Granül
Granüller besleme haznesine yüklenir ve buradan ekstrüderin besleme bölgesine geçer. Bu aşamada malzeme, birbirinden ayrı katı tanelerden oluşur.
Malzemenin durumu: katı granüller.
FGF PRO / TEKNOLOJİ
Granülden3D baskınasıl çalışır?
FGF, doğrudan polimer granüllerden baskı yapan bir teknolojidir. Ekstrüderde malzeme, ısıtıcıların verdiği ısıyla erir; dönen vida ise malzemeyi nozula besler. Yazıcı eriyiği katman katman sererek dijital modele göre parçayı oluşturur.
Granülden
hazır parçaya
Ekstrüderin içinde ve baskı sırasında malzemede neler olur? Adım adım inceleyin.
Besleme
Dönen vida, granülleri kavrayarak ekstrüderin ısıtılan bölümüne taşır. Görevi, malzemeyi kanal boyunca ilerletmektir.
Malzemenin durumu: katı granüller kanal boyunca ilerler.
Isıtma
Isı bariyerinin yakınındaki geçiş bölgesinde granüller ısınır. Yüzeyleri yumuşayıp erimeye başladığından, temas halindeki granüller giderek birbirine yapışır. İçlerinde ise hâlâ katı bölgeler bulunur.
Malzemenin durumu: yüzey yumuşamıştır, iç kısımlarda katı bölgeler vardır.
Eriyik
Isı bariyerinden sonra malzeme sıkıştırma bölgesine girer. Vida malzemeyi ilerletip sıkıştırarak granüller arasındaki boşlukları azaltır. Isının etkisiyle kalan katı bölgeler giderek erir; ayrı granüller kesintisiz bir eriyik kütlesine dönüşür.
Malzemenin durumu: granüller giderek eriyiğe dönüşür.
Nozul
Malzeme nozula ulaştığında artık eriyik halindedir. Vida beslemeyi sağlar; eriyik, nozul deliğinden baskı yüzeyine çıkar.
Malzemenin durumu: eriyik nozuldan çıkar.
Parça
Yazıcı malzemeyi belirlenen yollar boyunca serer. Eriyik, önceki katmanla birleşir ve soğudukça katılaşır. Katmanların art arda uygulanması, dijital modeli hazır bir parçaya dönüştürür.
Malzemenin durumu: şeklini koruyan basılmış katman.
Teknolojinin
temel avantajları
Daha ekonomik
hammadde
Doğrudan granülden baskı, ara aşama olan filament üretimini ortadan kaldırır. Bu, özellikle hacimli ürünlerde malzeme maliyetini düşürebilir. Tasarrufun miktarı; polimere, tedarikçiye ve satın alınan miktara bağlıdır.
Geniş polimer
seçeneği
Malzeme seçimi, hazır filament çeşitleriyle sınırlı değildir. FGF, iplik biçiminde ekstrüdere beslenmesi zor olan yumuşak elastomerler dahil, granül halindeki termoplastiklere erişim sağlar. Belirli bir ticari sınıfın işlenebilmesi yazıcının özelliklerine bağlıdır.
Yüksek üretim
kapasitesi potansiyeli
Vidalı ekstrüder yüksek eriyik debisi sağlayabilir. Küçük bir nozulla da hızlı baskı mümkündür. Ekstrüderin kapasitesi yeterliyse hız; yazıcının mekanik olanaklarına, parça geometrisine ve seçilen ayarlara bağlıdır.
Geri dönüştürülmüş
hammadde kullanımı
FGF, uygun geri dönüştürülmüş hammaddenin önce filament haline getirilmeden kullanılmasını sağlar. Böylece geri kazanılmış termoplastikler yeni ürünlerin üretimine döndürülebilir. Hammaddenin uygunluğu; bileşimine, durumuna ve besleme sistemiyle uyumuna bağlıdır.
Sınırlamalar
temel avantajları
Akış kontrolü ekstrüderin tasarımına bağlıdır. Diğer noktalar FDM/FFF için de geçerlidir.
