3D Yazıcı Nedir? Hangi Parçalardan Meydana Gelir?

3D yazıcı, günümüzün en eğlenceli teknolojik ürünlerinden bir tanesidir. Günümüzde, hayallerde canlanan ve gerçekleşmeyi bekleyen üç boyutlu tasarım ve tasarım fikirlerini vücuda getirmek için kullanılan baskı makinelerine 3D yazıcı, 3B baskı makinesi, 3B yazıcı adı verilir. 3D Yazıcı ve farklı modelleri için, tasarım ve baskı aşamasında sık sık 3D ifadesi geçer ve bu ifade “Three Dimensions” ifadesinin kısaltılmışıdır. Türkçe yazım kurallarına uyarak 3B olarak kısaltabileceğimiz bu baskı süreci ve makineler yaşadığımız üç boyutlu evrendeki üç ana boyutta baskı gerçekleştirme gücüne sahiptirler. 3D yazıcı temelde çerçeve, kontrol devresi (ekranlı veya ekransız, ancak tercihen ekranlı), baskı yatağı, filament, filament püskürtücü, soğutma fanı, ısıtma ucu gibi kısımlardan meydana gelir ve üç boyutlu tasarımların ısıtılmış eriyik bir polimer içeriği ile meydana getirilmesini sağlar. Bu açıklama tam olarak 3D yazıcı nedir? Hangi parçalardan meydana gelir? Sorusunun tam cevabı niteliğindedir. Ancak daha fazlasını merak ediyor ve öğrenmek istiyorsanız, içeriğimiz sizlerle. Sizlere bu parçaların hangi işe yaradıklarından söz ederken gerek kendi 3D yazıcı cihazınızı yaparken, gerekse cihazınızdaki parçaları tamir ederken nelere dikkat etmeniz gerektiğinden de detaylı bir şekilde bahsetmeye çalışacağız. Hazırsanız, başlayalım.

3D Yazıcı Nasıl Çalışır?

3D yazıcı, bilgisayardan aldığı talimatları sayısal olarak yorumlayarak, tasarım işlemini filament malzemesi içeriğini ısıtarak ve bu ısıtılmış içeriği belli oranda püskürtüp soğutarak çalışan, bu şekilde hemen her türden üç boyutlu tasarımı meydana getirebileceğiniz bir cihazdır. 3D baskı makinelerinde, ana parça “çerçeve” olarak anılır ve yarı açık veya tamamen açık olabilir. Bu kısım, bir üç boyutlu baskı makinesini bir araya getiren ve farklı görevlere sahip parçaları bir arada tutması açısından son derece önemlidir.

Cihaz, bilgisayardan pek çok veri alır ve bunun için 3D yazıcı programları kullanılır. Bu programlar, püskürtme işleminin yapılacağı noktanın, üç boyutlu uzay içindeki koordinatını belirlerken aynı zamanda püskürtme oranını da ayarlar. Ancak, bilgisayardan alınan verilerin doğru işlenebilmesi için devre kartlarına da ihtiyaç vardır. 3D baskı cihazları için kullanılan devre kartları ekranlı veya ekransız olabilirler ve ekran üzerinden püskürtme oranını gösteren bu kısım aynı zamanda koordinat belirlemek ve cihazı yönlendirmek için de kullanılır.

3D baskı cihazının en hareketli parçası püskürtme ucudur. Bu kısım, aynı zamanda cihazın en hassas ve kazaya meyilli noktalarından birisidir. Çünkü filament içeriğini eritir ve doğru noktaya ulaştırır. Üstelik bu kısım, eriyik haldeki filament içeriğinin soğuması ve de katılaşması için bir de soğutma fanına sahiptir. Güç kaynağı, bir 3D baskı cihazını oluşturan tüm bu parçaların çalışması için gerekli olan gücü 12V veya 24V olarak sağlarken, tüm parçaların ahenkli ve istenilen şekilde çalışması için devre kartı tüm gücü ile çalışır. Devre kartı, püskürtme ucundaki ısıtma ve fan parçalarından sonraki en hassas ve ince parçadır. Tıpkı bir orkestra şefinin yaptığı gibi bu kısım, püskürtme ucunu, ısıtma başlığını, soğutma fanını bir cerrah hassasiyeti ile ve istenilen yoğunlukta çalıştırarak, tasarımın üç boyutlu olarak vücuda gelmesini sağlar.

Filament Nedir? 3D Yazıcı İçin Filament Ne Anlama Geliyor?

Filament, en basit tabiri ile 2D yani iki boyutlu yazıcılar için mürekkep ne ise, 3D yazıcılar için de aynı şeydir. 3B baskı materyalinin oluşması için, küçük ısı değerlerinde erime, erirken rengini koruma ve kısa zaman içinde soğuyarak katı hale geçebilme özelliğine sahip sentetik, çoğunlukla plastik içeriğe sahip olan tel veya ipliklere filament adı verilir. Filamentler, pek çok farklı renkte olabilirler. Bununla beraber bu malzeme, 3D yazıcı için en gerekli parçalardan birisidir; özellikle de büyük bir nesne basıyor veya küçük sayıdaki nesneleri çok sayıda basıyorsanız. Filament, 3B baskı cihazları için gerekli malzemelerdir ve genellikle 1 kg ağırlığa sahip olan makaralar halinde satılırlar. Filamentlerin bir tür makaraya sarılı olarak satılmaları boşuna değildir.

