3D Printer Kısa Tarihi

3 boyutlu yazıcı teknolojisinin tarihi 1970’li yıllara kadar uzanmaktadır. 1971 yılında, Piere Ciraud isimli Fransız bilim adamı, ışın yardımıyla metal tozlarının birleştirilmesiyle gerçekleştirilen bir üretim yöntemine ilişkin çalışmalar yapmıştır. Aynı yıl, Wyn Kelly Swainson sterelithography (SLA) teknolojisine benzeyen ve üç boyutlu cisimlerin lazer ışınlarının kesiştirilmesiyle üretildiği bir yöntem üzerinde çalışma yapmıştır. 1979 yılında ise Ross Housholder Selective Laser Sintering (SLS) teknolojisini hatırlatan ve ham maddenin lazer ışınlarıyla katman katman katılaştırılarak üç boyutlu cisimlerin üretildiği bir üretim işlemi üzerinde çalışma yapmıştır. 3 boyutlu baskı teknolojisine yönelik bu çalışmalar ticarileştirilmesinde, 1984 yılında Charles Hull SLA teknolojisiyle üç boyutlu cisimler üreten bir makineye ilişkin patent başvurusunda bulunmuştur. İki yıl sonra, patent başvurusu kabul edilen Hull söz konusu teknolojinin hayata geçirilmesi amacıyla 3D Systems Corporation şirketini kurmuştur.

MATERYALLER

1.Mekanik Materyaller

2. Prusa Tipi Yazıcıların Mekanik Kısımları İçin Gerekli Yazdırılabilir Parçalar

3. Elektronik Materyaller

4. Yazılım

1.Firmware

Diğer bir adıyla donanım yazılımı, sayısal veri işleme yeteneği bulunan her tür donanımın kendisinden beklenen işlevleri yerine getirebilmesi için kullandığı yazılımlara verilen addır. Elektronikte ve bilişimde firmware, kalıcı bellek, program kodu ve veri deposudur[13]. Çalışmada arduino’nun içine yerleştirilmiş olan kod bloğudur ve çalışmanın bütün işlemleri burada gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın şekil bilgisine yine bu kod bloğu sayesinde ulaşılır.

2.Dilimleme Programı (Cura)

3 boyutlu yazıcılardan ürün çıkarabilmek için ilk aşamada bu ürünün digital ortamda 3 boyutlu olarak tasarlanmış olması gerekir. Digital ortamda tasarlanan ürün STL formatında kaydedilir ve 3 boyutlu yazıcı kontrol programlarına aktarılır. 3 boyutlu yazıcı kontrol programlarında baskısı yapılacak olan ürünün yüzey kalitesi, doluluk oranı gibi istenilen özellikleri ayarlanır. Gereken ayarlar yapıldıktan sonra dilimleme işlemi yapılarak ürün katmanlara ayrılır ve “G kodu” dosyası oluşturulur. Oluşturulan bu dosya ya hafıza kartı aracılığıyla yada doğrudan bilgisayar bağlantısı ile 3 boyutlu yazıcılara aktarılarak ürün baskısı gerçekleşir[14]. Çalışma içinde dilimleme programı 3 boyutlu parçaların dilimlenmesi için kullanılmıştır.
Cura ara yüzü aşağıdaki gibidir ve kullanımı çok kolaydır.

Çalışma İçindeki Bazı Parçaların Detayları ve Bağlantı Şemaları

1. Kontrol Kartı (RAMPS)

Kontrol kartı en basit tabiri ile 3d printerın beynidir. Bizim ülkemizde karmaşık olan tüm elektronik kartlara genelde beyin denir zaten. Piyasada mevcut bulunan tüm 3d printer elektronik kontrol kartları Arduino’ya dayanmaktadır. Farklı tasarımlara ve özelliklere sahip olsalar da bütün kontrol kartları aynı işlemi gerçekleştirmektedir. Kontrol kartının temel görevi step motorları, ısıtıcı zemin ve ısıtıcı kontrol etmektedir. Şu an açık kaynak olarak 10 dan fazla 3d printer kontrol kartı mevcut ancak çok detaya inmeden en sık kullanan iki kontrol kartına dikkat çekmekte fayda var.

RAMPS (RepRap Arduino Mega Pololu Shield)

Açılımından da anlaşılabileceği gibi RAMPS bir Arduino ek kartıdır (shield). RAMPS 3d yazıcı için gereken tüm elektronik kontrol işlevini kapsamak üzere tasarlanmıştır. Aşağıdaki resimde gördüğünüz hali Arduino ve 4 ya da 5 adet step sürücü devresi eklenmemiş halidir. Tam olarak kullanılabilmesi için Arduino Mega ve A4988 vb step sürücüler ile birleştirilmesi gerekmektedir. Açık kaynak Reprap 3d printer vb bir çok makinede en çok kullanılan kontrol kartı RAMPs dir.

