Yazan: Özkan HİZAROĞLU
Eklemeli imalat yöntemleri, üretim proseslerinin ele alınışı, hazırlık aşamaları, hammadde kullanım usulü, tasarım esaslı üretim süreçleri bakımından düşünüldüğünde geleneksel imalat yöntemlerine kıyasla esnek ve verimli bir yol izlemektedir. Talaşlı imalat, karışık geometrilere sahip malzemelerin üretiminde uygulama zorluğu yaratmaktadır. Bu sebep ile eklemeli imalat yöntemleri; 3B yazıcılar hızlı hedeflenen modellerin temel üretim yapısı oluşturulmadan ve karışık yüzeylerdeki üretim marifeti açısından tercih edilmektedir.
Hızlı prototipleme(RP), eklemeli imalat(AD) teknolojisi kullanarak fiziksel nesnelerin otomatik olarak oluşturulmasıdır. Hızlı prototipleme için ilk teknikler 1980'lerin sonlarında kullanıma girdikten sonra modeller ve prototip parçaları üretmek için kullanıldı. Eklemeli imalat yöntemleri günümüzde çok daha geniş bir uygulama yelpazesinde kullanılmaktadır. Maliyet ve zaman açısından düşünüldüğünde, yüksek üretim kalitesine sahip parçaları seri imalata göre daha küçük sayılarda üretmek için eklemeli imalat yöntemleri uygun bir seçenek olmaktadır. Hızlı prototiplendirme, otomotiv, havacılık, tıbbi ve tüketici ürünleri endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır[1]. Ürünü veya bileşenlerini üretmek için ham malzemeyi çıkaran geleneksel talaş kaldırma imalatın aksine, eklemeli imalatı katmanlar halinde nesneler oluşturur ve zımpara dikişleri veya dijital model hatası ile ilişkili yüzey düzensizlikleri gibi daha az post proses gerektirir[2]. Sanal bir 3B model, katmanlı bir şekilde çeşitli geometrilere sahip nesnelerin imalatına olanak tanıyan, hızla büyüyen bir teknoloji olan 3B baskı kullanarak fiziksel bir 3B modeline dönüştürülebilir[23].Toneri kağıtlara yapıştıran standart iki boyutlu yazıcıların aksine, 3B yazıcılar, toz haline getirilmiş bir alt tabakanın bir katmanını sererek, sertleştirmek için onu ısıtarak ve daha sonra süreci yineleyerek katman katmanıyla nesne oluşturur.
Hızlı prototipleme teknolojileri, yeni ürünlerin hazırlık zamanını ve geliştirme maliyetini azaltmak için yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bununla birlikte, geliştirilmiş RP teknolojilerinin çoğu, büyük bir yapı süresi, destek parçaları ve ilave proses sonrası işlem gibi çalışma prensiplerinden dolayı dezavantajlı özelliklere sahiptir [3].
Çoğu RP sisteminin çalışma prensibi, dikey kesilmiş ince tabaka (0.1-0.5 mm) ile ham maddenin art arda eklenmesidir. Düşey kenarlı katmanlar merdiven basamakları olan parçalara neden olur. Yapım süresi çoğunlukla katman sayısına veya katmanın kalınlığına bağlıdır. Yapım süresinin kısaltılması için daha kalın bir tabaka kullanıldığında, merdiven kademelerinin yüzey doğruluğuna etkisi tabaka kalınlığının arttırılmasıyla büyük ölçüde artırılır. [3]. Charles "Chuck" Hull, 1980'lerin ortasında, belirli şekil, renk ve yüzey dokuları ile mor ötesi ışıkla sertleşen akrilik nesneler (ışıkla sertleştirilmiş fotopolimer) üretmek için ilk 3 Boyutlu baskı teknolojisini, stereolitografiyi geliştirdi[2]. Stereoligotografi (SL) 'nin piyasaya sunulmasından bu yana, Füzyonlu Depozisyon Modellendirme (FDM), Seçici Lazer Sinterleme (SLS), Laminalı Nesne Üretimi (LOM), Mürekkep Püskürtmeli Modelleme Teknolojisi (SPI), MJM), 3D Baskı (3DP), Çok Jet Modelleme de dahil olmak üzere 20 veya daha fazla RP teknolojisi geliştirildi [3].
Proses Yaklaşımı
Eklemeli imalat(AD), dijital tasarım ve üretim veri ayar sonrası işleme, uygun baskı malzemeleri ve yazıcı ayarlarının seçilmesi, üretim (baskı) ve bazı durumlarda sonlandırma (yumuşatma veya zımparalama gibi) olmak üzere birkaç adım içerir. Burada adı geçen görüntü veri ayarlamları, dosyaların STL veya başka bir 3 boyutlu baskı uyumlu formatta hazırlanması anlamına gelir ve bunlar daha sonra üretim için 3 boyutlu baskı ekipmanlarına iletilir.
Proses aşamaları, eklemeli imalatta kullanılan tüm hızlı prototipleme yöntemlerinde benzerlik göstermektedir. Bu yöntemleri aşağıda birkaç maddede toplanmıştır.
Tasarımın bir CAD modeli oluşturulur. Bu model bir CAD programı ile tasarım çalışması neticesinde olacağı gibi CMM, BT, MR ve diğer görüntü tarama ve oluşturma cizahları ile gerçekleştirilebilir. Bu işlem tüm RP oluşturma teknikleri için aynıdır. MicroCAD ve AutoCAD (Mirocad Software) gibi 3 boyutlu bilgisayar destekli tasarım (CAD) ve üretim (CAM) yazılım programları, 1980'lerin ortalarında yaygın bir şekilde kullanılmaya başlandı ve mühendislerce çabucak benimsendi. Bu yazılım programları, Chuck Hull tarafından oluşturulan standart mozaik dili (STL) dosya biçimini kullandı ve dosyalar kullanıcılar arasında kolaylıkla paylaşılmasına izin verildi. CAD yazılımı, bir nesneyi sanal katmanlara modellemek ve dilimlemek için geometrilerin kütüphanelerini veya yeni oluşturulan şekilleri kullanır. STL, CAD Systems 3D stereolitografi yazılımlarının yerleşik bir dosya biçimidir. Bu dosya biçimi, hızlı prototiplemeyi gerçekleştirmekte ve bilgisayar tarafından desteklenen bir imalatla geniş ölçekte kullanılan birçok yazılım tarafından kullanılmaktadır[4]. Sanal katmanlar 3 boyutlu bir yazıcıya girdiklerinde üretim talimatları gibi davranırlar[2].
Tipik bir eklemeli imalat (AD) sirecinin aşamaları aşağıda maddeler halinde verilmiştir.
· İlk aşamada, CAD modeli STL formatına çevrilmekte ve modelin üzerinde gerekli reviyonlar yapılmaktadır. Çeşitli CAD paketleri için farklı nesneler temsil algoritmaları kullanmaktadır. Tutarlılığı sağlamak için, hızlı prototip endüstrisinin standardı olarak STL (stereolithography, ilk RP tekniği) biçimi alınır. İkinci adım, bu nedenle CAD dosyasını STL formatına dönüştürmektir. Büyük, karmaşık dosyalar ön işleme ve kurmaya daha fazla zaman gerektirir, bu nedenle tasarımcı, kullanışlı bir STL dosyası oluşturmak için yönetilebilirlik ile doğruluğun dengelenmesi gerekir. Stl biçimi ortak kullanım dili olduğundan, bu işlem tüm HP oluşturma teknikleri için aynıdır[1].
STL en sık kullanılan 3 boyutlu yazdırma dosyası olarak kullanılmasına rağmen, alternatif eklemeli imalat dosya biçimleri çokgen (.PLY), nesne (.OBJ) ve sanal gerçeklik modelleme dilllerini de (.VRML) içerir. Bu formatlar, görüntüleme veri kümelerini kullanarak nesne boyutlarının ve yüzey konturlarının tarama sonrasında işlemine izin verir. Eklemeli imalat formatı (.AMF) adı verilen 3 boyutlu bir baskı dosya formatı geliştirilmekte olup yüzey dokularının ve ince yüzey kontürasyonunun yanı sıra iç tasarım ayrıntıları ve mekanik özellikler üzerinde daha fazla denetime izin vermektedir[2].
· Yapı yönlendirmesi, çeşitli nedenlerle önemlidir. Bu nedenlerden birincisi, hızlı prototiplerin özellikleri bir koordinat yönünden diğerine değişmesidir. Buna ek olarak, parça yönlendirme modeli oluşturmak için gereken süreyi kısmen belirler. Ön işleme yazılımı STL modelini yapım tekniğine bağlı olarak 0,01 mm'den 0,7 mm kalınlığa kadar çeşitli katmanlara böler. 3 boyutlu yazıcı sürücüsü yazılımındaki STL ya da başka bir 3 boyutlu yazdırma dosyası formatındaki dijital modeller yazdırma talimatlarını eklemeli imalat ekipmanına, aktarılır. CAD sonrası işleme öncelikle yumuşatma ve düzeltme işlemlerini içerir. Pürüzsüzleştirme işlemi diye tanımlanan bu işlem, istenmeyen yüzeydeki düzensizlikleri dijital modelden ve dolayısıyla fiziksel 3 Boyutlu baskılı modelden kaldırır. Kırpma, dijital modelden istenmeyen anatomileri ortadan kaldırarak, yazdırma için ilgilenilen bölgelerin veya özelliklerin izole edildiği modellerin tasarımını sağlar[2].
· Modeli bir temel üzerine yerleştirilir ve imalat aşamasına geçilir. Sonraki adım, parçanın gerçek yapımıdır. Bu aşamada seçilen hızlı protipleme makinesi farklı materyaller kullanarak katman katman modeli örer.
