EKLEMELİ İMALAT

Eklemeli İmalat Nedir? sorusuna cevap aradığımız bu makalede, ayrıca yöntemleri, kullanım alanları, avantajları ve dezavantajları üzerine bilgiler verilecektir. Yine bu alanda 3d baskı hizmeti veren 3D BASKI AL ürünleri, hizmetleri ve alt yapısı üzerine mükemmel bilgiler verilecektir. 3D baskı teknolojisinin hızla geliştiği çağımızda, bu teknolojinin temeli olan eklemeli imalat yani Additive Manufacturing üzerine hazırladığımız makale için iyi okumalar.

Eklemeli İmalat Nedir?

3d baskı teknolojisi olarak da bilinin eklemeli imalat yani katmanlı imalat, daha hafif, daha güçlü parçalar ve sistemlerin üretilmesini sağlayan endüstriyel üretime dönüştürücü bir yaklaşım olarak tanımlanabilir. Analog verilerden dijitale geçisin mümkün kıldığı bir başka teknolojik gelişme ekleme imalattır. Son yıllarda dünyamızda yaşanan büyük gelişim iletişim, görüntüleme, mimarı ve mühendislik kendi dijital devrimlerini yaşamadı. Artık AM, üretim işlemlerine dijital esneklik ve verimlilik getirebilir duruma gelmiştir.

Eklemeli imalat, donanımı, malzemeyi katman üzerine, hassas geometrik şekillerde biriktirmeye yönlendirmek için veri bilgisayar destekli tasarım yani CAD yazılımı veya 3D nesne tarayıcıları kullanılır. Adından da anlaşılacağı üzere eklemeli imalat, bir nesne oluşturmak için malzemeleri ekler ve geometri oluşturulmuş olur. Aksine, geleneksel yöntemlerle bir cisim oluşturduğunuzda, genellikle malzemeyi frezeleme, tornalama, işleme, oyna ve şekillendirme yada başka imalat yöntemleri kullanılır.

Artık eklemeli imalat ile birlikte hayatımıza ‘3D Baskı‘ ve ‘Hızlı Prototipleme’ kavramları girdi. Aslınla bu kavramlar eklemeli imalatın alt kümeleridir.

Eklemeli İmalat Malzemeleri

3D baskılı nesneler oluşturmak için bir çok farklı malzeme kullanmak artık mümkündür. AM teknolojisi, gelişmiş metal alaşımlarından jet motoru parçaları imal eder ve ayrıca çikolata ikramları ve diğer gıda maddeleri de oluşturabilir. Bir çok malzeme grubu için eklemeli imalat metodu bulunmaktadır. İşte bazı malzeme grupları;

1. Termoplastikler: Termoplastik polimerler, katkılı imalat malzemelerinin en popüler sınıfı olarak kullanılmaya devam etmektedir. Akrilonitril Bütadien Stiren (ABS), Polilaktik asit (PLA) ve Polikarbonat (PC) gibi malzemelerin her biri farklı avantajlar sunmaktadır. Suda çözünür Polivinil Alkol (PVA) tipik olarak üretim sonrası çözülen geçici destek yapıları oluşturmak için kullanılmaktadır. Bunlar gibi bir çok malzeme artık 3d baskı teknolojisinde kullanılmaktadır. Örneğin polyamid malzemesi içine belirli oranlarda karbon fiber gömerek yüksek mukavemetli 3d baskı malzemesi oluşturulabilmektedir.
2. Metaller: Eklemeli imalatta altın ve güneş gibi değerli metallerden paslanmaz çelik ve titanyum gibi stratejik metallere kadar bir çok farklı metal ve metal alaşımı kullanılmaktadır. Özellikle CAE yazılımları ile birlikte topoloji optimizasyonu ve geometrik optimizasyon kavramları güncelleşmiş ve bir çok ürün artık istenilen topolojide ve geometride üretilmekte ve ticarileştirilebilmektedir.
3. Seramikler: Katmanlı imalatta zirkonya, alümina ve trikalsiyum fosfat dahil olmak üzere bir çok seramik çeşidi de kullanılmaktadır. Ayrıca, tamamen yeni cam ürün sınıfları oluşturmak için alternatif toz cam ve yapışkan katmanları birlikte pişirilebilmektedir. Seramikler artık 3d baskı teknolojisinin ayrılmaz bir parçasıdır.
4. Biyokimyasallar: Biyokimyasal sağlık uygulamaları, yeni kemik büyümesi meydana geldikçe kemik yapılarını desteklemek için silikon, kalsiyum fosfat ve çinkodan sertleştirilmiş materyallerin kullanımını içermektedir. Araştırmacılar ayrıca, kan damarlarından mesanelere ve ötesine kadar her şeyi oluşturmak için kök hücrelerden üretilen biyo-mürekkeplerin kullanımını araştırmaktadır.