3D baskı makinesi, belirlenen tasarımı meydana getirirken, hızlı ve çok farklı noktalara hareket eder. Bu durumda makaradan püskürtme ucuna ulaşması için filament malzemesi bir tür iplik veya tel formunda sarılı olarak kullanıcılara ulaştırılırlar ve genellikle çapları 1 mm veya 3 mm arasında olabilir. Filament, pla olarak bilinen petrol, mısır nişastası ve şeker karışımından meydana gelebildiği gibi aynı zamanda abs, petg, tpu çeşitli sentetik plastik bileşenlerden meydana gelebilirler. Tüm bunlara ek olarak tüm bu malzemeler doğada çözünebilirler ve onları kazayla veya deneme amaçlı olarak yutmadığınız sürece, bir zarar vermezler. Günümüzde, filament içerikleri pek çok farklı renkte olabilirler.

3D Yazıcı Parçaları Ve İşlevleri

Çerçeve, filament makarası, baskı yatağı genellikle bir 3D yazıcı cihazının en kaba parçalarıdırlar. En hassas parçaların başında ise ilk olarak anakart, kontrol devre kartı gelir. Bu elektronik devre, bilgisayardan aldığı verileri işleyerek, baskı yatağında hangi noktaya ne kadar ve hangi yoğunlukta içerik püskürtüleceğini hesaplamak için kullanılır. Günümüzde bu tip devre kartı tasarımları genelde sıfırdan yapılmazlar; Raspberry veya Aurdino gibi tasarım programları ile oluşturulmuş ve pek ok yerden temin edebileceğiniz elektronik devreler, 3D yazıcı yapımı, parça değişimi için tercih edilebilir.

3D Yazıcı modellerinde bu anakart, yukarıda da bahsettiğimiz gibi tıpkı bir orkestra şefi gibi, bir 3D yazıcı cihazının tüm parçalarını yönetir. Özetle anakart veya devre kartı hem üç boyutlu baskı programı ile ilişkiyi sağladığı hem de hassas hesaplamalar yaptığı için, en önemli parçalardan birisidir. Üç boyutlu yazıcı yapım sürecini kolay kılan şey, temelde bu cihazların çok fazla elektronik devre gerektirmemesidir. Basit elektronik devre, yaygın olarak üç boyutlu baskı programı olan Ultimaker Cura’daki verileri işler ve stepper motoru olarak bildirilen motorlar dışında aynı zamanda isteğe bağlı olarak 3D yazıcı yapımı için kullanılan LCD ekran gibi kısımlara veri gönderir. 3D yazıcı için gerekli ve son derece önemli olan son elektronik parça ise, bitiş durakları olarak anılırlar ve mekanik birer parça olabildikleri gibi elektronik aksama da sahip olabilirler.

3D yazıcı cihazları için en önemli diğer elektronik parçalar arasında stepper motorları gelir. Bu motorlar, küçüktürler ve düşük elektrik akımı ile çalışırlar ve ekstrüder olarak da bilinen püskürtücü kısmı yönlendirirler. Yine önemli elektronik parçalardan birisi olan fan, püskürtücü için gerekli olan hava akımını sağlarken aynı zamanda erimiş olan filament içeriğinin katılaşması için de gereklidir. Yine önemli bir 3D yazıcı parçası olarak karşımıza çıkan ekstrüder, 1 mm veya 3 mm’den geniş bir çapa sahip olabilir ve ısıtılıp yarı – sıvı hale gelmiş olan filament içeriğinin doğru noktalara ulaştırılmasını sağlar. Elbette burada, “Mendel” olarak bilinen ve genellikle en basit ve tasarımı kolay 3D yazıcı modeli için bu parça sayılarını sıraladık. Üç boyutlu yazıcılar çok çeşitli olabildikleri gibi, çok fazla detaya sahip olabilirler; iki yönlü püskürtücülere sahip olan 3D yazıcı modelleri veya LCD ekrana sahip olan üç boyutlu baskı makinesi modelleri, özellikle dünyadaki pek çok tasarımcı tarafından kullanılmaktadır.

3D Yazıcı Programları Ve Dosya Formatları

Autodesk’in başını çektiği pek çok farklı üç boyutlu tasarım programı, 3D yazıcı modelleri için tasarım sürecinde kullanılırlar. Bunlar arasında profesyonel ya da pratik bir tasarım süreci sunan Ultimaker Cura, Autodesk Maya, Autodesk 3D Max, Rhino3D, Sketch, Cinema 4D,  Modo, Mol 3D gibi yazılımlar, yine pek çok kişi tarafından tasarım için kullanılırlar. Buna karşın özellikle sunduğu pratiklik ve evde, sıfırdan yapılmış 3D yazıcı modelleri için Ultimaker Cura, en sık kullanılan 3D yazıcı baskı programları arasında gelir. Tasarımlar ise genellikle STL, OBJ, FBX, Collada, 3DS gibi belli başlı dosya formatlarında saklanabilirler. 3D baskı için kullanılan bu formatlar, farklı cihazlarda tasarımların görünmesini, modifiye edilmesini ve aktarılmasını sağlarlar.