· Son adım, post-proses işlemidir. Bu proses, prototipin makineden çıkarılması ve desteklerin çıkarılıp ürünün temizlenmesini kapsamaktadır. Bazı ışığa duyarlı malzemeler, kullanımdan önce tamamen kürlenmelidir. Prototipler ayrıca küçük temizleme ve yüzey işlemi gerektirebilir. Proses sonrasında yapılan zımpara, mühürleme veya boyama işlemleri modeli görünümünü ve dayanıklılığını artırmaktadır. [1].
Hızlı prototipleme yöntemlerinin sektöriyel ve şahsi kullanım açısından kabul görmesi, aşağıdaki parametrelere bağlı olarak değişmektedir.
· Kullanım kolaylığı
· Ham madde tedarik kolaylığı
· Ham madde maliyeti
· Uygulamaya yönelik ham madde çeşitliliği
· Üretim hızı
· Post proses süreçleri
· Talep-ürün kalitesi ilişkisi
· Yazılım desteği
· Makine maliyeti
Bu sayılan parametrelere bağlı kalınarak, eklemeli imalatta en çok talep edilen hızlı prototipleme yöntemleri aşağıda sırasıyla detaylı bir şekilde açıklanmıştır.
Toz yatağı füzyonu-Powder Bed Fusion
Toz tabakalı füzyon (PBF), metalik toz yatağında parçacıkları eritmek için lazer kullanan en yaygın metal eklemeli imalat işlemlerinden biridir[5]. Elektron demeti PBF (E-ışını PBF) durumunda veya lazer esaslı PBF (L-PBF) bir lazer veya bir elektron demetini, 3D geometriyi oluşturmak için yayılmış tozun bir önceki tabakalar üzerinde eritilmesi için kullanılır[5]. Toz yatağı füzyonu (PBF), yüksek enerjili bir lazer ışını kullanarak bir toz yatağının bölgelerini tarayarak her tabaka üzerinde kesitsel geometriyi seçerek eriten ve birleştiren ve bu sayede bilgisayar modellerinden üç boyutlu parçaların doğrudan üretilmesini sağlar[6]. Tozun her 2-B katmanı kaynaştırıldıktan sonra, yatak bir tabaka derinliği ile kademeli olarak indirilir, böylece toz yatağının bir sonraki katmanı önceden kaynatılan tabakaların üzerine kaynaştırılabilir. Gelişmekte olan üç boyutlu basılı nesne içinde termodinamiği yönetmek zor olabilir ve bazen ısı emici veya ısı transfer destekleri kullanılmalıdır. Yapısal destek çubukları ve iskeleleri genelde gereksizdir çünkü ortaya çıkan yapı, kaynaşmamış baskı malzemesinin destekleyici bir yatağı içine oturur, ancak bazen çözgüleri önlemek için tespit destekleri veya dirsekler gereklidir[2].
Toz yatağı füzyon sistemleri, önceden ısıtılmış tozları sıvılaştırmadan eritmek veya katılaştırmak için güçlü lazerlerden veya elektron ışınlarından gelen ısıyı kullanır. Yüksek bir tarama hızı, malzeme ve lazer ışını arasındaki etkileşimin kısa olmasına neden olur; bu daralan eritme havuzu pürüzlü yüzeylere neden olurken, tarama hızının düşürülmesi aşırı ısıtma ve buharlaşmaya neden olur. Çok yüksek bir tarama hızı, serbest silindirik eritme havuzu geometrisine bağlı olarak dengesiz damlacık oluşumuna neden olur. Çok düşük bir tarama hızı, bükme etkisi nedeniyle bozulma ve düzensizliklere neden olur[6]. Bu sebep ile PBF'de, toz metal malzemelerin lazerle işlenmesinin daha iyi anlaşılabilmesi için lazer özellikleri, proses parametreleri ve malzeme özellikleri birlikte incelenmelidir. Lazer özellikleri, maksimum güç, dalga boyu, ışın noktası çapı (veya boyut) ve ışın enerjisi dağılımı gibi lazer ekipmanı için benzersizdir ve genellikle son kullanıcı tarafından değiştirilemez [6].
L-PBF'de, toz materyal dolu parçalar elde etmek amacıyla tamamen eritilir ve katılaşır. Geleneksel bir L-PBF kurulumu tipik olarak yüksek güçlü bir lazer kaynağı gerektirir (Şekil 1). [6].
Şekil 1. Tipik bir Lazer Toz Yatağı Füzyonu(L-PBF)
Toz yatağı füzyonuyla yapılan mamuller, malzeme ekstrüzyon yazıcılarıyla üretilenlerden daha güçlü olma eğilimindedir.
Toz yatağı füzyonunun diğer üretim tekniklerine göre bir takım avantajları bulunmaktadır. Bunları sıralayacak olursak: karışık yapı ve tasarıma sahip ürünler için imalatta yüksek esneklik sağlar. Talaşlı imalat yöntemlerinde ihtiyaç olunan donanımlara (takım, tezgah, ek yüzey işlem makinaları vb) gerek duymaz. Yüksek dayanımlı süper alaşımlar dahil olmak üzere geniş malzeme seçimine sahiptir. Termoplastik, seramik, titanyum veya diğer metal, naylon veya cam tozları, tabaka bazında, istenilen şekillere kaynaştırılır. Bu avantajlar, aynı istasyonda farklı geometrilerin imalat ürünleri arasında hızlı geçişi sağlar.
PBF'de gösterildiği gibi lazer gücü (P), tarama hızı (vs), kapak mesafesi (h), şerit genişliği (w) ve katman kalınlığı (s) gibi modifiye edilebilen bir dizi işleme parametresi bulunur(Şekil 2).
Şekil 2. PBF proses parametreleri
PBF ‘de Sınırlandırma Durumları
Eklemeli imalat yönteminden elde edilen malzemelerin yorulma davranışı, mikro yapısından ve en önemlisi gözeneklilikten etkilenmektedir[8]. Sonuç olarak, bir PBF yöntemi olan SLM'de mekanik bir basınç olmadığından, homojen ve tam malzeme yoğunluğuna sahip yüksek kaliteli parçalar üretmek zordur [9]. Tarama hızı, lazer gücü ve kapak mesafesi gibi işlem parametreleri gözeneklilik gibi doğal kusurların miktarı ve yoğunluğu üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Bununla birlikte, L-PBF'nin birkaç önemli dezavantajı vardır. Bunlar, lazer ısıtma işlemi, hızlı ısıtma süreleri ve tahmin edilemeyen soğuma süreleri ile bilinir; bunlarda, yerelleştirilmiş artık stres, homojen olmayan ve anizotropik mikroyapı ve malzeme özellikleri ile gaz gözenekleri oluşmasına neden olur ve genellikle azalan malzeme yoğunluğuna ve mukavemet, sertlik, tokluk ve yorulma direnci gibi mekanik özelliklere yol açan mikro yapıda boşluklardır[6]. L-PBF proseslerinde uygun mikro-yapısal homojenliğe sahip tam yoğun kompozit materyallerin üretilmesine yönelik ana engeller, gaz sıkışması, parçacık boşluğu ve ara yüzey mikro çatlaklardır. Lazer tarama parametrelerini ayarlayarak, gaz sıkışması azaltılabilir (Dai ve Gu, 2014) ve parçacık agregasyonu engellenebilir (Gu ve diğerleri, 2014)[10].
Tablo 1. Toz Yatağı Füzyonunda(PBF) kullanılan ham maddeler
Birkaç 3 boyutlu baskı teknolojisi, toz yatağı füzyonu şemsiyesi altına girmektedir. Seçici lazer sinterleme ve seçici ısı sinterleme gibi bazı teknolojiler termoplastik tozları kullanır; diğerleri toz metal kullanır. Bu materyaller Tablo 1 de verilmiştir[2].
Vatfotopolimerizasyonu-Vat Photopolymerization/ Stereo Lithography Apparatus (SLA)
Vat fotopolimerizasyonu veya dijital ışık işleme olarak bilinir SLA en yaygın sıvı bazlı eklemeli imalat proseslerinden biridir ve SLA'nın temel avantajları tüm diğer teknikler arasında yüksek çözünürlüklü ve mükemmel yüzey kaplamalı parçalar üretmektedir[11]. İşlem, nesnenin katmanlarını oluşturmak için ultraviyole bir lazer ışını vasıtasıyla katılaştırılan foto-iyileştirilebilir sıvı reçineyi kullanır. Reçine, bir haznede bulunur, bu haznenin büyüklüğü makinenin maksimum yapı hacmini belirler. Nesne, tabandan başlayarak katman tarafından oluşturulur. Yapım doğruluğu, reçine özellikleri, yapı tarzı, katman kalınlığı ve nesne yönelimi gibi birçok faktörden etkilenir [12].
Esasen, dijital bir tasarımın ardışık 2-B katmanları bir ultraviyole (UV) lazer kullanılarak bir sıvı fotopolimerizasyonu içinde katılaşır. UV ışığı, her tabakayı, sıvı yüzeyindeki parçalı dijital tasarımdan kürleyerek kıvamına alır. Oluşturma platformu, her kesişen kesitin tamamlanmasından sonra
her ardışık 2-B katmanını bir önceki katmana birleştiren bir kat aşağı iner veya yükselir. Katman kalınlıkları 0,05 mm'den 0,15 mm'ye kadar değişir. Yöntem, sıvı UV'ye duyarlı fotopolimer reçinelerini, mumları ve seramikleri baskı malzemesi olarak kullanabilir[2].
