3D Yazıcı: Baskı Öncesi Hazırlık

3D yazıcı hakkında kısa bilgiler derlediğimiz bu içerikte, 3D baskıya veya 3D yazıcıya başlamadan önce bilmeniz gereken bir kaç konuya hakim olabilirsiniz.

3D baskıya başlamadan önce üç boyutlu yazıcı çeşitlerini, nasıl çalıştıklarını, parçalarının ne işe yaradığını, 3D yazıcıların arasındaki farkları, 3 boyutlu modellemenin nasıl yapıldığını, yazıcının kalibrasyon ve ayarlanmasını, üreteceğeniz parçaya ve yazıcınıza uygun hammaddeyi, parça bittikten sonra yapabileceğiniz işlemleri ve problemler ile karşılaşırsanız nasıl baş edebileceğinizi bu yazımızda sizin için anlatıyoruz.

Size Uygun Üç Boyutlu Yazıcı Seçimi

3D Yazıcı Nedir?

3D baskının kendisi çok genel bir terimdir. 3D baskıyı karmaşık nesneleri çoğaltabilecek geleceğin büyülü bir teknolojisi olarak görebiliriz. Ancak bu, teknik olarak 3D baskının tam olarak ne olduğunu anlamayı zorlaştırabilir. Gerçekte, birçok farklı 3D baskı teknolojisi vardır, ancak bu makalenin odaklandığı FDM (Fused Deposition Modeling – Eriyik Yığma Modellemesi) en yaygın olan teknolojidir.

Ayrıca 3D yazıcılar hakkında hazırladığımız 3D Yazıcı Nedir? içeriğine göz atarsanız kavramlara hızlı bir şekilde adapte olabilirsiniz.

FDM 3D yazıcılarda, temel olarak eritilip katmanlar halinde serildikten sonra soğuyabilen bir malzeme olan termoplastik kullanılır. Filament olarak da adlandırılan bu malzeme ile parçalar, üst üste katmanlar eklenerek oluşturulur.

FDM hakkında daha önce biraz araştırma yaptıysanız, bazı kaynakların teknolojiye atıfta bulunurken FDM yerine kaynaşmış filament üretimi anlamına gelen Fused Filament Fabrication (FFF) teriminin de kullandığını fark etmiş olabilirsiniz. Bunun nedeni, FDM’in aslında Stratasys firması tarafından ticari marka olarak kullanılan bir terimdir, diğer kısaltmanın ise daha genel bir terim olmasıdır. Ancak, isimler farklı olsa da iki teknoloji arasında hiçbir fark yoktur.

3D Yazıcı Nasıl Çalışır?

FDM’in nasıl çalıştığını anlamanın en kolay yolu, FDM 3D yazıcının bileşenlerini öğrenmektir. Bununla birlikte, geleneksel FDM 3D yazıcıların X, Y ve Z adlı üç eksende hareket ettiğini bilmektir. Genellikle kartezyen sistemlerde X ve Y eksenleri sol, sağ, ileri ve geri hareketten, Z ekseni ise dikey hareketten sorumludur.

Bir 3D yazıcının ana parçalarına göz atalım:

• Baskı Alanı/Tabla: Parçanın üretildiği alandır. Genellikle parçanın yapışması için ısıtılır ve yardımcı malzemeler kullanılır.
• Ekstrüder: Modeli oluşturmak için filamentin erimesinden ve kademeli olarak baskı alanına bir motor, tahrik dişlileri ve diğer küçük bileşenler yardımıyla ittirip katmanlar halinde serilmesinden sorumlu bileşendir. Filamenti eriti sıcak uca iten oluşur.
• Hotend (Sıcak Uç): Erimiş filamenti belirli bir çapta (genellikle 0,4 mm) şekillendiren nozzle (nozül) adı verilen uca sahip bölümdür.