2. Motorlar ve sürücüler

Step motor sürücü step motoru hareket ettirmek görevini gerçekleştirmektedir. Arduino üzerinden geçen güç motorları sürmeye yetemediği için bu görevi step motor sürücü devresi yapmaktadır. Step motor sürücü devresinin bir diğer özelliği de hassas bir şekilde motorları kontrol edebilmesidir
Genellikle kullanılan 2 çeşit sürücü vardır. Bunların ilki A4988 step motor sürücüsü kartı, Allegro’nun en kullanışlı mikrostep çift kutuplu bipolar step motor sürücüsüdür. Sürücünün akım sınırlaması, yüksek akım koruması ve 5 farklı mikrostep çözünürlüğü vardır. 8-35V arasında çalışabilir ve her bobin için 1A akım vermektedir. Üzerinde akım sınırlaması için potansiyometresi bulunmaktadır.

3. Isıtıcı uç

Isıtıcı uç (Hot End) ekstrüderden gelen filaman malzemeyi eriten ve ince bir ip haline getiren parçadır. Bu nedenle 3d yazıcının performansını direkt olarak etkileyen en kritik parçadır diyebiliriz. İyi tasarlanmış ve kaliteli olarak üretilmiş bir ısıtıcı uç çok iyi sonuçlar verirken, kalitesiz olarak üretilmiş (genellikle Çinden gelenler) bir ısıtıcı uç 3d printer işinden tümüyle nefret etmenize sebep olabilir. Bunlara ek olarak kaliteli ısıtıcı uçlar farklı malzemeler ile kullanıldıklarında da sorun yaratabilmektedir. Bu nedenle Makerbot / Ultimaker gibi 3d printer üreticileri filaman üreticileri ile anlaşmalar yaparak kendi makineleri için filaman makine uyumluluğunu garanti altına almaktadırlar.

Kendi 3d yazıcımızı yaparken bu gibi riskleri ortadan kaldırmak için neler yapabiliriz?

Öncelikle en çok kullanılan ısıtıcı uçları tercih etmekte fayda var ve mümkünse bu ısıtıcı uçları asıl tasarımcısından almamızda en mantıklısı. Neden ?? daha önce de bahsettiğim gibi ısıtıcı uç 3d yazıcıları en kritik parçasıdır. Reprap ve benzeri açık kaynak yazıcıların ısıtıcı uç tasarımları ile ilgili bir çok bilgiye kolayca erişebiliyoruz ancak bu teknolojiye emek veren bir çok geliştirici kendilerini Çinden koruyabilmek adına bazı kritik bilgileri paylaşmamayı tercih etmektedirler. 3d Printer meraklılarını yolmayı hedefleyen Çinli üreticiler ise düşük fiyattan kalitesiz ürünleri piyasaya sürmekte. Siz 3d Printer yapmaya çalışırken yaşadığınız sorunları kendi hatanız zannedersiniz ama yanıt basittir kalitesiz parçalar ve malzeme. Bu gibi sorunlar yaşamamak için tavsiye edilen parçaları asıl geliştiricilerinden temin etmeliyiz.
Tüm ısıtıcı uçlar ısı kontrolünü ısıtıcı bloka gömülü termistor ya da termokupl sayesinde gerçekleştirir. Termistor ve termokupl ısıya mağrus kaldıklarında voltaj üreten elemanlardır. Bu voltaj değeri 3d Printer kontrol kartına gömülü firmware içindeki ki voltaj-sıcaklık tabloları ile sıcaklık birimine dönüştürülür ve ısıtıcı ucun her zaman istenen sıcaklıkta olması sağlanır. Isıtıcı uçların ısıtma bloğu bölümü genelikle alüminyum ya da pirinç gibi ısı iletkenliği yüksek malzemelerden yapılmaktadır. Isıtıcı blokun üst kısmında kalan ve filamanın bulunduğu bölüm ise filamanı daha soğuk bir sıcaklıkta tutacak şekilde tasarlanmıştır.

4. Isıtıcı zemin

Isıtıcı zeminin 3d yazıcıda ki işlevinden bahsedelim. Bu parça genellikle baskı sırasında malzemenin yüzeye yapışmasını ve çarpılmamasını sağlamak amacı ile kullanılmaktadır. PLA için ısıtıcı zemin kullanımı şart olmasa da ABS malzemenin çarpılmasını engellemek açısından şart olmaktadır.Isıtıcı zemin 3d yazıcınız için kullandığınız güç ünitesine ekstra yük getirecektir. Bu nedenle ısıtıcı zemin kullanacaksanız en az 300W lık bir güç ünitesi kullanmakta fayda var. Isıtıcı zemin de ısıtıcı nozzle da olduğu gibi thermistor ile ısı kontrolü sağlamaktadır.

Elimden geldiğince 3D Printer nasıl yapılır kısmını açıklamaya çalıştım. Umarım açıklayıcı olmuştur.

3D Printer nasıl yapılır? Nasıl Programlanır? proje yazımda bu kadar arkadaşlar. Diğer proje yazılarımda görüşmek üzere.

Bir önceki yazımda Drone nasıl yapılır ve programlanır bağlantısını gitmek için tıklayınız.

The post 3D Printer nasıl yapılır? Nasıl Programlanır? appeared first on Dinamik Network.