10 Kat Daha Hizli Çıktı Alan 3d Printer
Mühendisler,yaklaşık 30 yıl önce 3d yazicilarin icadindan bu yana, hizli prototipleme için 3d yazicilari kullaniyorlar.Ama son yillarda kullanim resmen patladi.Bugünün tasarımcıları hedefledikleri ürünün sanal 3d modelini oluşturmak için CAD programlarını kullanıyorlar.3d yazıcılar sayesinde bu programda tasarladıkları sanal ürün gerçek bir nesneye dönüşüyor.
Bir nesnenin dakikalar içerisinde üretildiği bir dünya hayal edin.Bir tasarımcı yeni bir ürünü test etmek için bir kahve molasında prototipini geliştirdiğini düşünün.Bir araba servisinin ya da tamircinin stok tutmadan çalıştığını, bozuk olan parçanın çok kısa bir süre içerisinde üretilebildiğini.
MIT makine mühendisliği, imalat ve verimlilik labaratuvar başkanı Prof. A. Jhon Hart böyle bir geleceğin ancak 3d printerlar ile olabileceğini belirtiyor.
Mevcut 3dprinterlar her ne kadar Prof. A.Jhon 'un vizyonundan uzaksa da, labaratuvarlarinda yaptiklari son çalışmalar ile simdiki 3d yazicillarin cikamayacaklari hiza cikmayi basardilar.Ayrica ucuz ve bio-yenilenebilir madde olarak selüloz kullandilar.
3d Printeri Yavaşlatan Nedenler Nedir
Prof. Hart ve ekibi 3d yazıcıları yavaşlatan nedenleri bulmak için, ekstrüzusyon bazlı 3d yazıcılarda birçok incelemede bulunduktan sonra yazıcı hızının 3 faktöre bağlı olduğunu tespit ettiler.Bunlar yazıcı kafasının malzemeyi ne kadar güçle nozuldan ittiği, malzemeyi eritmek için sıcaklığın ne kadar hızla malzemeye transfer edildiği ve yazıcı kafanın ne kadar hızlı hareket ettiği.
Bu tespitlere göre, bu üç sınırlamayı ortadan kaldırabilecek özelliklere sahip bir makine tasarladılar.
Yeni tasarımlarında, dişli bir yüzeye sahip bir filament, baskı kafasının tepesine bükülmesini önleyen iki merdane arasına girer. Daha sonra, bir motorlu kayış tarafından döndürülen ve filament üzerindeki dış dişlerle örülen iç dişlere sahip dönen bir somunun merkezine girer. Somun döndükçe filamanti, altın folyo ile çevrili bir kuvars odasına doğru iter. Burada, bir lazer yandan girer ve her seferinde filamentin merkezinden geçen ön ısıtma için altın folyo tarafından birkaç kez yansıtılır. Yumuşatılmış filament daha sonra (iletkenlikle) erime noktasının üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtan sıcak bir metal bloğa girer. İnerken, erimiş malzeme daha fazla ısıtılır ve daraltılır ve son olarak bir ağızlıktan baskı yatağı üzerine geçirilir.
Bu tasarım, mevcut 3 boyutlu yazıcıları yavaşlatan kuvvet ve ısıtma sınırlarını aştı. Standart bir yazıcıda, filament iki küçük, döner tekerlek tarafından itilir. İşleri hızlandırmak için daha fazla güç eklediğinizde tekerlekler çekişini kaybeder ve filaman hareket etmeyi durdurur. Bu yeni tasarımla ilgili bir sorun değil. İpliklerin filament ve somun üzerinde eşleştirilmesi, ikisi arasında maksimum temas sağlar. Sonuç olarak, sistem, filamentine kavrama özelliğini kaybetmeden yüksek bir kuvvet aktarabilir.
Standart yazıcı ayrıca hareketli filament ve ısıtılmış bir blok arasındaki termal iletime de dayanır ve bu işlem zaman alır. Daha yüksek bir besleme hızında, çekirdek iki çarpma ile tamamen eriyemeyebilir: Malzemeyi meme boyunca itmek daha zor olacaktır ve ekstrüzyonlanan malzeme daha önce biriktirilmiş tabakaya iyi yapışmayabilir. Filamentin bir lazer ile önceden ısıtılması, filamentin nozüle ulaştığı zaman iyice eritilmesini sağlar.
Testler, yeni baskı kafalarının filamente standart masaüstü modellerden en az iki buçuk kat daha fazla güç sağlayabildiğini ve 14 kat daha büyük bir ekstrüzyon hızına ulaşabileceğini gösterdi.
Böylesine yüksek bir ekstrüzyon hızı göz önüne alındığında, araştırmacıların baskı kafasını yeteri kadar hızlı hareket ettirecek bir yol bulmaları gerekiyordu. “H” şeklinde biçimlendirilmiş metal bir asma köprü portalına sahip bir mekanizma tasarladılar ve sabit çerçeveye monte edilmiş iki motorla çalışan kasnakların etrafında dolaşan sürekli bir kayışı var. Baskı kafası, kayışa bağlı bir kademenin üzerine oturur ve her bir düzlem içerisinde öngörülen konumlar boyunca hızlı ve yumuşak bir şekilde taşınır.
Test nesnelerinin üretilmesi
Ekip, sistemlerini göstermek için aşağıda gösterilenler de dahil olmak üzere bir dizi test nesnesi çıktı aldı
Resimdeki çubuğu basmak 3,6 dakika sürdü, spiral kap 6 dakikadan biraz daha az ve konik dişli (açılı dişlere sahip dairesel bir dişli) yaklaşık 10 dakika. Objelerin mikroskobik incelemesi, bireysel olarak biriktirilmiş katmanların 0,2 mm kalınlığında oldukça düzgün olduğunu ve mekanik özelliklerinin test edilmesinin ardından güçlü ve sağlam olduklarını doğruladı.
Kaynak: MIT
Yorumlar
Yorum Gönder