3D baskı teknolojisinin neden giderek güçlendiğini ve eski geleneksel üretim teknolojilerinin yerini aldığını hiç merak ettiniz mi?
Bu dönüşümün nedenlerini sıralamaya çalışırsanız, listenin ilk sırasında kesinlikle kişiselleştirme yer alacaktır. İnsanlar kişiselleştirme arıyorlar. Standardizasyona daha az ilgi duyuyorlar.
İnsanların davranışlarındaki bu değişim ve 3D baskı teknolojisinin kişiselleştirme ihtiyacını karşılayabilme yeteneği sayesinde, geleneksel standartlaştırmaya dayalı üretim teknolojilerinin yerini alabiliyor.
Esneklik, insanların kişiselleştirme arayışının ardındaki gizli bir faktördür. Ve piyasada, kullanıcıların giderek daha esnek parçalar ve fonksiyonel prototipler geliştirmelerini sağlayan esnek 3D baskı malzemelerinin bulunması, bazı kullanıcılar için saf bir mutluluk kaynağıdır.
3D baskı teknolojisinin esnekliğinin takdir edilmesi gereken uygulamalara örnek olarak 3D baskı ile üretilen kıyafetler ve protez kollar verilebilir.
Kauçuk 3D baskı, halen araştırma aşamasında olan ve geliştirilmesi gereken bir alandır. Ancak şu an için kauçuk 3D baskı teknolojisine sahip değiliz; kauçuk tamamen basılabilir hale gelene kadar alternatiflerle idare etmek zorundayız.
Araştırmalara göre, kauçuğa en yakın alternatifler termoplastik elastomerler olarak adlandırılan malzemelerdir. Bu yazıda, dört farklı esnek malzeme türünü ayrıntılı olarak inceleyeceğiz.
Bu esnek 3D baskı malzemeleri TPU, TPC, TPA ve Yumuşak PLA olarak adlandırılır. Öncelikle genel olarak esnek 3D baskı malzemeleri hakkında kısa bir bilgi vereceğiz.
En Esnek Filament Hangisidir?
Bir sonraki 3D baskı projeniz için esnek filamentler seçmek, baskılarınız için farklı olasılıklar dünyasının kapılarını açacaktır.
Esnek filamentinizle yalnızca çeşitli farklı nesneler yazdırmakla kalmaz, aynı zamanda çift veya çok başlıklı ekstrüder içeren bir yazıcınız varsa, bu malzemeyi kullanarak oldukça şaşırtıcı şeyler de yazdırabilirsiniz.
Yazıcınızla özel yapım terlikler, stres topu başlıkları veya basit titreşim sönümleyiciler gibi parçalar ve fonksiyonel prototipler basabilirsiniz.
Eğer Flexi filament'i nesnelerinizi yazdırmanın bir parçası haline getirmeye kararlıysanız, hayallerinizi gerçeğe en yakın hale getirme konusunda mutlaka başarılı olacaksınız.
Günümüzde bu alanda bu kadar çok seçenek varken, bu baskı malzemesinin olmadığı bir dönemde 3D baskı alanında ne kadar zaman geçtiğini hayal etmek zor olurdu.
O zamanlar esnek filamentlerle baskı yapmak kullanıcılar için tam bir baş ağrısıydı. Bu sıkıntının birçok nedeni vardı ve bunların ortak noktası bu malzemelerin çok yumuşak olmasıydı.
Esnek 3D baskı malzemesinin yumuşaklığı, herhangi bir yazıcıyla basılmasını riskli hale getiriyordu; bunun yerine gerçekten güvenilir bir yazıcıya ihtiyaç duyuluyordu.
O dönemdeki yazıcıların çoğu, "iplik etkisi" adı verilen bir sorunla karşı karşıyaydı; yani o zamanlar bir şeyi, herhangi bir sertlik olmadan bir nozül içinden ittiğinizde, bükülür, kıvrılır ve ona karşı direnç gösterirdi.
Herhangi bir kumaş türünü dikmek için iğneden iplik geçirme işlemine aşina olan herkes bu olayı anlayabilir.
İtme etkisi sorununun yanı sıra, TPE gibi daha yumuşak filamentlerin üretimi, özellikle iyi toleranslarla, oldukça zorlu bir işti.
Düşük toleransları dikkate alıp üretime başlarsanız, ürettiğiniz filamentin detaylandırma sorunları, sıkışma ve ekstrüzyon işlemi gibi problemlerle karşılaşma olasılığı yüksektir.
