Baskıda Kullanılanlar
Kuru bir toz yatağının yeniden kaplanmasında karşılaşılan sorunları ortadan kaldırmak için, seramik BJ üzerine yapılan araştırmalar bulamaç bazlı bir çalışma malzemesinin kullanımına kaymıştır. Bu yaklaşımda, katmanlar ilk olarak inşa alanı üzerine bir bulamaç katmanının mürekkep püskürtmeli olarak basılmasıyla biriktirilir. Bulamaç kuruduktan sonra, parça şeklini tanımlamak için seçici olarak bağlayıcı basılır.
Bu, inşa süresinin önemli ölçüde artması pahasına, her bir katman için tekrarlanır. İnce bir ölçekte (100 μm) bileşim ve yoğunluk değişimine sahip bileşenleri hazırlamak için farklı malzeme bileşimi veya konsantrasyonu içeren çoklu jetler kullanılabilir. Alümina ve silisyum nitrür bu teknikle işlenerek yeşil kısım yoğunluğunu %67’ye yükseltti ve katman kalınlıkları kullanıldı 10 mikron kadar küçük.
Son zamanlarda, metal oksit tozlarından başlayarak metal parçaları imal etmek için bu yöntemin bir varyasyonu geliştirildi. Seramik BJ, fırın sinterleme aşamasına kadar kullanılır. Fırındayken, metal oksitteki hidrojen ve oksijen atomları arasında bir indirgeme reaksiyonunun oluşmasına neden olan bir hidrojen atmosferi verilir.
İndirgeme reaksiyonu oksidi metale dönüştürür. İndirgemeden sonra, metal parçacıklar metal bir parça oluşturmak üzere sinterlenir. Bu süreç, demir, çelik ve bakır dahil olmak üzere çeşitli malzeme sistemleri için gösterilmiştir. Ne yazık ki, reaksiyon termodinamiği, alümina ve titanyum oksidin sırasıyla alüminyum ve titanyuma indirgenmesini önler.
Bu Metal Oksit İndirgeme 3DP (MO3DP) işlemi, bir Z405 makinesi kullanılarak gösterilmiştir. Demir oksit, krom oksit ve az miktarda molibden içeren metal oksit tozları, toz bileşimin polivinil alkol (PVA) ile püskürtülerek kurutulmasıyla hazırlandı ve PVA ile kaplanmış toz parçacık kümeleri oluşturuldu.
İndirgemenin ardından, malzeme bileşimi maraging çeliği oluşturdu. Su, PVA’yı çözerek kümelerin birbirine yapışmasına neden olacağından, parça enine kesitlerini tanımlamak için toz yatağına seçici olarak basılmıştır. Hücresel materyaller üretmenin fizibilitesini göstermek için süreç kullanılarak çeşitli şekiller (kafesler, kanallar, ince duvarlar) üretildi.
Hücresel malzemelerin üretimi bağlamında BJ’nin ana avantajı, ekonomik hususlarında yatmaktadır. Basitçe söylemek gerekirse, BJ işlemi yüksek enerji gerektirmez, lazer veya herhangi bir toksik madde içermez ve nispeten ucuz ve hızlıdır.
Parça oluşturma hızı, bağlayıcı akış hızının yaklaşık iki katı ile sınırlıdır. Tipik bir mürekkep püskürtme memesi, yaklaşık 1 cm3/dak bağlayıcı sağlar; bu nedenle, 100 nozullu bir baskı kafasına sahip bir makine, yaklaşık 200 cm3/dak’ya kadar basılı bileşen üretebilir. Ticari mürekkep püskürtmeli yazıcılar 1.600 adede kadar püskürtme ucuyla mevcut olduğundan, BJ bir üretim süreci olarak kullanılacak kadar hızlı olabilir.
Süreç Varyasyonları
Piyasada bulunan hemen hemen tüm BJ makineleri gösterilen mimariyi kullanır. Bir XY çeviri mekanizmasına bir dizi baskı kafası monte edilmiştir. İşlem renkli parçaları basabiliyorsa, bazı yazıcı kafaları bağlayıcı malzemeyi yazdırmaya, diğerleri ise renkli yazdırmaya ayrılmıştır.
Tipik olarak, kullanılan baskı kafaları, posterlerin, afişlerin ve benzer uygulamaların 2D baskısı için makinelerde bulunan standart, hazır baskı kafalarıdır. Parçalar, tıpkı diğer AM süreçlerinde olduğu gibi partiler halinde üretilir.
Toz işleme ve yeniden kaplama sistemleri, toz yatağı füzyon işlemlerinde kullanılanlara benzer. Düşük maliyetli görsel model yazıcılar (alçı veya polimer tozları için) ile metal veya kum yazıcılar karşılaştırıldığında farklılıklar ortaya çıkar. Düşük maliyetli yazıcılar için toz kapları (fıçılar) elde taşınabilir.