Ürün finiş prosesi çözücü bir yıkama işlemini kapsar ki bu işlemde fazla malzeme uzaklaştırılmış olur, daha sonra bir UV fırını içerisinde nesne kürlenir[2].
SLA, eklemeli imalat uygulamaları içinde kapsamlı bir disiplin aralığında genişlemeye devam ediyor; Örneğin, medikal ve diş endüstrisinde kullanım, son 11 yılda eklemeli imalat sektöründe dünyanın üçüncü büyük hizmet sektörü (% 15,1) olmaya devam etmektedir[13]. SLA genellikle kişisel diş implantları ve işitme cihazı üretimi için kullanılmaktadır.
Katman tabanlı eklemeli imalat süreçleri, üç boyutlu (3D) CAD modellerine (ör. STL dosyaları) dayalı olarak doğrudan fiziksel nesneler oluşturabilir. SLA, en yaygın kullanılan AM süreçlerinden biridir. SLA sürecinde, bir 3B CAD modeli önce bir 2D katman kümesine dilimlenir. 2D katmanlar daha sonra, lazer ışınının takım yolunu kontrol etmek için bilgisayar tarafından işlenir, böylece parçalar, sıvı reçineyi katı olarak katı bir şekilde sertleştirmek suretiyle imal edilirler. SLA sürecinde iki tür fotopolimer sistem olan akrilat kimyası ve katyonik fotopolimerizasyon kullanılmaktadır [14]. Akrilat kimyası serbest radikal bir mekanizma ile polimerize olurken, katiyonik fotopolimerizasyon katyonik foto başlatıcıların varlığında halka açma reaksiyonlarına maruz kalır[15].
Bir örnek SLA proses şeması Şekil 3'de gösterilmektedir. STL dosyaları hatasız ve eksiksiz olduktan sonra SLA sisteminin iş istasyonu yazılımına yüklenir. Daha sonra SLA makinesi, halka modellerini ve kalıpları STL dosyalarından oluşturur[16].
Şekil 3. SLA proses şeması
Süreçleri inceleyecek olursak, CAD modeli STL formatına dönüştürülür. Sonra ki hazırlık sürecinde modelin doğrulaması ve onarımı program marifeti ile gerçekleştirilir. Parça oryantasyonu model desteklerinin tasarımı ve oluşturulması gerçekleştirilir ve hazırlık süreci tamamlanmış olunur. Model dilimleri oluşturulur ve üretim evresi hazırlanmış olur. Mamul üretimi gerçekleştirilir. Son olarak üretim sonrası kürleme ve temizleme gibi bitiş işlemleri gerçekleştirilir.
Bir örnek çalışmada, SLA bir kalıp prototipi oluşturmak için kullanılmış ve bu gerçekleştirilen prosesler sonucunda silikon kauçuk kalıbının inşası için mastar olarak kullanılmaya hazır hale getirilmiştir. Halkalı kalıp, balmumu modellerini üreterek ergimiş balmumu enjekte etmek için hazırlanmıştır. Bu çalışmada, halka prototipleri ve halka kalıpları Stereolithography Apparatus (SLA) işlemi ile oluşturulmuştur. SLA modellerinin genel kalitelerinin umut verici olduğu bulunmuştur. SLA modellerine ve kalıplara bazı ilave sonlandırma proseslerinin uygulanması gereklidir. Uygun parça yönlendirmesinin bir sonucu olarak, sadece büzülme azalır, aynı zamanda parça uygun yapı yönüne yerleştirilirse yüzey pürüzlülüğü en aza indirilir[16].
SLA ‘de Sınırlandırma Durumları
Örnek uygulamada görülen büzülme problemi genel anlamda SLA’nın olumsuz bir yönü olarak bilinmektedir. Enjeksiyon kalıplama ve dökme gibi diğer üretim işlemlerinde olduğu gibi, SLA işleminde sıvı reçinenin katılaşması ile daralmaya uğrar. Sıvı reçine, belirli enerjiden sonra ultraviyole (UV) ışığa maruz kaldığında, fotopolimerizasyon işlemi, küçük monomerlerin büyük polimer moleküllerine bağlanacağı şekilde gerçekleşmektedir[15]. Böyle bir işlem hacimsel küçülmeye ve sıcaklığın artmasına neden olacaktır. Bununla birlikte, iyileştirilmiş katmanların destekleri veya daha önce yapılmış katmanlar tarafından sınırlandırıldığını unutulmamalıdır. Dolayısıyla, yapı parçasında kalıntı gerilme birikir ve tüm destekler çıkarıldıktan sonra kıvrılma bozulmasına neden olur [17].
SLA ‘de Gelişmeler
Sıvı kristal ekran ve DMD gibi dijital cihazlar bir bölgenin enerji girdisini dinamik olarak kontrol etme özelliğini sağlar. Bu gibi cihazların yeni eklemeli imalat işlemlerini geliştirmede kullanılması önemli bir yön olarak kabul edilmiştir. Maske-görüntü-projeksiyon tabanlı stereolitografi (MIP-SL) sürecinin temel fikri, parça katmanlarını iyileştirmek için bir maske görüntüsü seti kullanmaktır(Şekil 4) [18].
Şekil 4. Maske-görüntü-projeksiyon tabanlı stereolitografi (MIP-SL) şematik görünümü
Laminalı Nesne İmalatı-Laminated Object Manufacturing
İlk LOM imalat sistemi 1991'de Helisys şirketi tarafından geliştirildi. LOM'da, parçayı oluşturan tabakaların elde edilmesi, bir kesme elemanı (kızılötesi lazer, elmaslı nokta bıçağı, vb.) kullanılarak bir katı madde tabakasından (kağıt, polivinil) kesilerek yapılmaktadır. (Şekil 5)[4].
Şekil 5. Laminalı Nesne İmalatı (LOM) tasarım-üretim proses şeması
Lamine Nesne Üretimi (LOM) tekniği, bir bağlama maddesi ile kaplanmış veya şekillendirilmiş malzemenin her katmanı arasında tutkal birikimi ile şekillendirilmiş kâğıt, metal veya plastik tabakalarının kesintisiz katmanlanmasını içerir[12]. LOM tekniğinde, prototip, dilimlenmiş CAD modelinin verilen sırasını oluşturmak suretiyle katmanlı oluşturulur. Bitirme işlemi, aşırı miktarda malzemenin çıkarılmasını, zımparalanmasını ve sızdırmazlık maddelerinin veya mumun uygulanmasını içerir. Her sayfanın konturları bir lazer veya bıçakla kesilir. LOM işlemi sırasında fazla malzeme, bir sonraki sayfa için bir destek yapısı olarak yapı içinde bırakılmıştır. İstifleme, birleştirme ve kesme prosedürleri kompleks katı oluşana kadar tekrarlanır. Bu teknik için hammaddeler, diğer 3-B baskı cihazlarında kullanılan polimerlerden veya metal tozlarından daha ucuzdur, ancak gerekli bitim adımları nedeniyle daha yavaştır[2]. Son olarak, aşırı malzeme, küp ayırma denilen parçadan manuel olarak çıkarılmalıdır. Bu işlem adımı, parçaların geometrik karmaşıklığına bağlı olarak zaman alıcı ve emek gerektiren bir işlemdir[19].
LOM tarafından üretilen seramik parçalar örneğin bilek, kalça veya diş implantları gibi tıbbi uygulamalar için kullanılır. Seramik modelleri, insan parçalarını bilgisayar tomografisi ile tarayarak doğrudan oluşturulmaktadır[19].
Şekil 6’da tipik bir LOM düzeneği görülmektedir. Katman materyali rulo halindedir ve her bir katman oluşturma sonrasında hareketli platform dikey eksende doğrusal hareket etmekte ve malzeme rulosunun yeni bir katman sermesine imkan vermektedir.
Şekil 6. Tipik bir LOM düzeneği
Her malzeme tabakası önceki düzlemin üstünde biriktirilir. Ardından, parçanın kesit profili bir lazer veya bıçakla kesilir. Izgara deseni aynı zamanda tabaka içinde küpler oluşturmak üzere kesilir. Bunun amacı proses sonrasında fazla malzemenin kolay bir şekilde uzaklaştırılması içindir. Fazla malzeme, bir sonraki tabaka için bir destek yapısı olarak yapı taşı içinde bırakılmıştır. Sonunda katmanlar bir blok halinde istiflenir ve parça blokun içine gömülür[20].
Bir noktadan noktaya örme yöntemi ile yapı oluşturma tekniğine göre katman biriktirme yönteminin bir takım avantajları vardır. Dolum işlemi yapılmadığı için geniş parça imal edilebilir. Malzeme maliyeti düşüktür çünkü malzeme kağıt veya vinildir. Faz değişiminden kaynaklanan deformasyon oluşmaz.[20].
Laminalı Nesne İmalatında Sınırlandırma Durumları
Metal levhalar, 1 mm'ye kadar daha yüksek sac kalınlığından ötürü LOM tarafından imal edilmesi daha zordur. Sırasıyla yaklaşık 50-100 mikron olan sac kalınlığına kıyasla, daha kalın metal sacların model doğruluğu daha düşüktür[19]. Yukarıda bahsedilen yaprak serme tipi hızlı prototipleme sistemleri ortak bir dezavantaja sahiptir. Biriktirme işlemi tamamlandığında, fazla malzeme Şekil 7'de gösterildiği gibi parçadan elle çıkartılmalıdır. 'Kesme işlemi' olarak adlandırılan bu süreç parçaların geometrik karmaşıklığına bağlı olarak yoğun emek ve zaman alan bir süreçtir[20].