Ancak durum değişti; şu anda, bazıları elastik özelliklere ve farklı yumuşaklık seviyelerine sahip çeşitli yumuşak filamentler mevcut. Yumuşak PLA, TPU ve TPE bunlardan bazı örneklerdir.
Shore Sertliği
Bu, filament üreticilerinin 3D baskı malzemelerinin adının yanında sıkça belirttiği bir kriterdir.
Shore sertliği, her malzemenin girintiye karşı gösterdiği direncin ölçüsü olarak tanımlanır.
Bu ölçek, geçmişte insanların herhangi bir malzemenin sertliğinden bahsederken referans noktaları olmadığı zamanlarda icat edilmiştir.
Dolayısıyla, Shore sertlik birimi icat edilmeden önce, insanlar herhangi bir malzemenin sertliğini açıklamak için sayısal bir değer belirtmek yerine, üzerinde deney yaptıkları deneyimlerini kullanmak zorundaydılar.
Bu ölçek, işlevsel bir prototipin parçasının imalatı için hangi kalıp malzemesinin seçileceği konusunda karar verirken önemli bir faktör haline gelir.
Örneğin, alçıdan ayakta duran balerin kalıbı yapmak için iki kauçuk arasında seçim yapmak istediğinizde, Shore sertliği size 70 A Shore sertliğine sahip bir kauçuğun, 30 A Shore sertliğine sahip bir kauçuğa göre daha az kullanışlı olduğunu söyleyecektir.
Genellikle filamentlerle çalışırken, esnek bir malzemenin önerilen Shore sertliğinin 100A ile 75A arasında değiştiğini bilirsiniz.
Bu durumda, Shore sertliği 100A olan esnek 3D baskı malzemesinin, Shore sertliği 75A olan malzemeye göre daha sert olacağı açıktır.
Esnek Filament Satın Alırken Nelere Dikkat Edilmelidir?
Herhangi bir filament satın alırken, yalnızca esnek filamentler için değil, dikkate alınması gereken çeşitli faktörler vardır.
İşe, sizin için en önemli olan bir merkez noktadan başlamalısınız; bu, işlevsel bir prototipin iyi görünümlü bir parçasının ortaya çıkmasını sağlayacak malzeme kalitesi gibi bir şey olabilir.
O halde tedarik zincirindeki güvenilirliği düşünmelisiniz; yani 3D baskı için bir kez kullandığınız malzemenin sürekli olarak bulunabilir olması gerekir, aksi takdirde sınırlı miktarda bulunan herhangi bir 3D baskı malzemesini kullanmak zorunda kalırsınız.
Bu faktörleri düşündükten sonra, yüksek esneklik ve geniş renk yelpazesini de göz önünde bulundurmalısınız. Çünkü her esnek 3D baskı malzemesi, satın almak istediğiniz renkte bulunmayabilir.
Tüm bu faktörleri göz önünde bulundurduktan sonra, şirketin müşteri hizmetlerini ve fiyatlarını piyasadaki diğer şirketlerle karşılaştırabilirsiniz.
Şimdi esnek bir parça veya fonksiyonel bir prototip yazdırmak için seçebileceğiniz bazı malzemeleri listeleyeceğiz.
Esnek 3D Baskı Malzemeleri Listesi
Aşağıda belirtilen malzemelerin tümü, esnek ve yumuşak olmaları gibi bazı temel özelliklere sahiptir. Bu malzemeler mükemmel yorulma direncine ve iyi elektriksel özelliklere sahiptir.
Olağanüstü titreşim sönümleme ve darbe dayanımına sahiptirler. Kimyasallara ve hava koşullarına karşı dirençlidirler, iyi yırtılma ve aşınma direncine sahiptirler.
Hepsi geri dönüştürülebilir ve iyi bir darbe emme kapasitesine sahiptir.
Esnek 3D baskı malzemeleriyle baskı için yazıcı ön koşulları
Bu malzemelerle yazdırmadan önce yazıcınızda ayarlamanız gereken bazı standart ayarlar vardır.
Yazıcınızın ekstrüder sıcaklık aralığı 210 ile 260 derece Celsius arasında olmalı, yatak sıcaklık aralığı ise yazdırmak istediğiniz malzemenin cam geçiş sıcaklığına bağlı olarak ortam sıcaklığından 110 derece Celsius'a kadar olmalıdır.
Esnek malzemelerle baskı yaparken önerilen baskı hızı, saniyede beş milimetreden otuz milimetreye kadar değişebilir.
3D yazıcınızın ekstrüder sistemi doğrudan tahrikli olmalı ve ürettiğiniz parçaların ve fonksiyonel prototiplerin daha hızlı işlenmesi için bir soğutma fanı kullanmanız önerilir.