İmalat Üretim Süreçleri

Eklemeli imalat üretim süreçleri için bir çok yöntem vardır. Bu yöntemlerden bazıları aşağıda detaylı açıklanmıştır.

Toz Yatak Füzyonu: Powder Bed Fusion (PBF) teknolojisi, doğrudan metal lazer sinterleme (DMLS), seçici lazer sinterleme (SLS), seçici ısı sinterleme (SHS), elektron ışını eritme (EBM) ve doğrudan metal lazer eritme dahil olmak üzere çeşitli AM işlemlerinde kullanılır. (DMLM). Bu sistemler, üç boyutlu bir alanda ultra ince malzeme katmanlarını eritmek veya kısmen eritmek için lazerler, elektron ışınları veya termal baskı kafaları kullanır. Süreç sona erdiğinde, fazla toz nesneden uzaklaştırılır.

Bağlayıcı Püskürtme: Bağlayıcı püskürtme işlemi, baskı kafasının alternatif toz malzeme katmanları ve bir sıvı bağlayıcı yerleştirmesi dışında malzeme püskürtmeye benzer.

Yönlendirilmiş Enerji Biriktirme: Yönlendirilmiş enerji biriktirme (DED) işlemi, malzeme ekstrüzyonuna benzer, ancak polimerler, seramikler ve metaller dahil olmak üzere çok çeşitli malzemelerle kullanılabilir. Dört veya beş eksenli bir kol üzerine monte edilmiş bir elektron ışını tabancası veya lazer, tel veya filaman besleme stoğunu veya tozu eritir.

Malzeme Ekstrüzyonu: Malzeme ekstrüzyonu, en iyi bilinen katmanlı üretim proseslerinden biridir. Biriktirilen polimerler ekstrüde edilir veya hareketli bir kol üzerine monte edilmiş ısıtılmış bir meme aracılığıyla çekilir. Yatak dikey olarak hareket ederken nozül yatay olarak hareket ederek erimiş malzemenin katman katman oluşturulmasına izin verir. Katmanlar arasında uygun yapışma, hassas sıcaklık kontrolü veya kimyasal bağlayıcı ajanların kullanılmasıyla gerçekleşir.

Malzeme Püskürtme: Malzeme jetleme ile, bir baskı kafası, 2D mürekkep püskürtmeli yazıcıdaki kafaya çok benzer şekilde ileri geri hareket eder. Ancak, 3B nesneler oluşturmak için genellikle x, y ve z eksenlerinde hareket eder. Katmanlar soğudukça sertleşir veya ultraviyole ışıkla kürlenir.

Sac Laminasyon: Lamine nesne imalatı (LOM) ve ultrasonik katmanlı imalat (UAM), iki tabaka laminasyon yöntemidir. LOM, alternatif kağıt ve yapışkan katmanları kullanırken, UAM ultrasonik kaynakla birleştirilmiş ince metal levhalar kullanır. LOM, görsel veya estetik modelleme için ideal nesneler yaratmada mükemmeldir. UAM, titanyum, paslanmaz çelik ve alüminyum dahil olmak üzere çeşitli metallerle kullanılan nispeten düşük sıcaklıklı, düşük enerjili bir işlemdir.

Kazan Polimerizasyonu: Kazan fotopolimerizasyonuyla, sıvı reçine fotopolimerinden bir fıçıda bir nesne oluşturulur. Fotopolimerizasyon adı verilen bir işlem, aynalar tarafından hassas bir şekilde yönlendirilen ultraviyole (UV) ışığı kullanarak her mikro ince reçine katmanını iyileştirir.

Eklemeli İmalatın Kullanım Alanları

Havacılık: AM, ağırlıktan tasarruf sağlayan, karmaşık geometrik tasarımlara sahip parçalar üretmede üstündür. Bu nedenle, hafif, güçlü havacılık parçaları oluşturmak için genellikle mükemmel bir çözümdür. Ağustos 2013’te NASA, 20.000 pound itme kuvveti oluşturan sıcak ateş testi sırasında SLM baskılı bir roket enjektörünü başarıyla test etti. FAA, 2015 yılında ticari bir jet motorunda kullanılmak üzere ilk 3B yazdırılmış parçayı temizledi. CFM’nin LEAP motorunda 19 adet 3D baskılı yakıt nozulu bulunur. Aviation Week’e göre, 2017 Paris Air Show’da titanyum telden üretilen FAA sertifikalı Boeing 787 yapısal parçaları sergilendi.

