Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

3D Yazıcı ve 3D Baskı Teknolojisi Nedir?

3D Yazıcı Teknolojisi artık hayatımızın pek çok alanında karşımıza çıkıyor ve önceden hayal dahi edemeyeceğimiz şeyleri gerçeğe dönüştürüyor. Katmanlı Üretim (Additive Manufacturing) de denen 3D Yazıcı Teknolojisi, kendisine özgü programları ile bilgisayarda tasarlanan nesneleri üç boyutlu hale getiren bir teknoloji harikası. 3D Yazıcı Teknolojisi sayesinde, üç boyutlu olarak elde edebileceğiniz objelerinizin hızlı bir biçimde prototipini alabilirsiniz. Artık hayatımıza iyice giren bu teknoloji sayesinde bilgisayarda çizimleri yapılan nesneler katman katman gerçeğe dönüşmektedir. 3D Yazıcılar ile mekanik aletler, medikal malzemeler ve mimari nesneler bir yana, biliminsanları bu yazıcılar ile yapay organlar bile üretilebileceğini düşünmekte ve bunun üzerine yoğun çalışmalar yürütmektedirler. Üç boyutlu olarak gördüğünüz ve hayalini kurduğunuz her şeyi 3D Yazıcı ile üretebilmeniz mümkündür. Ancak bazı tasarımlar, daha özel ve fonksiyonel 3D Yazıcılar istemektedirler.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

3D objenizin hammaddesi de 3D Yazıcı tercihlerinizi etkilemektedir. Kullanılan hammaddeler birbirinden oldukça farklıdır. Bu yüzden bu hammaddelerin erime, donma ısıları da farklılık göstereceği için, makinelerin de fonksiyonları arasında büyük farklar vardır. FDM Teknolojisi kullanan Masaüstü 3D Yazıcılar, PLA ve ABS filamentleri yaygın olarak kullanmaktadırlar. Ancak daha büyük ölçekli ve kalifiye makinelerin kullandıkları hammaddeler titanyum, seramik, çelik, mum ilk sırada olmak üzere çok çeşitlidir ve bu makineler bu hammaddelerden kolaylıkla baskı yapabilmektedir.

Filament Nedir?

Filament, PLA, ABS, PETG gibi türleri bulunan, 3D yazıcılar ile kodlanan modelleri ile çıktı haline getirmeye yarayan, plastik, kimyasal ve çeşitli organik hammaddelerden üretilen 3D baskısının temel üretim maddesidir. FilamenTlerin 3D boyutlu çıktıları için gereken üretim malzemelerinin uygun ölçülerde makaralara sarılmış halidir. Filament çeşitleri, 0.5 kilo ile 2 kilo arasında değişen ağırlıklar da, yaklaşık 330-340 m. uzunluğunda makaralara sarılı olarak satılmaktadır. Filament, 1.75 mm ve 2.85 – 3.00 mm olmak üzere iki kalınlıkta bulunur. Filamentlerin büyük çoğunluğu 1.75 milimetre tipindedir. Filament ağırlıkları ve uzunluğu nerdeyse tüm markalar da aynıdır. 3D yazıcınız ile baskı almak istediğinizde uygun ölçü de filament ile işlemi gerçekleştirebilirsiniz. 3D baskıda kullanılan filamentler, ısıtıldığında yanmak yerine eriyen plastik yani termoplastiklerdir. Bu plastikler şekillendirilebilir ve soğutulduğunda katılaşabilirler.

3D Yazıcı da Filament Kullanımı

Filament, yazıcının ekstruder düzeneğindeki ısıtma bloğundan girer, burada erime sıcaklığına kadar ısıtılarak eritilir ve daha sonra ekstrüder düzeneği hareket ettikçe bir metal nozzleden(namludan)dışarı çıkar. Oluşturulmak istenilen nesne şekline göre step motorlar yardımıyla ileri geri, sağa sola ve yukarıdan aşağıya hareket ederek katman katman taban üzerine işlenir. Çoğu 3D yazıcı tek bir ekstrüdere sahip olsa da, bir nesneyi farklı renklerde ya da farklı filament türleri kullanarak yazdırabilen bazı çift ekstrüderli 3d yazıcı modelleri vardır.

