3D Yazıcılarda Hangi Filamentleri Kullanıyoruz?

Herkese merhaba,

3D yazıcıların hayatımıza girmesiyle sık bir şekilde adını duyduğumuz filament, stl dosyası, pla, abs, nozzle, extruder gibi bazı terimler var. Bunların ne oldukları hakkında bu yazımda bilgi vermeye çalışacağım.

Filament Nedir?

Filament, kelime anlamı olarak iplik, iplik şeklinde ince uzantı, lif biçimde uzun oluşum gibi bir anlam taşımaktadır. 3d yazıcıların ham maddesi olarak kullanılmaktadır. Nasıl ki geleneksel iki boyutlu kağıt üzerine baskı aldığımız yazıcılar kartuş denilen ham maddeleri kullanır, üç boyutlu yazıcılarda iplik, kablo ya da lif şeklinde rulolara ya da makaralara sarılmış olan filament olarak adlandırılan ürünleri kullanmaktadır.

Nozzle adı verilen uçta plastik eritilerek dökülür ve tıpkı bir bina inşa eder gibi obje katman katman oluşturulur. Eritilerek dökülen bu plastik malzeme filament olarak adlandırılır.

FDM Teknolojisi

Açılımı Fused Deposition Modelling olan teknolojinin Türkçesi Eriyik Yığma Modelleme anlamına gelmektedir. Sıcaklık kontrollü bir nozzle vasıtası ile termoplastik malzeme katman katman üretim tablasına serilir. Model tamamlandığında destek yapıları el ile (Bass) ve su-kimyasal karışımında (Waterworks) kolaylıkla sökülebilir.

Dünyada en yaygın şekilde kullanılan Katmanlı Üretim Teknolojisi olarak bilinen FDM teknolojisi, dünyadaki 3D yazıcıların yaklaşık 70%’inin kullandığı teknoloji olarak tahmin edilmektedir.

PLA Filament

PLA (Polylactic Acid), mısır nişastası ve şeker kamışından üretilen organik bir biyopolimer ve termoplastiktir. Bu nedenle, insan sağlığına zararlı değildir. ABS ile kıyaslandığında daha parlak bir görüntüye sahiptir. FDM teknolojisini kullanan bir 3D yazıcı PLA baskı yapabilir. 3D yazıcı dışında bazı paketleme malzemeleri, streç filmler, plastik kaplar ve plastik su şişelerinde de bulunmaktadır.

PLA, doğada bulunan bakteri, mantar, alg, maya ve diğer mikro organizmaların etkisi ile çözünebilen yapıdadır. PLA’yı tüketen bu mikroorganizmalar, enerji kazanırken doğaya karbondioksit, nitrojen, su, tuzlar, mineraller  ve organik bileşikler gibi faydalı atıklar bırakarak çevreye zarar vermediği gibi fayda bile sağlamaktadır. Yani böylece, doğa ürettiğini tekrar kendisi yok edebilir.

Günümüzde halen  plastiğin ham maddesi olarak en çok kullanılan PET(polietilentereftalat), biyobozunmadan ziyade bir kimyasal reaksiyonun sonucu doğada parçalanır. Ortaya çıkan parçacıklar ise uzun yıllar doğada kalır. Bu tür parçalanma atık sorununa bir çözüm olmaktan ziyade daha çok gözle görünür kirleticilerin, görünmez parçacıklara dönüşmesinden başka bir şey değildir. Bu nedenle PLA’nın plastik üretiminde yoğun olarak kullanılması doğa için önem taşımaktadır.

PLA Filamentinin Temel Özellikleri

• ABS’ye göre basımı oldukça kolaydır.
• Sert bir yapıya sahiptir. Dayanıklı ve darbelere karşı dirençlidir.
• Hafif esnekliğe sahiptir, ancak kırılgandır.
• Aseton ile çözümlenmesi zordur.
• Basım sıcaklığı genellikle 190°C – 220°C arasındadır.
• Soğuma esnasında kalkma ve çatlama sorunları ile karşılaşılmaz.
• Yatak sıcaklığı 50°C – 70°C arasında önerilmektedir.
• Bir kere ayarlanmış sıcaklık, yatak kalibrasyonu ve üretim hızı ile sorunsuz basım yapılabilir.

ABS Filament

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), mukavemeti yüksek ve petrol bazlı bir termoplastiktir. FDM teknolojisini kullanan ve tabla ısıtıcıya sahip bir 3D Yazıcı ABS baskı yapabilir. Tamamen kapalı kasaya sahip 3D yazıcılarla sorunsuz ve kaliteli baskılar alabilirsiniz. ABS yüksek mukavemet ve darbe direnci,dayanıklı , esnek , mekanik , ve yüksek sıcaklıklara dayanımından ötürü mühendisler ve profesyonel uygulamacılar tarafından en çok tercih edilen bir plastik türüdür. Örneğin LEGO parçaları da ABS’dir. Ancak ABS, özellikle sıcak yiyecekler ve içecekler ile temas halinde olmamalıdır.