Otomotiv: CNN, McLaren yarış ekibinin Formula 1 yarış arabalarında 3D baskılı parçalar kullandığını bildirdi. Bir arka kanat değişiminin üretilmesi beş hafta yerine yaklaşık 10 gün sürdü. Ekip, eklemeli üretim kullanarak halihazırda 50’den fazla farklı parça üretti. Otomobil endüstrisinde, AM’nin hızlı prototip oluşturma potansiyeli, üretim parçaları ortaya çıktıkça ciddi ilgi uyandırıyor. Örneğin, egzoz boruları ve pompa parçaları üretmek için alüminyum alaşımları kullanılır ve tamponlar üretmek için polimerler kullanılır.

Sağlık hizmeti: New York Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde 300 hastadan oluşan bir klinik çalışma, eklemeli üretim kullanarak hastaya özel, çok renkli böbrek kanseri modellerinin etkinliğini değerlendirecek. Çalışma, bu tür modellerin ameliyat öncesi değerlendirmeler ve ameliyatlar sırasında rehberlik konusunda cerrahlara etkili bir şekilde yardımcı olup olmadığını inceleyecektir. Küresel tıbbi cihaz üretim şirketi Stryker, Avustralya’da kemik kanserinden mustarip hastalar için özel, talep üzerine 3D baskılı cerrahi implantlar oluşturmak için katmanlı üretim teknolojisini kullanacak bir araştırma projesine fon sağlıyor. Genel olarak, eklemeli üretim için sağlık uygulamaları, özellikle AM ​​ile inşa edilmiş tıbbi cihazların güvenliği ve etkinliği tesis edildikçe genişlemektedir. Türünün tek örneği olan sentetik organların üretimi de umut vaat ediyor.

Ürün Geliştirme: AM’nin tasarım esnekliği potansiyeli ortaya çıktıkça, imkansız tasarım konseptleri artık başarılı bir şekilde yeniden tasarlanıyor. Katmanlı üretim, artık bir zamanlar altında çalıştıkları kısıtlamalardan bağımsız olarak çalışabilen tasarımcıların yaratıcı potansiyelini açığa çıkarıyor. Ürün Geliştirme hakkında daha detaylı bilgi için ‘Ürün Geliştirme‘ makalesini okuyabilirsiniz.

Eklemeli İmalat Avantajları

Eklemeli üretim, geleneksel kalıplar, kalıplar, frezeleme ve makineyle işleme kullanılarak inşa edilmesi çok zor veya çok pahalı olan daha hafif, daha karmaşık tasarımların oluşturulmasına izin verir. AM aynı zamanda hızlı prototiplemede de başarılıdır. Dijitalden dijitale süreç geleneksel ara adımları ortadan kaldırdığı için, çalışma sırasında değişiklikler yapmak mümkündür. Geleneksel prototiplemenin göreli sıkıntısı ile karşılaştırıldığında, AM daha dinamik, tasarım odaklı bir süreç sunar. Katmanlı imalat ister prototip oluşturma ister üretim için kullanılsın, teslimat süreleri sıklıkla kısalır. Bazı jet motoru parçalarının teslim süreleri bir yıl veya daha fazla kısaltıldı. Ayrıca, bir zamanlar birden fazla birleştirilmiş parçadan oluşturulan parçalar artık tek bir montajsız nesne olarak üretilmektedir. Mühendisler, köprülerden gökdelenlere kadar her şeyi tasarlarken uzun süredir gücü en üst düzeye çıkarırken ağırlığı en aza indirmeye çalıştılar. Katmanlı üretim ile tasarımcılar, nesnelerin ağırlığını büyük ölçüde azaltmak için organik yapıları kullanma hayalini gerçekleştiriyor. Flament malzemeler kullanılarak üretim yapa FDM teknolojisi ile hizmet sağlıyoruz.

3B BASKI AL’dan Eklemeli İmalat Hizmeti

3D BASKI AL teknik alt yapısı ve uzman ekibi ile tasarımdan hızlı protiplemeye kadar bir çok alanda hizmet sağlamaktadır. Ürün fikrinizin fiziksel ürüne dönüşmesi ve oradan da ticarileşmesine kadar bütün süreçte sizlere hizmet ve danışmanlık sağlıyoruz. Bizi arayın. ,