Doğrudan Yazma Teknolojileri
En geniş anlamıyla “Doğrudan Yazma” (DW) terimi, herhangi bir araç veya maske olmaksızın karmaşık şekillerde doğrudan düz veya uyumlu yüzeyler üzerinde iki veya üç boyutlu işlevsel yapılar oluşturabilen herhangi bir teknoloji anlamına gelebilir.
Yönlendirilmiş enerji biriktirme, malzeme püskürtme, malzeme ekstrüzyonu ve diğer AM işlemleri bu tanıma uysa da; Bu bölümde tartışılan teknolojiler ile bu çalışmanın başka bir yerinde tartışılan teknolojiler arasında ayrım yapmak amacıyla, DW tanımımızı, 50’nin altında bir veya daha fazla boyutta öznitelik çözünürlüğüne sahip serbest biçimli yapılar veya elektronikler oluşturmak için tasarlanmış teknolojilerle sınırlayacağız.
Bu “küçük ölçekli” yorum, doğrudan yazma teriminin eklemeli imalat topluluğunda tipik olarak nasıl anlaşıldığıdır. Dolayısıyla, bu bölümün amaçları doğrultusunda, DW teknolojileri, serbest biçimli bir biriktirme aracı kullanarak mezo-, mikro- ve nano-ölçekli yapılar oluşturan süreçlerdir.
Lazerler ve diğer işlemler kullanılarak yapılan serbest biçimli yüzey modifikasyonu, bazı durumlarda doğrudan yazma olarak adlandırılabilse de, biz yalnızca bir yüzeye malzeme ekleyen teknolojileri tartışacağız. Doğrudan yazma teknolojilerinin daha eksiksiz bir incelemesi, özel kitaplarda bulunabilir.
Bazı DW teknolojilerinin ilk kullanımı AM’nin ortaya çıkışından önce gelse de, DW teknolojilerinin gelişimi, ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA) ve Mezoskopik Entegre Uyumlu Elektronik (MICE) programından sağlanan fonlarla 1990’larda önemli ölçüde hızlandı.
DARPA, karmaşık elektronik devrelerin ve orta ölçekli cihazların esnek veya karmaşık üç boyutlu nesneler üzerinde veya içinde üretilmesini sağlamak için malzeme biriktirme teknolojilerinin daha da geliştirilebilmesi durumunda yeni bileşenler ve cihazlar yaratma potansiyelini fark etti.
DARPA’nın finansmanını takiben, Matrix-Assisted Pulsed Laser Evaporation (MAPLE), nScrypt 3De, Maskless Mezoscale Materials Deposition (M3D, şimdi Aerosol Jet olarak bilinir) ve Direct Write Thermal Spraying dahil olmak üzere birçok farklı DW teknolojisi geliştirildi veya iyileştirildi.
Sonuç olarak, çoğu kişi DW teknolojilerini pasif veya aktif elektronik bileşenleri (iletkenler, yalıtkanlar, piller, kapasitörler, antenler, vb.) alet veya maskelerdir.
Bununla birlikte, DW cihazları, devrelerin doğrudan üretimi dışında geniş bir uygulama alanı bulmuştur ve artık diğer uygulamaların yanı sıra özel termal, elektriksel, kimyasal ve biyolojik yanıtlara sahip yapıları imal etmek için kullanılmaktadır.
DW süreçleri, mürekkep bazlı, lazer transferi, termal sprey, ışın biriktirme, sıvı faz ve ışın izleme süreçleri dahil olmak üzere beş kategoriye ayrılabilir.
Bunların çoğu, düzlemsel veya karmaşık geometriler üzerinde devre veya başka kullanışlı cihazlar oluşturmak üzere küçük miktarlardaki malzemeleri otomatik olarak doğru bir şekilde uygulamak için 3B programlanabilir bir dağıtma veya biriktirme kafası kullanır. Bu bölümde DW işlemeye yönelik bu temel yaklaşımları ve uygun olduğunda ticari örnekleri açıklamaktadır.
3d Yazıcı teknolojisi Nedir
Teknolojinin zararları
Uygulamalarla 3 boyutlu yazıcı Yapımı ve Kullanımı pdf
3D yazıcıların kullanım alanları
3D yazıcı tez
3 boyutlu yazma işlemini yöneten parçanın adı Nedir
3D yazıcı pdf
Mürekkep Bazlı DW
DW’ye yönelik en çeşitli, en ucuz ve en basit yaklaşımlar, sıvı mürekkeplerin kullanımını içerir. Bu mürekkepler bir yüzey üzerinde biriktirilir ve istenen yapıyı oluşturan temel malzemeleri içerir.
Diğerlerinin yanı sıra aşağıdakiler de dahil olmak üzere önemli sayıda mürekkep türü mevcuttur:
• Koloidal mürekkepler
• Nanoparçacık dolgulu mürekkepler
• Kaçak organik mürekkepler
• Polielektrolit mürekkepler
• Sol–jel mürekkepleri
Biriktirmeden sonra, bu mürekkepler buharlaşma, jelleşme, solvent kaynaklı reaksiyonlar veya termal enerji nedeniyle istenen özelliklerde bir tortu bırakmak için katılaşır. Dünya çapında çok sayıda araştırma kuruluşu, şirket ve üniversite, yeni ve geliştirilmiş DW mürekkeplerinin geliştirilmesine katılmaktadır.
DW mürekkepleri tipik olarak ya bir nozuldan sürekli bir filament olarak ekstrüde edilir veya bir baskı kafası kullanılarak damlacıklar olarak biriktirilir. DW mürekkeplerinin önemli reolojik özellikleri arasında (1) biriktirme aparatından akma, (2) biriktirmeden sonra şekli koruma ve (3) duruma göre boşlukları/boşlukları yayma veya boşlukları/boşlukları doldurma yetenekleri yer alır.
Üç boyutlu DW yapıları oluşturmak için, bırakılan mürekkeplerin tahmin edilebilir ve kararlı bir 3D kaplama şekli oluşturabilmesi ve küçük boşlukları köprüleyebilmesi oldukça arzu edilir.
Bir yüzey üzerine inşa edilen 2B elektronik yapılar için, malzeme özelliklerini (örneğin, iletkenlik, kapasitans, vb.) Genel olarak bu, DW mürekkepleri için kesme kuvveti altında serbestçe akan ancak kayma gerilimi serbest kaldıktan sonra hızla sertleşen ve sertleşen viskoelastik malzemelerin tercih edildiği anlamına gelir.
DW mürekkepleri, istenen özellikleri elde etmek için biriktirmeden sonra dönüştürülmelidir. Bu dönüşüm, birikintiyi çevreleyen doğal ortamdan (buharlaşma veya jelleşme sırasında olduğu gibi) kaynaklanabilir, ancak çoğu durumda bir termal kaynak veya başka bir işlem sonrası adım kullanılarak harici ısıtma gerekir.
DW mürekkep dağıtımı için en yaygın iki metodolojiyi göstermektedir. (a)’da olduğu gibi sürekli dağıtım, sürekli bir enine kesit alanı ve daha geniş bir mürekkep reolojisi yelpazesi avantajlarına sahiptir.
(b)’de olduğu gibi damlacık dağıtımı paralelleştirilebilir ve çok hızlı bir şekilde yapılabilir; ancak, yapı blokları temel olarak üst üste binen yarım küre damlacıkları olduğundan ve reolojik özellikler daha dar bir aralıkta olması gerektiğinden, birikinti enine kesitleri süreksizdir.
Püskürtme ucu dağıtma ve tüy bırakma işlemlerinin her ikisi de DW mürekkeplerinden sürekli birikintiler oluşturur. Baskı ve aerosol püskürtme işlemlerinin her ikisi de DW mürekkeplerinden damlacıklar oluşturur.
Dağıtım İşlemleri
Nozül DW işlemleri, DW mürekkeplerini bir alt tabaka üzerine biriktirmek üzere bir delikten itmek için bir pompa veya şırınga mekanizması kullanan teknolojilerdir. Üç eksenli bir hareket kontrol sistemi, tipik olarak, gösterildiği gibi, karmaşık yüzeyler üzerine birikmeyi sağlamak veya yapı iskeleleri veya diğer 3D geometri oluşturmak için bu nozül sistemleriyle birlikte kullanılır.
Bazı nozül cihazları, önce biriktirmenin yapılacağı alt tabakanın topolojisini belirleyen ve ardından tarama verilerine dayalı olarak bu alt tabaka yüzeyi üzerine uygun şekilde malzeme bırakan bir tarama sistemi ile paketlenir.
Nozül prosesleri için cihazlar arasındaki ana ayırt edici faktörler şunlardır: (1) nozul tasarımı, (2) hareket kontrol sistemi ve (3) pompa tasarımı. Püskürtme ucu tasarımı tortunun boyutunu ve şeklini belirler, en küçük özellik boyutunu doğrudan etkiler ve kullanılabilecek mürekkep türleri (yani mürekkebin viskozitesi ve kullanılabilecek dolgu maddelerinin boyutu ve türü) üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.
Hareket kontrolörü, kaplamanın boyutsal doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini, yapılabilecek maksimum kaplama boyutunu ve kaplamanın oluşabileceği hızı belirler.
Pompa tasarımı, dağıtımın hacimsel kontrolünü ve tekrarlanabilirliğini, birikintilerin ne kadar doğru bir şekilde başlatılıp durdurulabileceğini ve birikmenin oluşabileceği hızı belirler. Farklı üreticiler ve tasarımlar için bu üç faktör arasındaki fark, nozül tabanlı bir DW işleminin fiyatını ve performansını belirler.