Filamentlerin Saklama Koşulları

Filamentler nemden etkilenmektedir. Nemin etkisini azaltmak için filamentler hem vakumlu poşetlerle hem de içindeki kurutucu silika jeli ile gelmektedir. Bu sebeple, filamentlerinizi poşetinden çıkardığınızda olabildiğince kuru bir ortamda saklamalısınız. Filamentler nemli havaya uzun süre maruz kaldığında basım sırasında nozzle’da baloncuklanmaya ve kontrolsüz akışa neden olabilmektedir. Bu sorun hem nozzle’ı tıkayabilmekte hem de 3D modellerinizin yüzey kalitesini bozabilmektedir.

Doğru Filament Nasıl Seçilir

3D yazıcınızı seçtikten sonra, vermeniz gereken ilk karar ne tür bir filament kullanmak istediğinizdir. Birkaç düzine filament çeşidi vardır. Polilaktik asit, polivinil alkol, karbon fiber, termoplastik elastomer vb. çeşitleri vardır. Filament isimleri kısaltmalar biçiminde tanımlanır. ABS, PLA, HIPS, CPE, PETG, PETT, TPE, PVA, PCTPE gibi. Bu kadar çok filament çeşiti kafanızı karıştırmasın çünkü yalnızca birkaç tür filament ev tipi kullanıcılara hitap etmektedir. Bu nedenle ilk olarak ev tipi filament çeşitlerine göz atalım ve içlerinden sizin için en kullanışlı olanı seçelim.

Filament Çeşitleri

Genel olarak ABS,PLA gibi filamente çeşitleri ev ortamında kullanılmakta, ayrıca aşağıdaki grafiğe bakarakta projeniz için kararı verebilirsiniz;

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

ABS Filament

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), yüksek sertlikte, darbelere karşı dirençli, ve düşük esneklikteki petrol bazlı bir termoplastiktir. FDM teknolojisini kullanan ve tabla ısıtıcıya sahip bir 3D yazıcısı ile ABS baskı yapabilir. Tamamen kapalı kasaya sahip 3D yazıcılarla sorunsuz ve kaliteli baskılar alabilirsiniz. 210 ° C ile 250 ° C arasında değişen bir baskı sıcaklığı ile nispeten yüksek bir erime noktasına sahiptir. Aseton ile çözümlenebilir, yüzey işlemesi yapılabilir. Yiyecek ve içecekler ile kullanılması önerilmez. Ayrıca Legolarda kullanılan plastik ile aynıdır.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

PLA Filament

PLA (Polylactic Acid), mısır nişastası ve şeker kamışından üretilen organik bir biyopolimer ve termoplastiktir. Bu sebeple sağlığa zararlı değildir. ABS ile kıyaslandığında daha parlak bir görüntüye sahip ve basımı daha kolaydır. FDM teknolojisini kullanan bir 3D yazıcısı PLA baskı yapabilir. 3D yazıcı dışında; bazı ambalajlama malzemeleri, streç filmler, plastik kaplar ve plastik su şişelerinde de bulunur. Sert bir yapıya sahiptir. Dayanıklı ve darbelere karşı dirençlidir. Hafif esnekliğe sahiptir, ancak kırılgandır. Aseton ile çözümlenmesi zordur. Basım sıcaklığı genelde 190°C – 220°C arasındadır.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

PVA Filament

PVA (Polyvinyl Alcohol), genelde destek malzemesi olarak PLA karışımlı filamentler ile kullanılan suda eriyebilen bir polimerdir. Karmaşık tasarımlara sahip modelleri destek malzemesi sayesinde basarak üretim kalitenizi arttırabilirsiniz. Hafif esnekliğe sahiptir, ancak kırılgandır. Basım sıcaklığı genelde 170°C – 190°C arasındadır. Modelinize zarar verebilecek kazıma, kırma ya da kesme işlemlerine gerek kalmadan destek malzemesini limonlu suyun içinde bekletmeniz yeterlidir.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

