Proses Faydaları ve Dezavantajları
Doğası gereği, PBF, diğer birçok AM işleminin aksine çok çeşitli malzemeleri işleyebilir. Yarı kristal polimerlerin işlenmesini kontrol etmek daha kolay olmasına rağmen, amorf polimerlerin PBF işlemi başarılı olmuştur.
Birçok metal işlenebilir; Belirtildiği gibi, bir metal kaynaklanabiliyorsa, mLS için iyi bir adaydır. Bazı seramik malzemeler ticari olarak temin edilebilir, ancak araştırmalarda oldukça az sayıda başka malzeme gösterilmiştir.
Parça oluşturma sırasında, gevşek toz, polimer PBF için yeterli bir destek malzemesidir. Bu, parça oluşturma ve son işleme sırasında önemli ölçüde zaman kazandırır ve destekler gerektiğinde son işlemesi zor olan gelişmiş geometrileri mümkün kılar. Sonuç olarak, polimer PBF’de dahili soğutma kanalları ve işlenmesi imkansız olan diğer karmaşık özellikler mümkündür.
Bununla birlikte, çoğu metal PBF işlemi için destekler gereklidir. Metalleri işlerken yaşanan yüksek artık gerilimler, parçayı aşırı bükülmeden korumak için tipik olarak destek yapılarının gerekli olduğu anlamına gelir. Bu, AM’den sonra metal parçaların sonradan işlenmesinin pahalı ve zaman alıcı olabileceği anlamına gelir.
Küçük özellikler (dahili soğutma kanalları dahil) genellikle destekler olmadan oluşturulabilir; ancak parçanın kendisi, bükülmesini önlemek için genellikle yapı platformunun altındaki bir alt tabaka ile sınırlıdır. Sonuç olarak, bir yapı kurulurken parçanın yönü ve desteklerin konumu kilit faktörlerdir.
Toz bazlı AM proseslerinin doğruluğu ve yüzey kalitesi tipik olarak sıvı bazlı proseslerden daha düşüktür. Bununla birlikte, doğruluk ve yüzey kalitesi, çalışma koşullarından ve toz partikül boyutundan büyük ölçüde etkilenir.
Daha ince parçacık boyutları, daha pürüzsüz, daha doğru parçalar üretir ancak yayılması ve işlenmesi zordur. Daha büyük parçacık boyutları, daha kolay toz işleme ve dağıtımını kolaylaştırır, ancak yüzey kalitesine, minimum özellik boyutuna ve minimum katman kalınlığına zarar verir. Bu işlemlerde kullanılan yapı malzemeleri tipik olarak %3-4 büzülme sergiler ve bu da parça bozulmasına yol açabilir.
Eriyik havuzu ve katılaşma daha kontrol edilebilir olduğundan ve ısı iletimi en aza indirildiğinde parça büyümesi en aza indirildiğinden, düşük ısı iletkenliğine sahip malzemeler daha iyi doğruluk sağlar.
PBF proseslerinde toplam parça yapım süresi, ilgili ön ısıtma ve soğutma döngüleri nedeniyle diğer eklemeli imalat proseslerinden daha uzun sürebilir. Bununla birlikte, birçok yeni makine tasarımında olduğu gibi, çıkarılabilir yapım platformları ön ısıtma ve soğutmanın çevrim dışı gerçekleşmesini sağlayarak çok daha fazla makine üretkenliği sağlar.
Ek olarak, hiçbir destek yapısına ihtiyaç duyulmadığından polimer parçaları üç boyutlu olarak iç içe yerleştirme yeteneği, birçok parçanın tek bir yapıda üretilebileceği anlamına gelir ve bu nedenle, destek gerektiren işlemlerle karşılaştırıldığında bu işlemlerin üretkenliğini önemli ölçüde artırır.
PBF süreçleri, en eski AM süreçlerinden biriydi ve en popüler olanlardan biri olmaya devam ediyor. Polimer bazlı lazer sinterleme, birçok endüstride prototipleme ve son kullanım uygulamaları için yaygın olarak kullanılır ve enjeksiyon kalıplama ve diğer polimer üretim süreçleriyle rekabet eder. PBF süreçleri, düşük ila orta hacimli geometrik olarak karmaşık parçalar için özellikle rekabetçidir.
Lazer ve elektron ışını da dahil olmak üzere metal bazlı işlemler, AM’nin dünya çapında en hızlı büyüyen alanlarından biridir. Metal PBF işlemleri, geleneksel metal üretim teknikleriyle karşılaştırıldığında doğal geometrik karmaşıklık faydaları ve mükemmel malzeme özellikleri nedeniyle, havacılık ve biyomedikal uygulamalar için giderek daha yaygın hale geliyor.