• Soğutucu Fan: Hotend ile ekstrüder filament ittirme bölümünün arasında bir soğutucu fin ve fan bulunur. Filamentin sıcak uca giderken eriyik kıvama gelip sıkışmaması için serin kalması gerekir.
• Parça Soğutucu Fan: Soğutucu fana ek olarak, erimiş filamenti nozzle’dan çıktıktan sonra soğutmak için genellikle en az bir fan kullanılır.
• Kontrol Arayüzü: 3D yazıcıları kontrol etmek için cihaz üzerinde fiziksel kaydırma ve tıklama tekerleğine sahip basit bir LCD ekran veya dokunmatik ekran bulunur. 3D yazıcı marka ve modeline bağlı olarak, Wifi kablosuz bağlantı, SD kart yuvası ve bir USB bağlantı noktası da mevcuttur.

3D modeli yazıcıya yükledikten sonra yazdırma işlemi başlar ve hotend ısınır. Nozzle, filamenti eritmek için gerekli sıcaklığa ulaştığında ekstrüder filamenti nozzle’a doğru iter.

Baskı kafası ekstrüder, baskı alanına yaklaşır ve parça soğutucu fan, nozülden çıktıktan kısa bir süre sonra soğuyan ve sertleşen erimiş filamenti baskı alanına sermeye başlar. Filament her katmana bir kere serilir ve bir katman tamamlandıktan sonra baskı kafası Z ekseninde küçük bir miktar yukarı hareket eder ve parça tamamlanana kadar işlem tekrarlanır.

3D Yazıcının Çevresi Kapalı Olmalı Mıdır?

3D baskı almadan önce dikkat etmeniz gereken başka bir konu da üreteceğiniz parçanın özelliklerine göre (mukavemet, esneklik, ısıya ve kimyasallara dayanım gibi) malzeme seçimidir. Ayrıca seçilen malzemenin yani filamentin 3D yazıcın ile uyumlu bir şekilde çalışması gerekiyor.

Bazı filamentler ile kaliteli (tolerans ve dayanıklılık) baskılar alınması için belirli bir sıcaklıkta sabit kalabilen ortam olmalıdır. Ayrıca özelliğine göre tercih edilen, bitkisel özlü filamentlerin yanı sıra petrol bazlı plastikler de 3 boyutlu yazıcılar ile kullanılabilmektedir. Baskı sırasında uzun süreler maruz kalındığında zararlı olabilecek gaz ve partiküller ortaya çıkabilir. Bunu önlemek için de yazıcının etrafını kapalı olması, filtre ve havalandırma sisteminin olması gerekmektedir.

Örneğin ABS filamenti güçlü, hafif esnek ve sıcağa dayanıklı bir malzemedir. Ancak baskı sırasında 3D yazıcının etrafı kapalı ve filtre ile havalandırılabilir olması gerekmektedir. Aksi takdirde hem sağlık açısından sakıncalı hem de baskı sonrası çıkan parçada istenmeyen hatalar olabilir.

Baskı Alınabilir 3D Tasarım veya Model

Doğal olarak, bir parçayı 3 boyutlu olarak yazdırmak istiyorsanız, o parçanın 3D modeline ihtiyacın var. 3D modeller, genellikle CAD (bilgisayar destekli tasarım) yazılımı olarak adlandırılan 3D modelleme yazılımları ile oluşturulur.

Bununla birlikte, 3D baskıya yeni başlarken bu tür profesyonel tasarım yazılımları kullanmak için gerekli beceriye sahip olmayabilirsiniz. Bu durumda endişelenmenize hiç gerek yok, çünkü size basitçe 3D tasarım yapabileceğiniz ve profesyonel tasarıma geçiş için temel oluşturmanıza yarayacak bazı ücretsiz yazılımlar var. Bunlardan en popüler olanı Tinkercad, herkesin önceden deneyime sahip olmadan kullanabileceği basit bir program. Sektörün önde gelen CAD yazılım üreticilerinden biri olan Autodesk firması (örneğin AutoCAD ve Invertor) tarafından tasarlanan her bilgisayardan ya da tabletten bağlanabileceğin online ve ücretsiz bir uygulamadır.

Dilimleme Yazılımı Ayarları

3D modelleri yazıcının anlayacağı ve baskıya hazırlayan dile çeviren özel yazılımlara ihtiyaç vardır. Bu yazılımlara “dilimleyici” adı verilir. 3D modeller bir dilimleyici yazılımına aktarılır ve 3 boyutlu model sanal olarak katmanlara “dilimlenir”. Ortaya çıkan dosyada temel olarak uzun bir talimat listesi ve modeli oluşturmak için 3D yazıcı tarafından okunacak G-Code satırları yer almaktadır.

G-Code, 3D yazıcıların ve CNC makinelerinin yazılım dilidir. Bu dosyalar, baskı yazdırma hızı ve baskı sıcaklığı, duvar kalınlığı, iç dolgu yüzdesi, katman yüksekliği ve diğer özellikler gibi modeli üretmek için gerekli olan önemli parametreleri içerir. Başka bir deyişle, G-Code dosyası olmadan 3D baskı mümkün değildir.

Bir dilimleyicinin ana işlevlerinden bir diğeri destek yapısı (support) oluşturmaktır. Geniş açılı ve boşluklu çıkıntılara sahip modeller için destek gereklidir. Dilimleyici, destekleri nereye koyacağınızı ve ne kadar dolgu yoğunluğuna sahip olacağını ayarlamanızı sağlar. Bazı dilimleyiciler, kullanıcılara daha kolay ve stabilite için farklı türde destek yapıları seçmene olanak tanır.

Hangi dilimleme yazılımını kullanacağınıza hala karar veremediyseniz, seçmene yardımcı olması için en popüler dilimleme yazılımı Cura kullanma kılavuzuna göz atabilirsin.

3D Yazıcı Kalibrasyonu

Modelinizi yazdırmaya başlamadan önce yapmanız gereken birkaç işlem daha var:

1. Filament Yükleme: Ekstrüderin baskı başlamadan önce filamenti ekstrüde etmeye hazır olması gerekir. Yükleme işlemi, sıcak uç hotend’i filamentin erime sıcaklığına (filament çeşidine bağlı olarak 200°C’nin üzerine) ısıtarak ve daha sonra filamenti ısıtılmış ekstrüdere yükleyerek başlar.
2. Yatak Kalibrasyonu: Yazıcının filamenti baskı alanına sermesi ve parçayı başarılı bir şekilde inşa edebilmesi için baskı alanının yani yatağın nozzle’a göre her yerden düz olması gerekir. 3 boyutlu yazıcı markalarına bağlı olarak, yatak kalibrasyonu manuel veya otomatik yapılabilmektedir. Yatağın hizalanması çok önemlidir, çünkü eğer baskı tablası nozuldan çok uzakta ise, ilk ve en önemli tabaka tablaya yapışmaz ve baskının başarısız olmasına neden olur.

Bu önemli adım hakkında daha fazla bilgi için 3D Yazıcı Kalibrasyonu Nasıl Yapılır? yazımıza göz atabilirsin.

Doğru Malzeme Seçimi

Daha önce de belirttiğimiz gibi, FDM 3D yazıcılar ile parça üretebilmek için filament malzemesi kullanılmaktadır. Filamentler temel olarak yapısal bütünlüğünü korurken eritilmesi ve soğutulması için özel olarak tasarlanmış bir termoplastiktir. 3D baskı için filamentler genellikle iki farklı çap seçeneğiyle gelir: 1,75 mm ve 3 mm (veya 2,85 mm). Çapın yanı sıra, filamentler farklı makara boyutlarında da gelir. Pazarda en yaygın boyutlar 500 gr, 750 gr, 1 kg, 2 kg ve 3 kg’dır.