| Özellik | Parçaya etkisi |
|---|---|
| Akış kontrolü ve geri çekme |
Vida durduktan sonra kalan basınç, sızıntıya ve baskı bölgeleri arasında ipliklenmeye yol açabilir. Basıncı hızla düşürüp kararlı beslemeyi yeniden sağlamak, başlı başına bir mühendislik konusudur. Geri çekmenin etkinliği, ekstrüderin ve kontrol sisteminin tasarımına bağlıdır. |
| Üretim kapasitesi ve ayrıntı dengesi |
Üretim kapasitesini artırmak için nozul çapını ve katman yüksekliğini büyütmek, küçük ayrıntıları etkiler ve katmanları daha görünür hale getirir. Pürüzsüz yüzeyler ve hassas geçmeler için ek işlem gerekebilir. |
| Katmanlar arası bağ dayanımı |
Bitişik baskı yollarının ve katmanların tam kaynaşmaması ile iç boşluklar, parçayı zayıflatabilir. Yük taşıyan ürünler tasarlanırken ve baskı koşulları seçilirken bunlar dikkate alınır. |
| Çekme ve şekil bozulması |
Polimerin eşit olmayan biçimde soğuması, çarpılmaya ve hedef biçimden sapmalara yol açabilir. Bu etkilerin şiddeti; malzemeye, ürün geometrisine ve sıcaklık koşullarına bağlıdır. |
| Sarkan bölgeler için destekler |
Bazı sarkan bölgeler destek kullanılmasını, parça yönünün değiştirilmesini veya tasarımın düzenlenmesini gerektirir. Bu, malzeme tüketimini ve son işlemleri etkiler. |
Diğer üretim teknolojileriyle
karşılaştırma
| Ölçüt | FDM / FFFFilamentle baskı | FGFGranülle baskı | Enjeksiyon kalıplamaGranülden kalıplama |
|---|---|---|---|
| Malzemeler | Filament halindeki termoplastikler: rijit, esnek ve dolgulu türler. Seçim, uygun filamentin bulunabilirliğine ve yazıcının olanaklarına bağlıdır. | Yumuşak elastomerler ve dolgulu polimerler dahil, granül halindeki termoplastikler. Seçim, filament çeşitleriyle sınırlı değildir; malzemenin ekstrüder ve baskı koşullarıyla uyumlu olması gerekir. | Elastomerler ve dolgulu polimerler dahil, granül halindeki termoplastikler. Ticari sınıf; ürün gereksinimleri, kalıbın dolması ve ekipmanın kapasitesi dikkate alınarak seçilir. |
| Üretime hazırlık | Modelin dilimleyicide hazırlanması ve baskı ayarlarının yapılması. Kalıp gerekmez. Değiştirilen model bir sonraki baskıya hazırlanabilir. | Modelin dilimleyicide hazırlanması; malzeme ve nozula göre ekstrüzyonun ve baskı ayarlarının düzenlenmesi. Kalıp gerekmez. Tasarım değişiklikleri dijital model üzerinden yapılır. | Kalıbın tasarlanması ve üretilmesi, ardından sürecin ayarlanması. Ürün geometrisinin değişmesi, kalıbın değiştirilmesini veya yeniden işlenmesini gerektirebilir. |
| Geometri | Karmaşık şekiller ve iç boşluklar üretilebilir. Sarkan bölgeler için destek ve bu destekleri çıkaracak erişim alanı gerekebilir. İnce duvarlar ve küçük ayrıntılar, nozula ve baskı parametrelerine bağlıdır. | Karmaşık şekiller ve iç boşluklar üretilebilir. Sarkan bölgeler için destek ve bu destekleri çıkaracak erişim alanı gerekebilir. İnce duvarlar ve küçük ayrıntılar, uygun bir nozul ve kararlı eriyik beslemesi gerektirir. | Tasarım, kalıbın dolmasına ve ürünün çıkarılmasına izin vermelidir. Boşluklar ve ters açılar kalıp yapısını karmaşıklaştırabilir. İnce duvarlar ve küçük ayrıntılar, kalıp tasarımına ve eriyiğin akışkanlığına bağlıdır. |
| Parça kalitesi | Hassasiyet ve yüzey; ekipmana, nozula, katman yüksekliğine ve çekmeye bağlıdır. Yüzeyde katmanlar görülebilir. Dayanım, baskı yollarının birleşmesine ve baskı yönüne bağlıdır. | Hassasiyet ve yüzey; ekipmana, nozula, katman yüksekliğine, çekmeye ve ekstrüzyonun kararlılığına bağlıdır. Dayanımı, baskı yollarının ve katmanların kaynaşması ile baskı yönü belirler. | Yüzey, kalıbın dokusunu yansıtır. Hassasiyet; kalıba, çekmeye ve sürecin kararlılığına bağlıdır. Eriyik akışlarının birleştiği yerler ve dolgulu malzemelerde liflerin yönlenmesi dayanımı etkileyebilir. |
| Hazır parçaya ulaşma süresi | Hazırlık, baskı, soğutma ve gerekli son işlemleri kapsar. Baskı süresi; mekanik sisteme, takım yollarına ve seçilen ayarlara bağlıdır. Kullanılabilir malzeme debisi, filament besleme ve hotend içindeki eritme kapasitesiyle sınırlıdır. | Hazırlık, baskı, soğutma ve gerekli son işlemleri kapsar. Küçük bir nozulla da hızlı baskı mümkündür. Ekstrüder kapasitesi yeterliyse baskı süresi; mekanik sistemin hız ve ivmelenmesine, parça geometrisine ve seçilen ayarlara bağlıdır. | İlk üretim, kalıbın hazırlanmasını ve sürecin ayarlanmasını kapsar. Devreye alma sonrasında ürünler; dolum, soğutma ve çıkarma çevrimleri tekrarlanarak elde edilir. Ayrıca yollukların ve çapakların temizlenmesi gerekebilir. |
| Maliyet analizi | Hammadde: filament, karşılaştırılabilir granüllerden genellikle daha pahalıdır. Üretime başlama: kalıp gideri olmadan hazırlık ve ayar. Ürün: maliyet; malzeme tüketimi, makine süresi ve son işlemlerle belirlenir. Parti büyüdükçe hazırlık gideri daha fazla ürüne dağılır; ancak her parçanın baskı maliyeti devam eder. |
Hammadde: granül, birim maliyet içindeki malzeme payını düşürmeye olanak tanır. Üretime başlama: kalıp olmadan hazırlık ve ayar. Ürün: ekonomik sonuç; hammadde tüketimine, üretim kapasitesine, makine süresine ve son işlemlere bağlıdır. Parti büyüdükçe hazırlık gideri tüm üretime dağılır; her parçanın baskı gideri ise devam eder. |
Hammadde: granül. Üretime başlama: kalıp tasarımı, kalıp üretimi ve süreç ayarı giderleri. Ürün: parti büyüdükçe kalıp maliyeti daha fazla parçaya dağılır; kısa üretim çevrimi ise seri üretim giderlerini düşürür. |
Süre, kalite ve birim maliyet; seçilen malzeme, ekipman, ürün geometrisi ve parti büyüklüğü için ayrı ayrı değerlendirilir.