Naylon Filament

Naylon, 1930’larda geliştirilen, diş fırçalarından paraşütlere, lastiklerden çoraplara kadar nerdeyse her şeyde ve her yerde kullanıldı. Şimdi de 3D yazıcı filamentlerinde kullanılan inanılmaz derecede çok yönlü bir sentetik malzemedir. Güçlü, dayanıklı, esnek ve de 3D baskı filamentleri arasında en düşük fiyata sahiptir. Çoğu filamentden daha yüksek bir sıcaklıkta erir. Tüm 3D yazıcılar bu ısıya dayanacak şekilde üretilmemiştir. ABS’de olduğu gibi, naylonla basılmış nesneler de baskı esnasında yamulabilmektedir. Bu durumun önüne ısıtmalı bir tabla kullanılarak geçilebilir.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

Esnek Filament

TPE’ler (veya termoplastik elastomerler) yüksek elastikiyete sahip termoplastiklerdir. Esnek filament ile esnek olması gereken (tekerlek gibi) ürünlerin basımı yapılmaktadır. Yaygın bir TPE türü olan termoplastik poliüretandır (TPU) hammaddeye sahiptir. Çözünür Filamentler: HIPS ve PVA Daha akılda kalıcı kısaltmalardan biri olan HIPS, yüksek etkili polistreni temsil eder. HIPS orta fiyatlıdır, hafiftir ve akrilik boyalarla zımparalanabilir, yapıştırılabilir ve renklendirilebilir. ABS’ye benzer, ancak HIPS, sitrik asit bazlı bir çözücü de çözünebilir ve çift ekstrüder yazıcıyla ikinci bir malzeme (ABS veya PLA gibi) ile baskı yaparken destek malzemesi olarak iyi bir seçimdir. Bir başka çözünür filament, suda uygun bir şekilde çözünen PVA’dır (polivinil alkol). PVA kokusuz, toksik olmayan ve biyolojik olarak parçalanabilir bir maddedir. Erime noktası düşüktür ve aşırı ısındığında nozzle’ı tıkayabilir. Genellikle çift ekstrüder yazıcılarda bir destek malzemesi olarak kullanılır.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

Kompozit Filament

Kompozit filamentler, içerisine diğer malzemelerin partiküllerinin, tozlarının ya da pullarının karıştırıldığı bir PLA ya da diğer bir termoplastik bazına sahiptir. Ahşap kumtaşı, kireçtaşı, demir, alüminyum, pirinç, bronz ve bakır gibi çeşitli maddeler içerebilmektedir. Bu filamentler, karıştırıldıkları malzemelerin bazı özelliklerini taşımaya devam ederler.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

Karbonfiber Filament

En çok bilinen bir başka filament çeşidi de kompozit filament türü olan karbonfiber. Karbonfiber filamentlerde basılan nesnelerin her lifi dayanıklılığın bir kısmını alır. Karbonfiber filamentlerin avantajları hafif, yüksek boyutsal kararlılık ve sağlamlılıktır ama dezavantajı da normal filamentlere göre çok daha pahalıya mal olmalarıdır.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

Reçine Filament

Son zamanlarda FFF yazıcılarının artmasıyla, filament kullanılmayıp diğer bir teknoloji olan reçine teknolojisinin kullanıldığını göz ardı edemeyiz. Bunların başında, geliştirilen ilk 3D baskı teknolojisi olan ve çok kapsamlı, yüksek çözünürlüklü baskılar yapabilen stereolitografi (SLA) var. SLA baskıda, bir ultraviyole lazer, bir tepsiye ya da fıçıya yerleştirilmiş UV’ye duyarlı bir reçine üstünde basılacak nesnenin şeklini katman katman işler. Lazer ışını reçinenin sertleşmesine sağlar ve istenilen forma ulaşır. Bazı kullanıcılar mukavemet, esneklik, sertlik ve diğer nitelikler için yeni reçineler formüle etmektedirler ve bu reçineler premium olarak satılmaktadır.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

PETG Filament

PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol-modified), termoplastik bir malzemedir. Meşrubat, yiyecek ve içecek kapları, mutfak gereçleri, kurabiye kalıpları ve sentetik fiber gibi alanlarda kullanılır. ABS ve PLA’ya alternatif olan PETG, ABS ve PLA ‘dan daha esnek bir yapıya sahiptir. Aseton ile çözümlenemez. Basım sıcaklığı genelde 220°C–250°C arasındadır. Yüksek sertlikte ve dayanıklılıktadır aynı zamanda hafiftir. Tamamıyla geri dönüştürülebilecek bir yapısı vardır.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