Şekil 7. LOM imalatında sınırlayıcı bir durum olan kesme işlemi
İçi boşluklu parçalarda, fazla malzeme çıkartılamaz. Bu nedenle, katman yerleştirme işlemi hızlı prototipleme sistemleri tarafından işlenebilen parça geometrisi ile sınırlı kalır.
Laminalı Nesne İmalatında Gelişmeler
3D çok katmanlı cihazlar, iyi bilinen bir hızlı prototipleme teknolojisi olan Lamine Nesne Üretimi (LOM) ile üretildi. Bu yöntemden farklı olarak, Soğuk Alçak Basınçlı Laminasyon (CLPL) ile laminatlanmış ticari seramik yeşil bantlar kullanılmıştır. Bu değiştirilmiş LOM tekniği, özellikle Mikro Elektro Mekanik Sistemlerin (MEMS) üretimi için uygundur[19].
Sınırlandırma durumlarında bahsedilen kısıtlamanın üstesinden gelmek için, koruyucu kağıt ile kendinden yapışkanlı bir tabaka kullanan yeni bir tabaka biriktirme hızlı prototipleme sistemi önerilmiştir. Kesme işlemi iki adımda gerçekleştirilir. Büyük boşluk alanı soyma işleminden önce kesilir ve koruyucu kağıt ile birlikte çıkarılır. Boşluk hacmi, laminasyon sırasında kaldırıldığından, küçük yarıçaplı delikler ve sıkışmış hacimlere sahip parçalar bu sistemle imal edilebilir. Bu tür bir kesme stratejisini etkinleştirmek için uygun yazılım algoritmaları gereklidir. önerilen sistem destek yapmayı gerektirir, çünkü aşırı malzeme çökelmeden önce çıkarılır ve artık destek yapısı olarak görev yapmaz[20].
3D çok katmanlı cihazlar, iyi bilinen bir hızlı prototipleme teknolojisi olan Lamine Nesne Üretimi (LOM) ile üretilmiştir. Bu yöntemden farklı olarak, Soğuk Alçak Basınçlı Laminasyon (CLPL) ile laminatlanmış ticari seramik yeşil bantlar kullanıldı. Bu değiştirilmiş LOM tekniği, özellikle Mikro Elektro Mekanik Sistemlerin (MEMS) üretimi için uygundur[19].
Termokompresyonun ana dezavantajı, oluşan ince kütle akışının, ince karmaşık yapıları veya boşlukları yok ettiğidir. Bu problemlerin üstesinden gelmek için Soğuk Düşük Basınçlı Laminasyon (CLPL) adı verilen yeni bir laminasyon tekniği geliştirildi. Bu laminasyon tekniği, iç boşluklar veya kanallar içeren ince ve kompleks yapıların çok tabakalı cihazlarının hızlı bir şekilde imalatı için avantajlıdır. CLPL'nin avantajı, sıcaklık uygulanmadan rulodan yapılabilen neredeyse basınçsız laminasyon işlemidir[19].
Mürekkep Püskürtmeli Baskı-Inkjet Printing ve Bağlayıcı Püskürtme-Binder Jetting
Eklemeli imalatta, püskürtmeli yazım teknolojisi, damlacık hacminin sistematik olarak kontrolü ile serbest uçan akışkan damlacıklarının hassas bir şekilde üretilmesi ve depolanması prensibine dayanır. Çalışma mantığı ise, bir piezoelektrik dönüştürücünün sıvı içerisinde bir hız dalgası oluşturması ve bu hız dalgası vasıtası ile nozul ağzında damlacık oluşumuna dayanır. Bu damlacığın istenildiği vakit oluşturulması mantığını temel alan üretim düzeneğine DOD denir[21]. Yüzey üzerinde damlacık oluşturulması kritik bir prosestir. Püskürtmeli yazıcılar vasıtasıyla 3D katı model oluşturmak için püskürtülen sıvının katı hale gelmesi gerekir ve yüzey üzerine enjekte edilen damlaların katılaşmadan önce dengeli bir form oluşturması beklenir. Damlalar tipik olarak 1-100 pL hacme ve 10-60 µm ölçüsünde bir çapa sahiptirler[22].
İyi geliştirilmiş baskı teknikleri arasında inkjet baskı, sıvı maddelerin damlalarını yüksek hassasiyetle bir alt tabaka üzerine yerleştirmek için temassız bir katma baskı tekniğidir[22]. Bu yöntem, güncel teknolojiler içinde eklemeli imalat teknolojisinin hızı doğruluk ve adapte edilebilirlik açısından incelendiğinde karmaşık 3B parçaların mikro üretiminde iyi bir alternatif oluşturmaktadır. Bu proses 3B objelerin oluşmasında formun katman katman oluşturulmasını baz alır. Bu proses CAD temelli çalışmalarda uygulanmakta ve materyal olarak çeşitli polimer, seramik, hatta metaller kullanılmaktadır[21]. Çoklu püskürtme 3 Boyutlu Baskı olarak da bilinen malzeme püskürtme teknolojisi, vat fotopolimerizasyonu ve 2-boyutlu mürekkep püskürtmeli printer çalışma mantığındadır. Malzeme serme işlemi sırasında, fotopolimer reçineler, mumlar veya seramiklerin ardışık katmanları, bir yapı platform tepsisine uygulanır ve bir UV ışık kaynağı kullanılarak sertleştirilir[2]. Çözücülerin ayrılması, film bütünlüğünün başlatılması ve baskılı tabaka işlevselliğinin iyileştirilmesi için biriktirilen mürekkebin kürlenmesi, geleneksel termik ısıyla sinterleme ya da lazer, mikrodalga, joule ısıtma ve fotonik sinterleme tekniği gibi diğer seçici teknikler kullanılarak gerçekleştirilebilmektedir[22].
Fotokürleme, inert bir atmosferde, monomer / nanopartikül karışımının, 365 nm'de yayılan bir odaklanmış LED tarafından verilen UV radyasyona maruz bırakılmasıyla başarılır. Hem maruz kalma süresi hem de UV ışığı yoğunluğu dönüşüm derecesini belirler. Genel olarak, maruz kalma süresi sabit ve ışık yoğunluğu değiştirilebilir olmaktadır. Mürekkep püskürtmeli yazıcımızdaki monomerin her bir öğesi ~ 1 s boyunca UV radyasyonuna maruz kalır[2].
Diğer eklemeli imalat yöntemleriyle karşılaştırıldığında, malzeme püskürtme metodu daha hızlı ve daha hassas olur. Son işlem bir çözücü yıkama ve su püskürtme ile yapılır. Reçine karışımlarının basımı, nesneleri veya kauçuk benzeri bir esnekliğe sahip nesnelerin bileşenleri dahil olmak üzere değişen derecelerde sağlamlık ve dokuya sahip ürünlerin üretilmesine olanak tanır. Bu özellik, diş hekimliği dökümlerinden harici protezlere kadar diş ve tıbbi ürünlerin üretimi için uygun bir teknoloji olmasını sağlıyor. Çok püskürtmeli 3 Boyutlu baskı, cildin, yağın ve kemiğin anatomik katmanlarını temsil eden cerrahi prova modelleri gibi aynı nesnede farklı yoğunlukta birden fazla malzemenin kullanılmasına izin verir[2].
1990’lı yıllarda yapılan bir çalışmada, seramik toz yatağı içerisinde bir bağlayıcı fazlı bir mürekkep yazıcı ile seramik döküm çekirdeği imalatı için bir metot tanımlanmıştır[23]. Adından da anlaşılacağı üzere, bağlayıcı faz seramik tozlar birbirine bağlayıp yapının oluşmasını sağlamaktadır. Bağlayıcı püskürtme diye adlandırılan bu yöntemde, yapışkan olarak işlev gören bağlayıcı madde katmanları ile toz halindeki materyal proses sonucunda katmanlı bir 3 boyutlu yapı oluşturur. Bağlayıcı sıvılar pigmentler içerebilir ve pigmentli bağlama sıvısı, farklı renkli bileşenler, dokular veya bölgeler içeren anatomik modeller üretmek üzere bağlayıcı-püskürtme işleminde seçici olarak uygulanabilir. Bitirme işlemi, nesneyi bağlamayan tozun boşaltılması ve havayla püskürtülmesi ve modelin güçlendirilmesi için (özellikle sıva baskı malzemesi olduğu zamanlarda) sızdırmazlık maddeleri, mumlar ya da reçinelerle boşlukların doldurulması işlemini içerir. Seramik nesneler için bitirme işlemi ısı ile sertleştirmeyi içerir. Bu ve benzeri çalışmalar mürekkep püskürtme tekniğinde farklı materyallerin gelişiminin yolunu açmıştır. Geçen süre içerisinde püskürtmeli yazıcılar sıvı içerisinde seramik tozlarının kullanımı vasıtasıyla direk püskürtme yöntemi geliştirildi. Günümüzde mürekkep püskürtmeli baskı ile katkı maddesi üretimi, biyomalzemeler, fonksiyonel seramikler ve diğer alanlarda uygulanmaktadır[23]. Yazıcı ve mürekkep özelliklerindeki gelişmeler çeşitli özelliğe sahip malzemeleri pek çok farklı uygulamada kullanılmasına olanak tanır. Bunlar: elektronikoptik için; sıvı metaller, fotomzistler, organometalikler. Biyoloji; dna hücreleri ve proteinler ve 3b yazıcılar için polimerler, seramik, nanoparçacık süspansiyonlarıdır[21].
Şekil 8’de Anistley ve arkadaşları tarafından püskürtmeli yazıcı ile oluşturulmuş ve sinterlenmiş bir parça görülmektedir[23].