Bununla birlikte, sonraki durumlarda, toz yatakları yüzlerce veya binlerce pound ağırlığında olabilir ve bu da farklı malzeme taşıma ve toz yatağı manipülasyon yöntemleri gerektirir. Kum yazıcılar için tekneler, toz yataklarını toz giderme istasyonlarına taşımak için bir ray sistemi kullanır ve parçaları veya kalıpları taşımak için vinçler kullanılır.
Sürekli yazdırma veya bunları üreten AM makinesinden daha büyük parçalar üretme kapasitesi, araştırma topluluğunda tartışılmıştır. Son yıllarda, parçaların kesintisiz baskısı için iki farklı yaklaşım gösterilmiştir.
Bir yaklaşım, 2013 yılında Voxeljet tarafından ticarileştirilmekte ve üretilen parçanın doğrusal ötelenmesine dayanmaktadır. İkinci yaklaşım, sarmal büyüme üretimi olarak adlandırılır ve Birleşik Krallık, Liverpool Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından geliştirilmiştir.
Stokastik süreç
Varyasyon kalıtsal mıdır
Varyasyon nedir
Tür içi ÇEŞİTLİLİK
Mutasyon genetik çeşitliliğe katkı sağlar mı
Varyasyon örnekleri
Tür içi çeşitliliğe ne denir
Çeşitliliğin olmadığı bölünme şekli Nedir
Voxeljet sürekli yazdırma işlemi, eğimli bir yapı düzlemi kullanan yeni bir fikirdir. Yani, toz yatağının yapı yüzeyi, tozun kritik durma açısından daha az olan 30°’lik bir açıyla eğimlidir. Bu eğimli yapı yüzeyinde toz yeniden kaplama ve bağlayıcı püskürtme gerçekleştirilir.
Toz yatağı, makinenin önünden arkasına doğru bir taşıma bandı üzerinde çevrilir. Tipik toplu üretimin aksine, parçalar sürekli olarak makinenin arkasında ortaya çıkar. Prensip olarak, parçalar sonsuz uzunlukta olabilir, kesinlikle makineden çok daha uzun olabilir. Kesintisiz parça imalat kapasitesi, orta ve yüksek üretim hacimli parçaların ekonomik üretimini gerçekleştirmede önemli bir adımı temsil edebilir.
İkinci sürekli fabrikasyon yaklaşımı olan spiral büyümeli imalat (SGM), 2000’lerin başında Liverpool Üniversitesi’nde Chris Sutcliffe tarafından icat edildi. US2008109102 patenti, daha fazla bilgi için iyi bir referanstır.
SGM’nin BJ varyantında, toz yatağı daireseldir ve sürekli olarak döner. Binder baskı ve tekrar kaplama da sürekli olarak yapılmaktadır. Makine çalışırken, toz yatağı bir sonraki toz tabakasını barındırmak için sürekli olarak aşağı doğru endekslenir. Bu haliyle, üst toz tabakası, toz yatağında bir spiral oluşturur. Patentten alınan bir makine şeması gösterilmektedir.
Şekilde, nesne 2, silindirik yapı odasıdır. 10, 8, 14 ve 23 numaralı plakalar dönmüyor; plaka 14, yapım odasını destekler ve sütunlar 12 üzerinde yukarı ve aşağı kayar. Yapı odası, 6 numaralı kurşun vida tarafından tahrik edilerek döner.
Nesneler (24) tarafından dört toz besleme hunisi gösterilmektedir, dolayısıyla bu, makinenin her biri yazıcı kafaları ve yeniden kaplayıcı mekanizması olan dört yapım istasyonuna sahip olduğunu gösterir. Sonuç olarak, yapım odasının her dönüşü için, etkili bir şekilde dört katman biriktirilir ve işlenir.
Bu nedenle, örneğin, katman kalınlığı 0,1 mm ise, yapım odasının her dönüşü, toz yatağı yüksekliğine ve plakaya (14) 0,4 mm ekler ve yapı odası, yatak yüksekliğindeki bu artışı karşılamak için 0,4 mm aşağı doğru hareket etmelidir.
Her yapı istasyonunda tipik olarak birden çok nozülü olan bir yazıcı kafası bulunur. Toz yatağının genişliği tipik olarak yazıcı kafası genişliğinden daha büyük olduğundan, yazıcı kafasını toz yatağı boyunca çevirmek için doğrusal bir aşama kullanılmalıdır.
Yapı bölmesinin dış kenarının doğrusal hızı, iç kenardaki doğrusal hızdan daha yüksektir; bu, dış kenar boyunca tozun yazıcı kafasından daha hızlı geçtiği anlamına gelir. Bunun haznenin genişliği boyunca baskı koşulları için önemli sonuçları vardır: iç kenara kıyasla dış kenar boyunca birim zamanda daha fazla bağlayıcı biriktirilmelidir.
Etkili olarak bu, hızdaki farklılıkları telafi etmek için yazdırılan görüntülerin önceden eğilmesi gerektiği anlamına gelir. Örnek olarak, yazdırılan görüntünün düzgün bir şekilde üretilmesi için bir görüntünün nasıl eğilmesi gerektiğini gösterir.