Ahşap/Bambu/Tahta Filament

Ağaç lifi ve PLA karışımı malzemelerden oluşurlar. Ele alındığında tahta hissi vermektedirler ve hoş görünüme sahip objeler oluştururlar. Ev dekorasyonlarında ve biblolarda sıklıkla kullanılırlar. Basım sıcaklıkları 195°C–220°C arasındadır. Esneklik ve dayanıklılık gibi fonksiyonel özelliklerde değil görselliğe dikkat edilen yerlerde kullanılan filament türleridir.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

Şeffaf Filament

Şeffaf (transparan) ürünler yaratmak için baskılarda kullanılmak için geliştirilmiş PLA ve PETG filamentlerdir. Bu nedenle teknik özellikler bakımından bu hammaddeler ile aynı özelliklere sahiplerdir. Bu tip filamentler kullanılırken baskıda dikkat edilmesi gerekli olan nokta, basılmak istenilen ürünün duvar kalınlığı 3D yazıcınızın nozzle çapından ne kadar fazla ise objedeki şeffaflık o kadar düşük olur.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

Antibakteriyel Filament

PLA içeren bir filament çeşididir. Kullanıldıkları parça üstünde bakteri bulundurmazlar. Teknik özellikler bakımından nerdeyse PLA ile aynıdır. Eğitim ve gıda sektörlerinde, mutfak ve banyolarda yani bakteri barındırması sorun teşkil olacak ortamlarda kullanılırlar.Basım sıcaklıkları 185°C–195°C arasındadır. Yatak sıcaklığının ise 60°C–70°C olması önerilir.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

Bronz/Pirinç/Bakır Filament

Metalik tozlar ve PLA karışımı ile elde edilen malzemelerdir. Tozların etkisiyle PLA’ya göre çok daha ağırdırlar ve ısıyı daha iyi iletirler. Bu sebeple, davranış olarak plastikten çok metaldirler. Metal yüzeyleriyle metal hissayatı verir. Kuyumculuk, heykelcilik ve tarihi eserlerin restorasyonları gibi alanlarda kullanılır. Aseton ile çözümlenemezler. Genellikle basım sıcaklığı 195°C–220°C arasındadır. Yüksek dayanıklılık düşük esnekliğe sahiptirler.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

HIPS Filament

HIPS (High Impact Polystyrene), genellikle destek malzemesi olarak ABS filamentleri ile kullanılan eriyebilen bir polimerdir. Karmaşık tasarımlara sahip modelleri destek malzemesi gibi kullanılarak üretim kalitesini arttırır. Limonen (Limonen, formülü C10 H16 olan metil-4 izopropenil-1 sikloheksen maddesinin yaygın adıdır.) içeren suda çözünür. Hafif esnekliğe sahiptir, ancak kırılgandır. Basım sıcaklığı genelde 235°C – 255°C arasındadır.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

Polikarbonat Filament

PC (Polycarbonate), endüstride kullanılan kuvvetli bir malzeme türüdür. Kask, polis kalkanları ve güvenlik gözlükleri gibi dayanıklı ve şeffaf malzemeler polikarbonattan üretilmektedir. Yüksek sertliğe sahiptir, katmanlar arası bağ kuvveti yüksektir, dayanıklı ve darbelere karşı dirençlidir. ABS ve PLA türlerine göre daha esnektir. Gıda ürünleriyle temas etmesi önerilmemektedir. Sıcaklığı filament markasına göre 270oC-300oC arasındadır. PC bir termoplastik olduğu için 3B yazıcılarda kullanılmaya uygundur.

filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?

Ultem/PEI Filament

PEI (Polieteramid) sıcaklıkla şekil değiştirebilen dayanıklı ve sert bir termoplastiktir. ULTEM ise bu malzeme türünün yaygın kullanılan ismidir.
filament, Filament Nedir? 3D Yazıcı Filament Çeşitleri | Hangisini Kullanmalısınız?