Şekil 8. Mürekkep püskürtmeli yazıcı ile modellenmiş bir parça
Püskürtmeli yazım için ihtiyaç duyulan 3 çeşit damlacık jeneratörü vardır ve yazıcılar jeneratörün mekanizmasına bağlı olarak sınıflandırılır. Bu mekanizmalar sırası ile Sürekli Püskürtmeli Yazım (CIJ), İsteğe Bağlı Olarak Mürekkep Püskürtmeli Yazım (DOD) ve Elektrostatik Mürekkep Püskürtmeli Yazım (EIJ)dır[23].Bu yöntemlerin her birisi farklı fiziksel özelliklere sahip mürekkep ve bu mürekkeplerden çıkacak karakteristik bir damla boyutu aralığına ihtiyaç duyulmaktadır. Jeneratör çeşidine göre yazıcı çalışma mantığı bir sonraki bölümde anlatılmıştır.
Sürekli püskürtmeli yazıcı: CIJ, damla akışı üretmek için küçük çaplı bir nozul kullanır ve bunun için Rayleigh kararsızlık prensibini temel alır. CIJ yazıcılarda üretilen damla çapları 50 µm den küçüktür ve bu ölçü normalde kullanıldığı nozul çapından bir miktar daha büyüktür[23]. CIJ yazıcılar istenilmeyen durumlarda bile yani yazım yapılmadığında bile sürekli damla üretmek durumundadır fakat sistem içinde bu fazla damlayı geri dönüşe yollayacak bir düzenek mevcuttur(Şekil 9). Resimde görüldüğü gibi bir yön değiştirme plakası ile mürekkep damlaları yazım işi yapmadan devridaim yapıyor. CIJ de damla püskürtme hızı 10 m/s den fazladır. Damla üretimi açısından iyi bir performansa sahip olsa da püskürtme yerleşim doğruluğu açısından sınırlı bir kapasiteye sahiptir. [23].
Şekil 9. Sürekli Püskürtmeli Yazım (CIJ) çalışma prensibi
CIJ sisteminde nozul, zemine dik bir hizada konumlandırılmıştır. Yazım mürekkebi üzerine küçük bir yük uygulanarak damlaların akışı sağlanır. Damlaların yeterli geldiği durumlarda ve yazım sonlandırılmak istendiğinde saptırma plakaları ile damla yönü değiştirilir (Şekil 9).
İsteğe bağlı püskürtme(DOD): Gerekli olduğu durumlarda damla akışını sağlamakta ve herhangi bir damla israfı oluşturmamaktadır. [23]. Damla oluşumu nozulun arkasında rezervuar basınç darbelerinin etkisi ile olur. Bu basınç darbesi yüzey gerilim kuvvetlerinin üstesinden gelmelidir ki burada tutulan akışkan, yüzey gerilme kuvvetlerinin kombinasyonu ile bir damla oluşturmak için sıkıştırılır ve rezervuardaki sıvının dönüş akışını zorlar[23]. Basınç darbesi ya mekanik çalıştırma (piezoelektirik cihazlarda) yada lobi ısıtma yoluyla sıvı içindeki bir buhar cebinin oluşması ve çekmesi ile meydana gelir(Şekil 10). DOD ile üretilen damla hacimleri 1 pL-1nL ve damla çapları 10-100 µmdir.
Şekil 10 İsteğe Bağlı Püskürtme(DOD)
CIJ ve DOD sistemlerinin çalışması, yüzey gerilim kuvvetleri ve akış fizik kuralları temelinde kontrol edilirken EIJ farklı bir prensiple çalışmaktadır[23].
EIJ Yazıcısı: Elektrostatik olarak yüklenmiş bir sıvıda itme kuvveti ile oluşan damlalar kullanır. EIJ yazıcıları, sıvı püskürtme eşiğinin hemen altında tutar ve kontrollü darbe üreterek her bir basınç darbesine bağlı damlalar oluşturur.
Doğrudan püskürtmeli baskı, toz boya baskıya göre daha çok yönlü bir baskı yöntemidir bunun sebebi olarak doğrudan püskürtmeli yöntemde çok sayıda materyalin aynı paralellikte biriktirilebileceği ve sınırlayan tek şartın baskı platformunun karmaşıklığının olmasıdır. Bu durum sonucunda birden fazla farklı materyal tek bir platformda kullanılabilir olmakta ve birden fazla farklı türden seramik, imalatta yapı oluşturmak için kullanılabilmektedir. Derby’e göre bir çok mühendislik malzemelerinin, heterojen partiküller halinde ya da solüsyon şeklinde, baskı mürekkebi yapılabilir[23]. Mürekkep püskürtmeli baskı, ortam koşullarında oda sıcaklığında çalışır ve daha az tehlikeli kimyasalın kullanımını içerir. Yüksek vakum, yüksek saflıkta üretimden baskı süreçlerine geçiş, ürün üretim maliyetini düşürür. Dahası, bu teknik esnek, çok yönlüdür ve maske veya ekran gerekmediği için nispeten düşük çabayla ayarlanabilir [24]. Bu nedenle, mürekkep püskürtmeli baskı tekniği, yüksek hassasiyette yazdırma kabiliyeti, maliyet verimliliği ve daha az atık üretimi gibi avantajlara sahiptir.
Mürekkep püskürtmeli yazıcılar son yıllarda, ticari uygulama alanlarında kullanılmaya başlanmıştır. Bunlar; seramik parça imalatı, plastik elektronik parça imalatı ve yapay doku mühendislik alanındadır. Piezoelektrikli DOD sistemleri, seramik eklemeli imalatında kullanılan mürekkep püskürtme teknolojisinin kullanımı konusunda yaygınlaşmış çalışmalara sahiptir. Şu anda, mürekkep püskürtmeli baskının seramik endüstrisinde ana uygulaması, katkı seramik üretiminde değil, düz seramik karoların süslemesinde kullanılmaktadır. Mürekkep püskürtmeli baskı, dijital bir baskı teknolojisidir ve böylece maskeler ve kalıplara gerek kalmadan desenler üretmek için kullanılabilir.
Mürekkep Püskürtmeli Baskı-Inkjet Printing ve Bağlayıcı Püskürtme-Binder Jetting İmalatında Sınırlandırmalar
Yazım mürekkepleri, kullanım fonksiyonelliği açısından düşünüldüğünde bir takım sınırlandırmalar ile karşı karşıya kalmaktadır. Derby, bunu açıklarken ilk olarak, ilk tabaka yazımdan sonra ikinci tabakaya geçmeden mürekkebin katıl hale getirilmesi gerektiğine değinmiştir. Ayrıca yazım gerçekleştikten sonra istenilen malzeme birleşimini ve mikroyapıyı elde etmek için başka bir prosese ihtiyaç olduğu durumlarda vardır. İkinci kullanım sınırlandırılması ise mürekkebin yazım için kullanılabilirlik fonksiyonu ile alakalıdır. Yazım mürekkebinin yazım esnasında püskürtme deliğinden tekrarlanabilir damla oluşumunu sağlamak için fiziksel kısıtlamalar yapılmalıdır. DOD tipi püskürtmeli yazıcılarda termal modeli yerine piezoelektirik modelinin rağbet görmesinin sebebi termal tipte buhar cebinin oluşması için düşük kaynama noktalı bir birleşime ihtiyaç duyulmasıdır. Bu durum mürekkep özelliklerini sınırlayan bir durumdur[23].
Mürekkep Püskürtmeli Baskı-Inkjet Printing ve Bağlayıcı Püskürtme-Binder Jetting İmalatında Gelişmeler
Örnek bir mikroelektronik uygulamada, dielektrik materyallerin 3B baskısı için polimid izolatörlerin mürekkep püskürtmeli baskısı denenmiştir. Yapılan çalışmada, poliimid mürekkebi, öncü poli (amik) asitten hazırlandı ve hızlı bir termal imidizasyonu başlatmak için doğrudan sıcak bir alt tabakaya (yaklaşık 160 ° C'de) basıldı. Kaplama sıcaklığı, damlacık aralığı, damlacık hızı ve diğer baskı parametrelerini dikkatle ayarlayarak, kondansatörleri imal etmek için iki iletken kat arasında iyi bir yüzey morfolojisine sahip poliimid filmler basıldı. polimid izolasyon katmanlarının 1 lm'den daha ince olmasıyla elde edildi ve bu poliimid mürekkep püskürtmeli baskı yaklaşımının mikroelektronik cihazların dielektrik bileşenlerini üretmek için etkili bir yol olduğunu düşündürdü. Poliimidler (PI), mükemmel termal kararlılık, kimyasal direnç, mekanik ve elektriksel özelliklere sahip bir polimer sınıfıdır. Bu üstün özelliklere bağlı olarak PI'lar mikroelektronik uygulamalar için, entegre devre imalatında ve MEMS cihazlarında ara kat yalıtkanları ve koruyucu katmanlar gibi uygun adaylar olarak kabul edilmiştir. Son yayınlarda PI filmleri, kapasitörlerde ve biyosensörlerde izolasyon katmanları olarak işlev görmek üzere mürekkep püskürtmeli baskı (IJP) teknolojisi kullanılarak imal edilmiştir. IJP, aynı zamanda, üç boyutlu yapılar oluşturmak için bir defada bir damla malzeme biriktirilen(DMD veya DOM) potansiyel bir eklemeli imalat (AM) işlemi olarak da kullanılabilir. IJP tekniklerinin, imalatın basitliği, çeşitli alt katmanlarla uyumluluk, temassız işlem ve düşük maliyet gibi çeşitli avantajları nedeniyle mikroelektronik cihazların imalatı için özellikle uygun olduğu düşünülmektedir[25].