ABS’nin en can sıkıcı özelliği ise yüksek sıcaklığa maruz kaldığında HCN gazı çıkarmasıdır. Bu gaz az miktarda salınsa da oldukça zehirli bir gazdır. Hatta ikinci dünya savaşı sırasında gaz odalarında bu gaz kullanılmıştır. Bu nedenle 3D yazıcılar ile ABS kullanırken ortamı havalandırmakta fayda vardır. Katı halde ürün olarak herhangi bir zararı bulunmazken 230-250 derecede 3D yazıcı ile eritilirken HCN gazı açığa çıkabilmektedir.  Bir diğer negatif özelliği ise 3D yazıcıda kulanım sırasında daha yüksek sıcaklık gerektirmesi nedeni ile daha zorlu bir proses kalibrasyon işlemi gerektirmesidir yani ABS ile güzel bir parça üretmek PLA dan daha zordur. Yine yüksek sıcaklıkta proses edilmesi nedeniyle işlem sırasında büyük parçalarda çarpılma riski oldukça fazladır. Çarpılmayı engellemek için ısıtıcılı yazma platformu kullanılması gerekmektedir.

ABS Filamentin Temel Özellikleri

• Yüksek sertlik, dayanıklılık ve darbelere karşı direnç.
• Düşük esneklik.
• Aseton ile çözümlenebilir ve yüzey işlemesi yapılabilir.
• Yiyecek ve içecekler ile kullanılması önerilmez.
• Genellikle basım sıcaklığı 230°C – 250°C arasındadır.
• Soğuma esnasında kalkma ve çatlama sorunları ile karşılaşılmaması için kapalı sisteme sahip 3D yazıcı önerilir.
• Yatak sıcaklığı 80°C – 120°C arasında önerilmektedir.
• Düzgün çıktılar alabilmek için sıcaklık ve yatak kalibrasyonu ayarlarının dikkatli bir şekilde yapılması gerekmektedir.
• PLA’ya göre basımı oldukça zahmetlidir.

PLA vs ABS Filament Kıyaslaması

Yukarıda bahsettiğim her bir filament türü farkı özellikler içermektedir. Dikkat edilmesi gereken yönleri, kullanım alanlarına yönelik farklılıkları bulunmaktadır. Bu videoda iki farklı türün kıyaslaması güzel bir şekilde deneyimlenerek anlatılmış.

PETG Filament

PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol-modified), termoplastik bir malzemedir. Meşrubat, yiyecek ve içecek kapları, mutfak gereçleri, kurabiye kalıpları ve sentetik fiber gibi kullanım alanları vardır. ABS ve PLA’ya alternatif olan PETG, ABS’den daha güçlü ve esnek bir yapıya sahiptir. Basımı PLA gibi kolaydır ve tamamen geri dönüştürülebilir.

PETG Filamenti Temel Özellikleri

• Yüksek sertliğe sahiptir, dayanıklıdır, darbelere karşı dirençlidir ve hafiftir.
• ABS ve PLA’dan daha esnektir.
• Aseton ile çözümlenemez.
• Yiyecek ve içecekler, yemek kapları için kullanılabilir.
• Basım sıcaklığı genellikle 220°C–250°C arasındadır.
• Soğuma esnasında kalkma ve çatlama sorunları ile çok az karşılaşılır.
• Yatak sıcaklığı 60°C–70°C arasında önerilmektedir.
• Katmanlar iyi bir şekilde yapışır.
• Güzel çıktılar alabilmek için sıcaklık ve yatak kalibrasyonu ayarlarının dikkatli bir şekilde yapılması gerekebilir.

Filamentlerin muhafaza edilmesi konusu da ayrı bir önem taşımaktadır. Tabi bunları ilk seferde fark edebilmek kolay olmayacaktır. Sorunlarla karşılaştıkça, deneyimledikçe konu hakkında birçok önemli durumları fark edeceksiniz.

Videoda da izlediğiniz gibi farklı tür filamentlerin basımı, kutusu açılmış filamentlerin saklanması, kullanma şekillerine, tehlikeli noktalarına göre dikkat edilmesi gereken birçok husus mevcut. Dikkat edilmesi gereken bir durumdur.

Kendi Filamentinizi Oluşturun

Ev yapımı düzenek ile kendi filamentlerini hazırlayabilmenin ne kadar güzel olduğunu videoda görüyoruz. 3D yazıcılar ne kadar hayatımızı kolaylaştırsa da dikkatli olmamız gereken durumları da mevcut. Bu yazımda çevremizde sıkça rastladığımız, kullandığımız 3D yazıcıların filament türlerini öğrenmiş olduk. Yapılan baskılar yalnızca bu filmanetlerden ibaret değil. Farklı filament türlerini incelemek için şuradaki linki kullanarak bilgi edinebilirsiniz.

Bir sonraki yazımda görüşmek dileğiyle..
Kolay gelsin.

Kaynaklar: