağıtarak ileri geri hareket eder. Ayrıca her katmanın kurumasını bekler. Ardından bir sonraki seviyeyi ekler. Temel olarak, üç boyutlu bir nesne oluşturmak için birbirinin üzerine yüzlerce veya binlerce 2D baskı ekler.

Kullanılan Hammaddeler

Bir yazıcının yetenekleriyle bir nesneyi yeniden oluşturmak için kullanabileceği çeşitli farklı malzemeler vardır. İşte bazı örnekler:

Plastik (Polimerler): En yaygın kullanılan 3D baskı malzemelerinden biri plastiktir. Farklı türlerdeki polimerler, örneğin PLA (polilaktik asit) veya ABS (akrilonitril bütadien stiren), çeşitli uygulamalar için kullanılır.

Reçine: Reçine, yüksek detay gerektiren ve pürüzsüz yüzeyler elde etmek isteyen 3D baskı projelerinde sıkça kullanılır. Stereolitografi (SLA) veya Dijital Işın Yapma (DLP) gibi yöntemlerle kullanılan fotopolimerik reçineler, çeşitli renklerde ve özelliklerde bulunabilir.

Metal: Gelişmiş 3D baskı teknolojileri metal malzemelerin kullanımını mümkün kılar. Örneğin, alüminyum, paslanmaz çelik vb. bazlı alaşımlar dayanıklı ve karmaşık metal parçaların üretimi için tercih edilebilir.

Seramik: Seramik malzemeler, 3D baskı ile yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarda kullanılabilir. Porselen, seramik kaplamalar veya seramik yapı parçaları gibi çeşitli seramik malzemeler 3D baskıda kullanılabilir.

Biyomateryaller: Tıp alanında kullanılan 3D baskıda biyomateryaller önemli bir rol oynar. Bu, hücre veya doku mühendisliği uygulamaları için kullanılan biyouyumlu malzemeleri içerir. Örneğin, biyobaskıda hidrojel materyalleri sıkça kullanılır.

Bu sadece bazı örneklerdir ve 3D baskıda kullanılan malzemelerin çeşitliliği sürekli olarak genişlemektedir. Her malzeme, farklı özelliklere, dayanıklılığa ve uygulama alanlarına sahiptir.

3D Baskı Teknikleri

Bir projenin boyutu, detayı ve kapsamına bağlı olarak farklı tiplerde 3D yazıcılar bulunmaktadır. Her bir farklı yazıcı türü, bir nesnenin nasıl basıldığında hafif farklılıklar gösterecektir. İşte bazı 3D yazıcı türleri:

1. Eritilmiş Biriktirme Yöntemi (FDM): Bu, en yaygın kullanılan 3D baskı teknolojileri arasında yerini almaktadır. FDM yazıcılar, bir termoplastik filamentin ısıtılarak ve katman katman birleştirilerek bir nesnenin oluşturulmasını sağlar. Filament, yazıcı tarafından ısıtılan bir nozülden geçmektedir. Ayrıca yazıcı, istenen şekli oluşturmak için filamenti belirli bir yolla hareket ettirir.
2. Stereolitografi (SLA): SLA, fotopolimer reçinelerin kullanıldığı bir 3D baskı teknolojisidir. Bir lazer veya diğer bir ışık kaynağı, sıvı reçineye odaklanmaktadır. Bu ışıkla reçinenin sertleşmesini sağlar. Katman katman birleştirilerek, reçine tabakaları yavaşça sertleşir ve istenen nesne oluşur.
3. Seçici Lazer Birleştirme (SLS): SLS, toz halindeki malzemelerin kullanıldığı bir 3D baskı yöntemidir. Bir lazer, toz malzemeyi belirli bir şekilde sinterlemek (birleştirmek) için kullanılmaktadır.
4. Dijital Işın İşleme (DLP): DLP, fotopolimer reçinelerin kullanıldığı başka bir 3D baskı tekniğidir. Bir projeksiyon sistemi, reçineye odaklanarak katmanları sertleştirir. Bu yöntem, SLA’ya benzer şekilde çalışmaktadır. Ancak bir projeksiyon sistemi kullanarak daha hızlı baskı süreleri sağlar.
5. Elektron Işın Eritme (EBM): EBM, metal 3D baskı için kullanılan bir yöntemdir. Bir elektron ışını, metal tozunu birleştirmek için kullanılır. Bu yöntem, metal nesnelerin üretimi için yüksek sıcaklıklarda çalışır ve daha karmaşık geometrileri gerçekleştirebilmektedir.

Bu sadece bazı 3D yazıcı türlerinin örnekleridir ve 3D baskı teknolojisi sürekli olarak gelişmektedir. Her yazıcının kullanılan malzemelere, baskı süreçlerine ve uygulama alanlarına bağlı olarak avantajları ve dezavantajları bulunmaktadır.