Bir örnek uygulamada, nanoparçacık yüklü bir monomer "mürekkep" bir zemin üzerine bastırmak ve daha sonra UV ışığı kullanarak katmanla monomer katmanını fotopolimerize etmektedir. Mürekkep püskürtmeli baskı, gradyen polimer matrisli nano kompozitleri imal etmek için uygun bir yöntemdir. Bu konu, Oregon Üniversitesi'ndeki bir araştırma grubu tarafından yoğun bir şekilde çalışılmıştır. Bununla birlikte, katların her birinin aşırı kürlenmesi, materyalde lamine edilmiş ayrı katman morfolojisi bulunan bir kusur yapısına neden olmaktadır. Katmanların her birinin iyileşme derecesini tam olarak kontrol etmek, bu kusurlardan arındırılmış kesintisiz bir dökme malzemenin olmasını sağlayabilir[2].
Mikro üretim alanındaki gelişmiş ambalajlama teknolojisi, DOD işlemini verimli bir şekilde kullanabilen başlıca çalışma alanlarından biri haline gelmiştir [21]. Mürekkep püskürtmeli baskı teknolojisi ayrıca, mikro elektromekanik sistemler (MEMS) ve diğer yapılar gibi 3D yapıları geliştirmek için de kullanılabilir durumdadır[22]. Fuller ve ark. 3D metalik yapılarını nano parçacıkları içeren kolloid mürekkep ile oluşturulabileceğini göstermiştir[26]. 3D yapılar, birkaç mikroyapı katmanı ve katmanın basılmasıyla oluşturulabilir[22].
Süreç, pratik olmak için çok yavaş ve emek gerektiriyordu; bu nedenle, NC'deki Winston Salem'de standart masaüstü mürekkep püskürtmeli yazıcıları yeniden yapılandırdı; böylelikle mürekkep püskürtme yöntemi hücreleri fırlatmak için kullandıldı. Biyoprintingin arkasındaki fikir, hücrelerin büyümesini sağlamak için besin maddeleri verebilen bir yapı oluştururken, yapısal bir çerçeve oluşturmak için hücrelerin yerleşimini ve hücreler etrafındaki biyomalzemeleri tam olarak kontrol etmek için küçük bir nozul kullanmaktır. Biyoprintle ilgili temel hususlardan biri, bir 3B yapının korunması ihtiyacıdır. Hücreleri ve kolajen gibi yapısal biyomalzeme içeren sıvı "mürekkepler", formlarını korumak için biriktirildikleri kadar çabucak jelleştirmelidir. Yazıcılar, birden fazla püskürtücüyle, birden çok hücre tipinin, yapısal biyomalzemenin ve diğer kimyasalların eşzamanlı olarak yazdırılmasına olanak tanır [21].
Füzyon Biriktirme Modellemesi- Fused Deposition Modeling (FDM)
Eklemeli İmalat (Additive Manufacturing-AM) teknolojilerinin sürekli geliştirilmesi, çeşitli sektörler arasında araştırma geliştirme anlamında endüstriden hızla artan bir ilgi çekti[27]. Bu durumun sonuçlarından biri olarak, Stratasys Inc. tarafından ABD'de geliştirilen FDM, 1990'lı yıllardan itibaren imalat sanayiinde eklemeli imalat tekniklerinden biri olarak yaygın şekilde kullanılmaya başlandı[28]. Füzyon Biriktirme Modellemesi (FDM), işlevsel bileşenlerin imalatı için kullanılan bir eklemeli imalat tekniğidir ve daha az insan müdahalesi ile daha kısa ürün geliştirme süreleri gibi avantajlara sahiptir. Malzeme ekstrüzyon yazıcıları, motorlu malzeme baskı ekstrüzyon makineleri veya püskürtme memeleri ile donatılmış, 3 eksende ileri ve geri hareket ettirilebilen bir robot kola sahiptir; bu sayede baskı malzemesi soğumuş bir yapı platformuna yerleştirilir. Tipik olarak, parçalar şeffaf duvarlı bir çalışma alanına yerleştirilir. Printer, yapı platformunda önceden konumlandırılmış destek iskeleleri veya iskeleleri barındırabilir. Daha küçük tek nozullu ve daha büyük çoklu nozullu cihazları mevcuttur, ancak ticari olmayan çoğu 3-B yazıcılar tek nozullu malzeme ekstrüzyon cihazlarıdır. Kullanılan baskı malzemesine bağlı olarak katman kalınlığı 0.04 mm ile 0.33 mm arasında değişir[2].
Filament üretimi olarak da bilinen bir tür malzeme ekstrüzyon teknolojisi olan FDM, küçük masaüstü 3 boyutlu baskı sistemlerinin geliştirilmesine izin veren 2 boyutlu mürekkep püskürtmeli baskı teknolojisine dayalı popüler bir 3 boyutlu baskı yöntemidir. 2005 yılında kendi parçalarının çoğunu basabilen, kendi kendini kopyalayan 3 boyutlu bir yazıcı tasarlandı [2]. Şekil 11’de bir FDM düzeneği görülmektedir.
Şekil 11 Bir FDM düzeneğinde bulunan yapı elemanları
Mevcut tüm HP yöntemlerinden FDM, sıcaklığa bağlı termoplastik elyafları kullanır; bu termoplastik elyafları, kontrollü bir sıcaklıkta nozulun ucundan, katmanlama metodu ile bir model oluşturmak için yapı üzerine serilir[29]. Termoplastik ürünler çoğunlukla ekstrüzyon esaslı bir AM teknolojisi olan Fused Deposition Modeling (FDM) üretminde kullanılmaktadır. Tipik bir FDM, filament besleme stoğu üretmek için bir ön-işlem gerektirir. Filament sıcak bir sıvılaştırıcı vasıtasıyla sıkıştırılabilir ve daha sonra üç boyutlu (3D) bir cisim oluşturmak için eriyiğini bir katmanlama deseninde çökelir[27]. Polimer filament bir baskı kafasında (sıcak uç veya nozül) ısıtılır ve tabakanın üzerinde düz bir yüzeye serilir[30]. Sıcak uç, erimiş filamanın nereye çökeltildiğini düzenleyen birçok servo motor tarafından kontrol edilir. Bütün katmanlar tamamlandığında, parça tabandan dikkatle ayrılır ve kullanıma hazırdır. Genellikle ortam sıcaklığına ve havaya maruz kalan açık bir sistem olarak çalışır, bu teknik esas olarak geliştirilmiş ve yüksek ergime sıcaklıklarına ihtiyaç duyulmayan PLA, ABS ve TPU gibi düşük erime noktalı polimerler için kullanılmaktadır.
Bir katmanın tamamlanmasından sonra yapı platformu bir kat kalınlığa indirilir ve bir sonraki kat üretilir. Son bölüm model malzemeden oluşur ve destek materyali, çıkıntıları ve boşlukları desteklemek için gereklidir. Bu destek materyali, bir alkalin banyosunda ayrılma veya çözülme yoluyla ilave bir post proses aşamada uzaklaştırılabilir. Biriktirilen malzeme, termal kaynaşma nedeniyle tabakanın altına bağlanır. Bu, tabakalar arasında güçlü ve daimi bir bağ oluşturur. Her şeyden önce bir tabakanın konturu yatırılır ve daha sonra iç geometrinin raster dolgusu 45° 'lik bir açıyla tamamlanır. Sonraki katmanda, tarama açısı 90o kadar değişmekte, böylece parçalar için alternatif bir raster dolgusu oluşturulmaktadır(Şekil 12)[31].
Şekil 12. FDM’de örnek bir raster deseni
FDM yazıcılar, ileri düzey bir teknik bilgi olmadan kurulabilir ve kullanılabilir[32]. FDM yazıcılar termoplastik materyaller kullanarak modeli katman katman yarı akışkan durumda oluşturur ve bilgisayar kontrolünde haddeleme yaparak son halini verir[32]. Model z ekseni yüksekliğinde ve her bir yükseklik 50 µm ile 500 µm arasında değişen katmanlar ile oluşturulur[32]. Katman çözünürlülüğünü artırman yani katman kalınlığını azaltmak üretim sürecini uzatmaktadır. FDM’de model oluşturmada en sık kullanılan materyaller Polilaktik asit (PLA) ve akrilonitril butadien stiren (ABS) dir[32].
Doğrudan beslenen bir FDM sistemi, şu anda geleneksel FDM'yi kullanarak kısa erime süresine sahip ve ısıya duyarlı termoplastikler gibi filament formunda yeterli mukavemete veya sertliğe sahip olmayan malzemeler materyal gruplarını işleyebilir[27]. Yüzey pürüzlülüğü, mekanik mukavemet ve boyutsal doğruluk gibi tipik özellikler FDM ile imal edilen bileşenlerin aşınma dayanımını etkilemektedir[28]. Literatür çalışmaları, FDM tarafından imal edilen parçaların aşınma mukavemeti, gerilme mukavemeti, basınç dayanımı ve yüzey pürüzlülüğü gibi özelliklerinin girdi işlem değişkenleri tarafından belirlendiği ve uygun ayarlamayla önemli ölçüde iyileştirilebileceğini ortaya koymaktadır[33].
FDM’de, imalat sırasında çeşitli parametreler tanımlanmaktadır. Bunları, püskürtme memesi sıcaklığı, besleme stoku filamanının erimesine neden olan sıcak uç sıcaklığıdır. Plaka veya yatak sıcaklığı; erimiş filamanın çökeltildiği destek plakasının sıcaklığıdır; kısmi bozulma ve eğrilmeden sorumlu kontrol edilemeyen kristalleşmeyi sağlamak için bu sıcaklık çok düşük olmamalı ve birikmiş filamanın doğal soğumasını engellemek için çok yüksek olmamalıdır[30]. Nozul hızı, baskı ucunun filament yatırılırken yapım plakası üzerinde ilerlediği hızdır. Tabaka kalınlığı, baskı ucunun ardışık tabakalar oluşturduğu yüksekliktir.
