Metal eklemeli imalat, yüksek mekanik özelliklere sahip metal alaşımların kullanılarak geleneksel üretim yöntemleri ile üretilmesi mümkün olmayan geometrilerdeki parçaların üretilebilmesine olanak sağlayan devrimsel bir üretim yöntemidir.
Metal Eklemeli İmalatın Kullanıldığı Başlıca Sektörler
İlhamını geleneksel toz metalurjisinden alan metal eklemeli imalat, birçok endüstride tasarım ve üretim proseslerine yardımcı bir süreç veya ana üretim yöntemi olarak kullanılmaktadır.
Havacılık, Uzay ve Savunma
Eklemeli imalat teknolojisinin havacılık ve savunma alanında temel kullanım amaçları; tasarım ve imalat sürecin kısalmasıyla ürünlerin pazara çıkış süresini hızlandırmak, verimliliği arttırmak, maliyetleri düşürmek ve düşük adetli üretimde maliyet avantajı sağlamaktır.
Buy-to-Fly ratio, yani kısaca, ürüne ulaşmak için kaldırılan talaş miktarı ile ürün arasındaki ağırlık oranını baz alan bu kavramın havacılıkta düşük olması istenir ki malzeme ve işleme maliyetleri de az olsun, eklemeli imalatta da bu oranın 1 ve 1’e yakın değerlerde olması en büyük avantajlardandır.
Otomotiv
Eklemeli imalat, karmaşık otomotiv bileşenlerinin hızlı işlevsel prototiplemesine ve isteğe bağlı takımların oluşturulmasına izin vererek tasarım esnekliğini artırır, ürün geliştirme zaman çizelgelerini kısaltır ve üretimi kolaylaştırır.
Teknoloji aynı zamanda yerelleştirilmiş üretime, dijital depolara ve hem özel bileşenlerin hem de yedek parçaların talep üzerine üretimine dayalı yeni iş modelleri ve tedarik zincirleri sağlar.
Makine, Kalıp Endüstrisi
Metal eklemeli imalat, geleneksel üretim yöntemlerinin aksine, karmaşık geometrilerdeki soğutma kanallarının kalıp ile bütünleşmiş bir şekilde üretilmesine olanak tanır. Son tüketici ürünü olarak plastik enjeksiyon kalıplarında ve otomotiv sektöründe sıcak saç şekillendirme kalıplarında termal stresi ve soğuma sürelerini düşürerek üretim hızını ve kalitesini arttırır.
Medikal, Dental
Dental alanda metal eklemeli imalat, ortodontik uygulamalarda, dental modellerde ve frez kılavuzlarında kullanılır. Tıpta, tıbbi görüntülemenin dijitalleştirilmesinde bir arka plan vardır ve bu dijitalleştirme, hastaların anatomisinden 3 boyutlu modellerin yeniden yapılandırılmasına olanak tanır. Bu sayede hastalara özgün tasarımlarda işlevsel implant ve protezlerde kullanılır.
Metal Eklemeli İmalatın Avantajları
Metal eklemeli imalat, geleneksel üretim yöntemlerinde karşılaşılan üretim zorluğu ve sürdürülebilirlik konularında yenilikçi bir yaklaşım sergiliyor. Bunun yanında tasarım özelleştirmesine de olanak sağlıyor.
- Geleneksel yöntemlerle üretilemeyen karmaşık geometrili parçaların üretimi
- Daha az malzeme sarfiyatı
- Daha kısa üretim süresi
- Latis yapılar sayesinde daha hafif ürün
- Hızlı tasarım iyileştirme
- Montajlı parça sayısında azalma
- Soğutma kanallı kalıp üretim
Metal Eklemeli İmalat Teknolojileri
Metal eklemeli imalatta kullanılan teknolojiler; kullanılan malzeme tipi, güç kaynağı çeşidi ve nihai ürün oluşturma yöntemlerine göre farklılık göstermektedir.
Filament Material Extrusion(Rod/Çubuklu Üretim)
Metal tozu ve bağlayıcı içeren bir termoplastik filamentin ısıtılmış bir ekstrüdere beslendiği ve mevcut yapı katmanı üzerinde katman katman birikerek baskının şekillendiği bir tür malzeme ekstrüzyon katkılı eklemeli imalat yöntemidir. Oluşturulan yeşil parça, içeriğindeki termoplastiği çıkarmak ve doğru yoğunluğa getirilmek için sinterlenir.
Sinterleme sırasında yeşil parça, metalin ergime sıcaklıklarına kadar ısıtıldığı bir fırına yerleştirilir. Kalan bağlayıcı uzaklaştırılır ve metal tozlarının kaynaşmasını sağlar. Bu adım, bazı tasarım hususlarını gerektirir çünkü sinterlemenin parça özellikleri, inşa yönü ve destek yapıları üzerinde etkileri vardır.
Binder Jetting(Bağlayıcı Püskürtme Yöntemi)
Bağlayıcı püskürtme yöntemi, inşa plakasında bulunan metal tozlarının üzerine reçine bazlı bir bağlayıcı püskürtülerek ve ardından oluşturulan yeşil parçanın sinterlenerek nihai üretimin gerçekleştirildiği bir metal eklemeli imalat teknolojisidir. Metaller, kumlar ve çeşitli seramikler dahil olmak üzere çeşitli malzemelerin basılmasına olanak tanır. Kullanım alanları arasında endüstriyel uygulamalar, medikal-dental, havacılık parçaları yer alır. Geleneksel de toz metal enjeksiyon üretim yöntemine çok benzer, ancak kalıp kullanmadan seri üretim gücünü getirir.
L-PBF(Lazer Toz Yataklı Füzyon)
Lazer toz yataklı füzyon, bir parçanın kademeli olarak bir toz yatağında oluşturulduğu bir eklemeli üretim yöntemidir. Bunu yapmak için bir veya daha fazla sayıdaki lazer, malzeme katmanlarındaki metal tozunu tam olarak bileşenin CAD yapı verileri tarafından belirtilen noktalarda ergitir. En bilinen eklemeli imalat metotlarından biridir, genellikle metal 3D baskı olarak bilinir. İşlem, tornalama veya frezeleme gibi geleneksel işlemler kullanılarak üretilemeyen veya yalnızca verimsiz bir şekilde üretilebilen hassas iç kanallara ve boşluklara sahip geometrik olarak karmaşık parçaların düşük adetli seri üretimi için idealdir.
Eklemeli imalat teknolojileri arasında en olgunlaşmış teknolojilerden olan Lazer Toz Yataklı Ergitme teknolojisi nihai parça üretiminde, yüksek hassasiyet ile kompleks parçaların üretimini gerçekleştirir. Bunun yanında optimize edilebilir işlem parametrelerine sahiptir.
EBM(Elektron Işını ile Ergitme)
Elektron ışını ile ergitme, tam yoğunlukta ve geleneksel imalat ile üretilen parça özelliklerine yakın mekanik özellikler taşıyan ürünler elde etmek için elektron ışını gücünden yararlanan bir toz yataklı eklemeli imalat yöntemidir. Elektromanyetik bobinler tarafından kontrol edilen elektron ışınları sayesinde yüksek ergime sıcaklığına sahip metallerin kontrollü üretimi sağlanır.
DED(Yönlendirilmiş Enerji Yığma)
Yönlendirilmiş Enerji Yığma (DED) teknolojisi, ergimiş malzemeyi katılaşacağı belirtilen yüzeye bırakan çok eksenli bir kol üzerine monte edilmiş bir nozuldan oluşur. İşlem, prensipte malzeme ekstrüzyonuna benzer, ancak nozul birden fazla yönde hareket edebilir ve belirli bir eksene sabitlenmez.
4 ve 5 eksenli makineler sayesinde her açıdan eklenen malzeme lazer veya elektron ışını ile biriktirilerek ergitilir. Bu teknolojide polimerler, seramikler ile kullanılabilir, ancak tipik olarak toz veya tel formundaki metallerle kullanılır.
WAAM (Tel Ark Ergitmeli Eklemeli İmalat)
Tel ark ergitmeli imalat, malzeme olarak metal tel ve bir enerji kaynağı olarak elektrik arkı kullanır. Ark, teli ergitir ve çok eksenli bir döner tabla gibi bir yüzeye robotik bir kol tarafından katman katman basılır. Kaynakta olduğu gibi, oksidasyonu önlemek ve metalin özelliklerini iyileştirmek veya kontrol etmek için inert bir gaz kullanılır.
Süreç, kademeli olarak malzemeyi eksiksiz bir 3B nesneye veya mevcut bir nesnenin onarımına dönüştürür. Kaldırılacak destek yapıları yoktur ve bitmiş parçalar, gerekirse sıkı toleranslarda CNC ile işlenebilir veya yüzey cilalanabilir. Tipik olarak, basılı parçalar herhangi bir artık gerilimi azaltmak için bir ısıl işleme tabi tutulur. Yüksek ilk yatırım maliyetlerine sahip teknoloji büyük parçaların üretimine hızlı bir çözüm sağlar.
LENS (Toz Lazer Ergitmeli Eklemeli İmalat)
LENS sistemleri, toz halindeki metalleri tamamen yoğun üç boyutlu yapılar halinde birleştirmek için yüksek güçlü bir lazer kullanır. LENS 3B yazıcılar, bir bileşeni katman katman oluştururken baskı işlemini otomatik olarak yürütmek için Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD) katı modelinde bulunan geometrik bilgileri kullanır. Ek yazılım ve kapalı döngü işlem kontrolleri, tamamlanan parçanın geometrik ve mekanik bütünlüğünü sağlar. Genellikle yüzey kaplama ve hasarlı parçaların onarımında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Dezavantajları:
- Yüksek ilk yatırım maliyetleri
- Düşük yüzey kalitesi nedeniyle talaşlı imalat ile ardıl işleme ihtiyaç duyar.
COLD SPRAY (Metal Tozunun Hipersonik Hızla Püskürtülmesi)
Soğuk püskürtme teknolojisi, yüksek biriktirme hızlarında serbest biçimli bileşenler ve yapılar oluşturmak için oldukça verimli bir süreçtir. Soğuk püskürtme işlemi sırasında metal tozu ergitilmediği için, ısıya bağlı bozulma önlenebilir ve koruyucu bir atmosfer gerekli değildir.
Soğuk sprey kullanarak havacılık, savunma endüstrileri için karmaşık parçaların eklemeli imalatı, yalnızca sınırsız boyutlara ve farklı malzemelerin kombinasyonuna izin vermekle kalmaz, aynı zamanda üretim süresi ve maliyetlerinde de büyük bir azalma sağlar.
Metal 3D Yazıcılar
TRUMPF
1985 yılında, lazer dünyasını fethederek hassas işlerin yapılmasında öncülük eden TRUMPF, eklemeli imalat dünyasında kendi lazerlerini ve optik komponentlerini kendi üreten sayılı firmalardandır. Medikal ve dental sahada, cerrahi ekipmanların ve implantların üretilmesi, markalanması konusunda derin bir tecrübeye sahiptir. Böylece sağlam ve güvenilir lazer 3D yazıcılardan ve endüstriyel seri üretim için yüksek verimli lazer işleme makinelerinden yararlanabilirsiniz.
TruPrint 1000 3D Metal Yazıcı
Küçük formatlı en verimli makina olan TruPrint 1000 metal 3D Yazıcı, size eklemeli üretimin tüm avantajlarını sunuyor. 3D Yazıcı , 100 mm çap ve 100 mm yükseklikteki yapı hacmine (silindir) sahiptir. Değerli metaller için de kolay bir şekilde küçültülebilir. TruPrint 1000 3D printer ile neredeyse her geometrik şekildeki parçalar üretilebilir. En karmaşık formlar bile CAD taslağından hızlı şekilde kaliteli bir metal 3 boyutlu parçaya dönüştürülebilir. TruPrint 1000 serisini küçük tekli parçaları ve büyük serileri imal etmek için kullanabilirsiniz.
TruPrint 2000 3D Metal Yazıcı
55 µm’lik ufak ışın çapına sahip lazeriyle TruPrint 2000 3D yazıcı, yüzey kalitesi ve detay hassasiyeti açılarından kullanıcıları kendine hayran bırakan baskı sonuçları sunuyor. 3D metal yazıcı, 200 mm çap ve 200 mm yükseklikteki yapı hacmine (silindir) sahiptir. Tüm üretim bölümünde ışık yayan 300 Watt TRUMPF fiber lazer donanımlı Fullfield çoklu lazerler sayesinde maksimum verimlilik elde edebilirsiniz.
TruPrint 3000 3D Metal Yazıcı
TruPrint 3000 3D yazıcı modeli, endüstriyel parça ve toz yönetimi olan, çok amaçlı orta format (LMF / PBF / LPBF) makinesidir. Eklemeli seri üretiminiz için daha fazla esneklik, kalite ve verimlilikten faydalanabiliyorsunuz: TruPrint 3000 metal 3D baskı makinesini artık TRUMPF’un iki 500 Watt lazerli opsiyonu olan Fullfield çoklu lazeri ile de temin edebiliyorsunuz.
TruPrint 5000 3D Metal Yazıcı
Yüksek verimliliğe sahip ve parça otomasyonlu 3 boyutlu baskı sistemi TruPrint 5000, endüstriyel seri üretime en iyi şekilde hazırlıklı olmanızı sağlar. Opsiyonel 500°C ön ısıtma ve üç adet 500 Watt TRUMPF fiber lazerden oluşan Fullfield çoklu lazer donanımı gibi özellikleri sayesinde, en zorlu endüstriyel uygulamalara en iyi şekilde uyum sağlamanıza yardımcı olur.
E-Kitap
- TRUMPF Metal 3D Yazıcılarla: Daha Az Malzeme,
Daha Kısa Sürede Üretim, Daha Hafif Parçalar
Metal eklemeli imalat teknolojisi, karmaşık yapılı geometrilerin hızlı ve daha az malzeme kullanılarak, parçaların mukavemetini koruyarak daha hafif bir şekilde üretmenize, geleneksel yöntemler ile üretilmesi mümkün olmayan geometrilerde parçaları üretmenize olanak sağlar. Devamı…
Metal 3D yazıcılar hakkında detaylı bilgi almak için
lütfen formu doldurun.