Nokta bazında çizgi bazında ve katman bazında PBF’ye geçiş yöntemleri iyileştirilip ticarileştirildikçe, yapım süreleri ve maliyet azalacaktır. Bu, PBF işlemeyi daha da rekabetçi hale getirecektir. PBF’nin geleceği parlak olmaya devam ediyor; ve muhtemelen PBF süreçleri öngörülebilir gelecekte en yaygın AM teknolojilerinden biri olmaya devam edecektir.
Proses Ne Demek
Üretim proses Nedir
Tekstil proses nedir
Üretim proses örnekleri
Proses örnekleri
Aşağıdakilerden hangisi proses örneklerinden biridir
Endüstriyel proses Nedir
İn proses kontrol Nedir
Ekstrüzyon Tabanlı Sistemler
Malzeme ekstrüzyon teknolojileri, bir rezervuarda bulunan malzemenin basınç uygulandığında bir nozülden dışarı itilmesiyle pasta kremasına benzer şekilde görselleştirilebilir. Basınç sabit kalırsa, ortaya çıkan ekstrüde malzeme (genelde “yollar” olarak adlandırılır) sabit bir hızda akacak ve sabit bir enine kesit çapı olarak kalacaktır.
Nozülün bir biriktirme yüzeyindeki hareketi de akış hızına karşılık gelen sabit bir hızda tutulursa, bu çap sabit kalacaktır. Ekstrüde edilen malzeme nozülden çıktığında yarı katı halde olmalıdır. Bu malzeme, bu şekilde kalırken tamamen katılaşmalıdır. Ayrıca, katı bir yapının ortaya çıkabilmesi için malzemenin hali hazırda ekstrüde edilmiş malzemeye bağlanması gerekir.
Malzeme ekstrüde edildiğinden AM makinesi, tarama sırasında malzeme akışını başlatma ve durdurmanın yanı sıra yatay bir düzlemde tarama yapabilmelidir. Bir katman tamamlandığında, makinenin başka bir katmanın üretilebilmesi için yukarı indekslemesi veya parçayı aşağı doğru hareket ettirmesi gerekir.
Bir ekstrüzyon işlemi kullanılırken iki temel yaklaşım vardır. En yaygın kullanılan yaklaşım, malzeme durumunu kontrol etmenin bir yolu olarak sıcaklığı kullanmaktır. Erimiş malzeme, nozülden dışarı akabilmesi ve katılaşmadan önce bitişik malzemeyle bağlanabilmesi için bir rezervuar içinde sıvılaştırılır. Bu yaklaşım, ekstrüderin sabit bir yatay konumda kalması yerine bir çizim sistemine dikey olarak monte edilmesi dışında, geleneksel polimer ekstrüzyon işlemlerine benzer.
Alternatif bir yaklaşım, katılaşmaya neden olmak için kimyasal bir değişiklik kullanmaktır. Bu gibi durumlarda, bir kürleme maddesi, artık çözücü, hava ile reaksiyon veya “ıslak” bir malzemenin basitçe kurutulması, bağlanmanın oluşmasına izin verir. Bu nedenle parçalar tamamen kararlı hale gelmek için sertleşebilir veya kuruyabilir. Bu yaklaşım macun malzemelerle kullanılabilir.
Ek olarak, malzemelerin canlı hücrelerle biyouyumluluğa sahip olması gereken ve bu nedenle malzeme seçiminin çok kısıtlı olduğu biyokimyasal uygulamalara daha uygulanabilir olabilir. Bununla birlikte, tamamen termal etkilere dayanmak yerine, belki de reaksiyon enjeksiyonlu kalıplama ile ilgili süreçleri kullanan endüstriyel uygulamalar da mevcut olabilir.
Bu bölüm, ekstrüzyon bazlı eklemeli imalatın temel ilkelerini açıklayarak başlayacaktır. Bunu takiben, Stratasys şirketi tarafından geliştirilen ve ticarileştirilen en yaygın kullanılan ekstrüzyon tabanlı teknolojinin bir açıklaması olacaktır.
Doku mühendisliği ve yapı iskelesi uygulamaları için biyoçizim ekipmanı genellikle ekstrüzyon teknolojisini kullanır ve bunun Stratasys yaklaşımından nasıl farklı olduğuna dair bir tartışma ortaya çıkacaktır. Son olarak, bu teknolojiyi kullanan, uyarlayan ve geliştiren bir dizi ilginç araştırma projesi olmuştur ve bu, bölümün sonunda ele alınacaktır.