FMD makinesinin proses parametreleri, üretilen parçanın kalitesini etkiler. Bu parametrelerin en önemlileri oryantasyon açısı, tabaka kalınlığı, kabuk kalınlığı olarak sıralanabilir.
Oryantasyon açısı: Şekil 13'de gösterildiği gibi tabakayı katman yaparken korunan parçanın açısıdır[29].
Şekil 13. Oryantasyon açısı
Şekil 14. Tabaka kalınlığı
Tabaka kalınlığı: Şekil 14'de gösterildiği gibi her bir örülen katmanın kalınlığıdır.
Şekil 15. Dış kabuk yatay kalınlığı
Füzyon Biriktirme Modellemesi-Fused Deposition Modeling (FDM) Avantajları
FDM, düşük maliyet, daha az kurma süresi, pahalı alet takımının elimine edilmesi, esneklik ve çok karmaşık parçaların ve şekillerin üretilmesi gibi önemli avantajlara sahiptir[28]. FDM yazıcılar kurulumdan sonra ileri düzey bir teknik bilgi olmadan kullanılabilir.
Yapılan bir çalışmada, SLS ve FDM modellerin de üretilmiş kuru kafa ölçümlerinin değerleri görülmektedir(Şekil 16)
Şekil 16. FDM ve SLS modelleri ile yapılan kurukafa ölçüm grafiği
Peropolis C. ve arkadaşlarının [32] yaptığı veri analizi sonuçlarına göre çalışma gösteriyor ki FDM yazıcısının endüstriyel bir SLS yazıcısına benzer şekilde medikal parça üretebilmektedir. Medikal model üretimi için FDM yazıcı kullanımı, yeterli düzeyde bir ölçüm doğruluğu sağlamaktadır[32]. Bu yazıcılar, kendi cerrahi implantlarını üretmek isteyenler için düşük maliyetli bir alternatif sunmaktadır. Peropolis C. ve arkadaşlarının yapığı çalışmalar bu sonucu veriyor olsa da kullanılan malzemelerin vücuda uygunluğu ve dayanımları açısından kapsamlı klinik değerlendirmeler ile beraber biyouyumluluk sonuçlarını irdelemek gerekmektedir.
Eklemeli imalat nedeniyle, çok karmaşık yapılar imal edilebilir. Her katmanın bilgileri bir 3D CAD veri setinden oluşturulmakta ve dolayısıyla, dijital bir modelin fiziksel bir bileşene ulaşması için yalnızca birkaç adım gerekmektedir. Bu üretim proseslerinin, bireysel üretim ve küçük seri üretim için ekonomik olduğu kanıtlanmıştır [35].Bakım kolaylığı (lazer veya elektron demeti olmadığı için), hammaddelerin depolanmasının kolaylığı, diğer imalat sistemlerine kıyasla nispeten düşük maliyet, kontrol ve işletim sistemi için açık kaynak yazılımının mevcudiyeti sistemin avantajlı yönlerinden bir kaçıdır. Fused Deposition Modeling (FDM), termoplastik bir bileşen üretmek için herhangi bir ürüne özgü alete ihtiyaç duyulmaması bakımından büyük bir fayda sağlayan ek bir imalat prosesidir[31].
Füzyon Biriktirme Modellemesi- Fused Deposition Modeling (FDM) İmalatında Sınırlandırmalar
FDM üretimi için sınırlı sayıda termoplastik mevcuttur ve bu sebep ile sistem, işlem sırasında çok sayıda malzemeyi karıştırma ve biriktirme kapasitesine sahip değildir[32].
Füzyon Biriktirme Modellemesi- Fused Deposition Modeling (FDM) İmalatında Gelişmeler
Bu güne kadarki yapılan araştırmalar ağırlıklı olarak parçanın boyutsal doğruluğu [15], yüzey pürüzlülüğünün iyileştirmesi [8] ve mekanik mukavemet karakterizasyonu üzerine odaklanmıştır[36].Bu çalışmalar gösteriyor ki, yapı parçalarının özelliklerinin girdi süreç değişkenlerine bağlı olmakta ve uygun ayarlamalarla iyileştirilebileceğini görülmektedir. Aşınma dayanımı, parçanın dayanıklılığı için önemli bir özelliktir ve hızlı prototipleme ile işlenmiş parçanın aşınma özelliklerini anlamak için çok az çalışma yapılmıştır. Bu sebep ile geleneksel polimer ekstrüzyonunun özelliklerini mevcut ve gelişmiş AM teknolojisindeki her türlü malzemeyi doğrudan 3D nesneleri imal etmek için birleştiren yeni bir doğrudan besleme FDM sistemi tasarlandı. Bu çalışma, geleneksel polimer ekstrüzyonunun özelliklerini mevcut ve gelişmiş AM teknolojisindeki her türlü malzemeyi doğrudan önceden işlenmiş 3D nesneleri imal etmek için birleştiren yeni bir doğrudan besleme FDM sistemi tasarlandı. Bu teknoloji kullanılarak daha geniş bir çeşitlilik ve malzeme kombinasyonu elde edildi[27]. Ayrıca, bu teknoloji potansiyel olarak kontrol edilebilir ve değişken kompozisyonlara sahip bir yapıyı yazdırma kabiliyetine sahiptir. Bu nedenle, daha geniş endüstriyel ve araştırma uygulamaları yelpazesi oluşturulacak ve ileride eklemeli imalatta(AM) kullanım alanını genişletecektir.
Hızlı Prototipleme Teknolojilerinin Genel Özellikleri
Hızlı prototiplendirme, ürün geliştirmek için kullanılan geleneksel prosese göre birçok avantaja sahiptir.
Zaman ve maliyet tasarrufu: Hızlı prototipleme, bir ürünün geliştirilmesinin başında ayrıntılı bir tasarım yaratmaya teşvik eder. Bu erken tasarım çalışması, daha kullanışlı bir ürünün daha kısa bir süre içinde ortaya çıkmasına neden olabilir. Prototipledirme mantığı ile hareket eden ekipler bu sonuçları% 45 daha az çaba ve % 40 daha az kod kullanarak elde etti[1].
Tasarıma erken müdahele imkanı verir: Hızlı prototipleme, müşterilerin hızlı ve ucuza değişiklik yapmaları durumunda ürün tasarımının başında gerçekçi ekranlar görüp kullanmalarını sağlar. Bir çalışma, bir prototip sistem kullanıcısının daha olumlu olduğunu ve geleneksel yöntemle geliştirilen aynı sistem kullanıcılarından daha memnun olduğunu keşfetti[1].
Nihai tasarımda hızlı ilerleme: Tasarım sürecinde, hammadde seçimi, tasarım ölçüleri gibi etkin parametrelerin, basit ve hızlı bir şekilde görsel modelleme oluşturulması sonucunda, netleştirilmesi imkanı verir.
Eklemeli imalat temelli ham madde tasarrufu: Talaşlı imalat yöntemleri gibi malzeme üzerinden parça uzaklaştırma marifeti ile form verme yöntemlerinde, talaş kaldırmadan kaynaklı hammadde kaybının önüne geçilmektedir.
Karmaşık yapılarda imalat becerisi: Asimetrik malzemelerde, yazıcılar hızlı hedeflenen modellerin, talaşlı imalata göre temel hazırlık süreçlerini yaşamadan imalatını gerçekleştirebilmektedir.
Geniş hammadde kullanımı: Polilaktik asit, polivinil alkol, termoplastik akrilonitril bütadien stiren, silis, alçıtaşı, metal veya metal alaşımlı tozlar veya filamentler, beton, pastalar, yapıştırıcılarla karıştırılmış selüloz (ahşap tozu) gibi geniş bir ham madde kullanımına imkân vermektedir.
Prototiplenmiş kullanıcı arayüzü, tekrarlanan bir döngüde gözden geçirilir, yorumlanır, iyileştirilir ve tekrar incelenir. Hiç kimse ilk kez mükemmel bir tasarım oluşturmaz. Bu yinelemeli döngü, kullanıcı arayüzü kademeli olarak geliştirmenizi sağlar. Bu döngüler, prototip kolayca değiştirilirse daha çabuk tamamlanabilir[1].
Alan uzmanlarının kullanımına açıktır: İdeal olarak, prototip bir alan uzmanı tarafından oluşturulmalıdır. Alan uzmanları, üründen beklentilerini, gereksinimlerini ve önceliklerini bilmektedir. Alan uzmanları, kullanıcı gereksinimlerini prototip haline getirmek için en iyi işi yapabilir. Örneğin hasta, doktor çalışmasında, hastanın protezinin anatomik olarak taleplerini iyi bilen bir doktorun aynı zamanda tasarım ve modelleme sürecinde aktif olarak çalışması, protez tasarımı konusunda pek çok ergonomik düzenlemenin profesyonel bir şekilde yapılmasına olanak tanır.
Hızlı Prototipleme Teknolojilerinin Gelişmekte Olan Kullanım Alanları
İlk 3 boyutlu nesnelerin çok uzun proses sürelerinde üretilmesinin ardından (örneğin 5 cm boyunda fincan üretmek için aylarca zaman harcanması), eklemeli imalatta(AD) hızlı prototipleme teknolojilerinin gelişmesiyle beraber prototip imalatı için üretim haftalara hatta günler ve saatlere kadar indirgenmiştir. [2].
Eklemeli imalat yöntemleri, savunma sanayi, endüstriyel uygulamalar, otomotiv sanayi, elektrik elektronik, uzay ve havacılık hatta pratik tasarım uygulamaları marifeti ile eğitim hizmetlerinde kullanılmasının yanında medikal uygulamalarda geleceğe yön verecek çalışmaların temelleri oluşturulmuştur. Bunların en çarpıcı olanı 3B biyoprint canlı doku üretim çalışmalarıdır.
Eklemeli imalat, hastaların klinik bakımında, tanı ve tedavi kararlarının bilinmesinden ve cerrahi müdahalelerin gerektirdiği sürecin kısaltılmasından ve daha iyi uyum sağlayan, daha etkili ve daha rahat implantların ve tespitin yapılmasına kadar birçok ihtiyacı karşılamayı amaçlamaktadır[2]. Fakat insan vücudu ile kısa veya uzun süre temas eden implant ve materyallerin kimyasal risk değerlendirmesi için toksikolojik biyolojik tahliller ve testler validasyon aşamasındadır. FDA, ayrıntıları bir cihazın bileşen malzemelerine bağlı olarak değişen tüm implante edilebilir tıbbi cihazlar için sterilite güvence testi gerektirir[2].
Sonuç olarak eklemeli imalat(AD) bünyesinde gerçekleştirilen hızlı prototipleme çalışmaları günden güne yenilikler sunmakta ve farklı sektörlerden talep görmektedir. Genel anlamda görülen sınırlandırmaların başında, mekanik dayanımların iyileştirilmesi, ham madde maliyetlerinin düşürülmesi, post proses uygulamalarının iyileştirilmesi gibi konularda ilerlemeler bu imalat tekniğinin daha çok ilgi odağı olmasını ve bu ilgi sonucunda bu teknolojideki gelişmelerin ivme kazanacağı umulmaktadır.
KAYNAKÇA
1.Nováková-Marcincinová, L. U. (2012). Common and Advanced Rapid Prototyping Technologies Properties. Scientific Bulletin Series C: Fascicle Mechanics, Tribology, Machine Manufacturing Technology, 26, 44.
2.Furlow, B. (2017). Medical 3-D Printing. Radiologic Technology, 88(5), 519CT-537CT.
3.Ahn, D. G., Lee, S. H., & Yang, D. Y. (2002). Development of transfer type variable lamination manufacturing (VLM-st) process. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 42(14), 1577-1587.
4.CIOFU, F., & NIOAŢĂ, A. (2011). LAMINATED OBJECT MANUFACTURING-LOM. Fiability & Durability/Fiabilitate si Durabilitate, (2).
5.Fatemi, A., Molaei, R., Sharifimehr, S., Shamsaei, N., & Phan, N. (2017). Torsional fatigue behavior of wrought and additive manufactured Ti-6Al-4V by powder bed fusion including surface finish effect. International Journal of Fatigue, 99, 187-201.
6.Criales, L. E., Arısoy, Y. M., Lane, B., Moylan, S., Donmez, A., & Özel, T. (2017). Laser powder bed fusion of nickel alloy 625: Experimental investigations of effects of process parameters on melt pool size and shape with spatter analysis. International Journal of Machine Tools and Manufacture.
7.Rafi H, Karthik N, Gong H, Starr TL, Stucker BE. Microstructures and mechanical properties of Ti-6Al-4V parts fabricated by selective laser melting and electron beam melting. J Mater Eng Perform 2013;22:3872–83.
8.Sterling AJ, Torries B, Shamsaei N, Thompson SM, Seely DW. Fatigue behavior and failure mechanisms of direct laser deposited Ti–6Al–4V. Mater Sci Eng: A 2016;655:100–12.
9.Kasperovich G, Hausmann J. Improvement of fatigue resistance and ductility of Ti-6Al-4V processed by selective laser melting. J Mater Process Technol 2015;220:202–14.
10.Szemkus, S., Kempf, B., Jahn, S., Wiehl, G., Heringhaus, F., & Rettenmayr, M. (2018). Laser additive manufacturing of contact materials. Journal of Materials Processing Technology, 252, 612-617.
11.Choong, Y. Y. C., Maleksaeedi, S., Eng, H., Wei, J., & Su, P. C. (2017). 4D printing of high performance shape memory polymer using stereolithography. Materials & Design, 126, 219-225.
12.Weheba, G., & Sanchez-Marsa, A. (2006). Using response surface methodology to optimize the stereolithography process. Rapid Prototyping Journal, 12(2), 72-77.
13.Paterson, A. M., Bibb, R., Campbell, R. I., & Bingham, G. (2015). Comparing additive manufacturing technologies for customised wrist splints. Rapid Prototyping Journal, 21(3), 230-243.
14.Jacobs, P. F., 1992, Rapid Prototyping and Manufacturing Fundamentals of Stereolithography, ASME Press, New York.
15.Xu, K., & Chen, Y. (2015). Mask image planning for deformation control in projection-based stereolithography process. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 137(3), 031014.
16.Wannarumon, S., & Bohez, E. L. (2004). Rapid prototyping and tooling technology in jewelry CAD. Computer-Aided Design and Applications, 1(1-4), 569-575.
17.Koplin, C., Gurr, M., M€ulhaupt, R., and Jaeger, R., 2008, “Shape Accuracy in Stereolithography: A Ma-Terial Model for the Curing Behavior of Photo Initiated Resins,” International User’s Conference on Rapid Prototyping and Rapid Tooling and Rapid Manufacturing (Euro-uRapid), pp. 315–318.
18.CIOFU, F., & NIOAŢĂ, A. (2011). LAMINATED OBJECT MANUFACTURING-LOM. Fiability & Durability/Fiabilitate si Durabilitate, (2).
19.Schindler, K., & Roosen, A. (2009). Manufacture of 3D structures by cold low pressure lamination of ceramic green tapes. Journal of the European Ceramic Society, 29(5), 899-904.
20.Cho, I., Lee, K., Choi, W., & Song, Y. A. (2000). Development of a new sheet deposition type rapid prototyping system. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 40(12), 1813-1829.
21.Kirkpatrick, K. (2017). 3D-printing human body parts. Communications of the ACM, 60(10), 15-17..
22.Yang, L., Shang, X. W., Fan, J. N., He, Z. X., Wang, J. J., Liu, M., ... & Ye, C. (2016). Application of 3D printing in the surgical planning of trimalleolar fracture and doctor-patient communication. BioMed research international, 2016.
23.Birbara, N. S., Otton, J. M., & Pather, N. (2017). 3D Modelling and Printing Technology to Produce Patient-Specific 3D Models. Heart, Lung and Circulation.
24.Ripley B, Kelil T, Cheezum MK, Goncalves A, Di Carli MF, Rybicki FJ,444 et al. 3D printing based on cardiac CT assists anatomic visualization prior 445 to transcatheter aortic valve replacement. J Cardiovasc Comput Tomog. 446 2016;10:28–36
25.Zhang, F., Tuck, C., Hague, R., He, Y., Saleh, E., Li, Y., ... & Wildman, R. (2016). Inkjet printing of polyimide insulators for the 3D printing of dielectric materials for microelectronic applications. Journal of Applied Polymer Science, 133(18).
26.Fuller, S.B.; Wilhelm, E.J.; Jacobson, J.M. Ink-Jet Printed Nanoparticle Microelectromechanical Systems. J. Microelectromech. Syst. 2002, 11, 54–60.
27.Zhou, Z., Salaoru, I., Morris, P., & Gibbons, G. J. (2016, October). Development of a direct feed fused deposition modelling technology for multi-material manufacturing. In AIP Conference Proceedings (Vol. 1769, No. 1, p. 190004). AIP Publishing.
28.Vijayaraghavan, V., Garg, A., Lam, J. S. L., Panda, B., & Mahapatra, S. S. (2015). Process characterisation of 3D-printed FDM components using improved evolutionary computational approach. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 78(5-8), 781-793.
29.Vishwas, M., & Basavaraj, C. K. (2017). Studies on Optimizing Process Parameters of Fused Deposition Modelling Technology for ABS. Materials Today: Proceedings, 4(10), 10994-11003.
30.Berretta, S., Davies, R., Shyng, Y. T., Wang, Y., & Ghita, O. (2017). Fused Deposition Modelling of high temperature polymers: Exploring CNT PEEK composites. Polymer Testing, 63, 251-262.
31.Knoop, F., Kloke, A., & Schoeppner, V. (2017, December). Quality improvement of FDM parts by parameter optimization. In AIP Conference Proceedings (Vol. 1914, No. 1, p. 190001). AIP Publishing.
32.Petropolis, C., Kozan, D., & Sigurdson, L. (2015). Accuracy of medical models made by consumer-grade fused deposition modelling printers. Plastic Surgery, 23(2), 91-94.
33.El-Katatny I, Masood SH, Morsi YS. Error analysis of FDM fabricated medical replicas. Rapid Prototyping Journal 2010;16:36-43.
34.Salmi M, Paloheimo KS, Tuomi J, Wolff J. Accuracy of medical models made by additive manufacturing (rapid manufacturing). J Craniomaxillofac Surg 2013;41:603-9.
35.Bagsik, V. Schoeppner:”Mechanical Properties of Fused Deposition Modeling Parts Manufactured with Ultem ANTEC 2011, Boston/Massachusetts, May 1 th-5th, 2011
36.Lee BH, Abdullah J, Khan ZA (2005) Optimization of rapid prototyping parameters for production of flexible ABS object. J Mater Process Technol 169(1):54–61
留言