Bu malzemelerle baskı yaparken karşılaşılan zorluklar
Elbette, daha önce kullanıcıların karşılaştığı zorluklar göz önüne alındığında, bu malzemelerle baskı yapmadan önce dikkat etmeniz gereken bazı noktalar var.
-Termoplastik elastomerlerin yazıcıların ekstrüderleri tarafından kötü bir şekilde işlendiği bilinmektedir.
-Nem emdikleri için, filament düzgün saklanmazsa baskınızın boyutunun büyümesini bekleyin.
-Termoplastik elastomerler ani hareketlere karşı hassastır, bu nedenle ekstrüderden geçirilirken bükülebilirler.
TPU
TPU, termoplastik poliüretan anlamına gelir. Piyasada çok popülerdir, bu nedenle esnek filamentler satın alırken, diğer filamentlere kıyasla bu malzemeyle daha sık karşılaşma olasılığınız yüksektir.
Piyasada diğer filamentlere göre daha yüksek sertliğe ve daha kolay ekstrüzyona olanak sağlamasıyla ünlüdür.
Bu malzeme yeterli mukavemete ve yüksek dayanıklılığa sahiptir. %600 ila %700 arasında yüksek bir elastikiyet aralığına sahiptir.
Bu malzemenin Shore sertliği 60 A ile 55 D arasında değişmektedir. Mükemmel baskı kalitesine sahiptir ve yarı saydamdır.
Doğasında bulunan yağlara ve greslere karşı kimyasal direnci, bu malzemeyi 3D yazıcılarla kullanım için daha uygun hale getirir. Bu malzemenin aşınma direnci de yüksektir.
TPU ile baskı yaparken yazıcınızın sıcaklığını 210 ile 230 derece Celsius arasında, baskı tablasının sıcaklığını ise ısıtılmamış sıcaklık ile 60 derece Celsius arasında tutmanız önerilir.
Yukarıda belirtildiği gibi, baskı hızı saniyede beş ila otuz milimetre arasında olmalıdır; baskı tablasına yapışması için ise Kapton veya ressam bandı kullanılması tavsiye edilir.
Ekstrüder doğrudan tahrikli olmalı ve en azından bu yazıcının ilk katmanları için soğutma fanı önerilmemektedir.
TPC
Bunlar termoplastik kopolyester anlamına gelir. Kimyasal olarak, uzun veya kısa zincirli glikollerin rastgele uzunlukta alternatif bir dizilimine sahip polieter esterlerdir.
Bu kısmın sert bölümleri kısa zincirli ester birimleri iken, yumuşak bölümleri genellikle alifatik polieterler ve polyester glikollerdir.
Bu esnek 3D baskı malzemesi mühendislik sınıfı bir malzeme olarak kabul edildiğinden, TPU kadar sık görebileceğiniz bir şey değildir.
TPC, %300 ila %350 arasında elastikiyet aralığına sahip düşük yoğunluklu bir malzemedir. Shore sertliği ise 40 ila 72 D arasında değişmektedir.
TPC, kimyasallara karşı iyi direnç, yüksek mukavemet, iyi termal kararlılık ve sıcaklık direnci gösterir.
TPC ile baskı yaparken, sıcaklığı 220 ila 260 derece Celsius aralığında, tabla sıcaklığını 90 ila 110 derece Celsius aralığında ve baskı hızını TPU ile aynı aralıkta tutmanız önerilir.
TPA
Termoplastik Poliamid (TPE) ve Naylonun kimyasal kopolimeri olan bu malzeme, Naylonun pürüzsüz ve parlak dokusu ile TPE'nin esnekliğinin birleşimidir.
Yüksek esneklik ve elastikiyet değerleri %370 ile %497 arasında değişmekte olup, Shore sertliği 75 ile 63 A arasındadır.
Son derece dayanıklıdır ve TPC ile aynı seviyede baskı kalitesi gösterir. İyi ısı direncine ve katman yapışma özelliğine sahiptir.
Bu malzemeyi yazdırırken yazıcının ekstrüder sıcaklığı 220 ila 230 derece Celsius aralığında, baskı tablası sıcaklığı ise 30 ila 60 derece Celsius aralığında olmalıdır.
TPU ve TPC baskılarında önerilen hızda yazıcınızın baskı hızını kullanabilirsiniz.
Yazıcının yatak yapıştırıcısı PVA bazlı olmalı ve ekstrüder sistemi doğrudan tahrikli veya Bowden tipi olabilir.
Yayın tarihi: 10 Temmuz 2023