FDM 3D yazıcıların en güzel yanı çok çeşitli filamentlerle çalışabilmesidir. FDM ile 3D baskı için kullanılan filament türlerinden bazıları şunlardır:

• PLA
• ABS
• PETG

FDM için filamentler ayrıca 3D baskı dünyasında kullanılan en ucuz malzemelerdir. En popüler 3D yazıcı filamentleri hakkında bilgi edinmek için filament özelliklerine göz atabilirsin.

Filamentlerin Doğru Depolanması

Yaptığın bir baskıdan sonra filamenti bir süre kullanmayı düşünmüyorsan, filamenti saklamak iyi bir fikirdir. Filamentler için depolama, özellikle etrafta birkaç makara varsa, sorunsuz bir 3D baskı için önemlidir. Çünkü makaralar bir süre açıkta kalırsa, toz yapıştığından baskı sırasında nozzle’ı tıkayabilir ve nemden etkilenerek filamentin özellikleri kaybolabilir.

Filamentleriniz için vakum torbaları veya kap alabilirsiniz. Filamenti güvenli bir şekilde saklamanın yollarını anlattığımız makalemize göz atabilirsiniz.

Baskı Sonrası İşlemler

Baskı sonrası parçanın üzerinde yapılacak işlemler son üretim aşamasıdır.

• Destek Yapısını Çıkarma: Yazdırdıktan sonra, varsa destek malzemesi çıkarılır. Destek malzemesinin çıkarılmasından sonra, parçanın yüzeyinde kalan izler varsa temizlenir.
• Zımparalama: Daha sonra zımparalama işlemi yapılır. 3D baskılı parçaların ince taşlı zımpara ile yüzey işlemi yüzeyin daha pürüzsüz hale gelmesini sağlar.
• Boyama: Modelin rengini değiştirmek, ayrıntılar eklemek veya koruma yapmak için boya kullanılabilir.
• Parlatma / Pürüzsüzleştirme: Epoksi kaplama, baskılı bir parçanın yüzeyini düzleştirmek için kullanılan yollardan biridir. Özellikle ABS gibi filamentlerde, pürüzsüz bir yüzey kalitesi elde etmek için aseton buharı gibi özel işlemler yapılabilir. Bu yazımızdan bu adımlara göz atabilirsiniz
• Yapıştırma: Yazıcının baskı alanına sığmayan büyük bir 3D modeli yazdırmak istiyorsanız, modeli parçalara ayırıp yazdırabilir ve daha sonra yapıştırabilirsiniz.

Sorun Giderme

3D yazıcı kullanırken yeni başlayanların karşılaşabileceği en yaygın sorunlardan bazıları:

• Yataktan Kalkma: Baskı işlemi sırasındaki sıcaklık farkları nedeniyle oluşur.
• Tel Tel Olma: Yanlış sıcaklık, geri çekme (retract) ayarlarından veya hatta belirli filament türlerinden (örneğin ABS ve Naylon) kaynaklanır.
• Nozzle Sıkışması ve Tıkanması: Tıkalı bir nozül, FDM 3D yazıcılarda en rahatsız edici sorunlardan biridir. Yazıcı kafasından gelen garip bir ses duyarsanız ve filament nozzle’dan çıkmazsa, muhtemelen uç tıkanmış demektir. Diğerlerinin yanı sıra düşük filament kalitesi, düşük sıcaklık, filament türü ve nem toz gibi çevre koşullarından kaynaklanabilir.
• Katman Kayması: Z ekseninde hafif bir yalpalama, kasnakların gevşekliği veya aşırı baskı hızından kaynaklanabilir.
• Filamentin Az Gelmesi: Düşük ekstrüzyon, baskı sırasında yeterli filament ittirilemediği için meydana gelir. Bu sorun, katmanlar arasında boşluklara neden olur ve parçanın kırılganlığı artar.
• Filamentin Çok Akması: Aşırı ekstrüzyon, çok fazla filamentin ekstrüde edilmesinden dolayı olur. Bu, genel olarak katmanların sarkmasına ve ekstrüderin model üstüne yapışmasına neden olur. Hasarın boyutları ciddi olabilir.