3D Baskıda Destek (Support) Yapılarını Azaltacak Tasarım Stratejileri

Eklemeli imalat (additive manufacturing), mühendislik tasarımlarında geometrik sınırları ortadan kaldıran devrimsel bir yöntemdir. Ancak FDM (Fused Deposition Modeling) veya SLA gibi popüler 3D baskı teknolojilerinde en büyük maliyet ve zaman kaybı kaynağı genellikle göz ardı edilir: Destek (Support) yapıları.

Eğer parçanızı tasarlarken yerçekimi kuralını unutursanız, üretilen parçanın %30'undan fazlası sadece üretim anında havada kalmasını sağlayan, sonrasında sökülüp çöpe atılacak olan destek malzemesi olabilir. Üstelik bu destek yapıları sökülürken parçanın yüzey kalitesini (surface finish) deforme edebilir ve son işlem (post-processing) için ciddi bir işçilik maliyeti yaratır.

Peki, üretim süresini hızlandırmak, malzeme israfını önlemek ve yüzey kalitesini artırmak için tasarım aşamasında hangi DFM (Üretilebilirlik İçin Tasarım) kurallarını uygulamalısınız?

3D yazıcılar, kademeli olarak yükselen açıları destek malzemesi olmadan basabilme yeteneğine sahiptir. Endüstri standardı olarak kabul edilen en kritik eşik "45 derece" kuralıdır.

Eğer tasarımınızdaki bir çıkıntı (overhang), dikey eksene göre 45 dereceden daha düşük bir açıyla dışarı doğru büyüyorsa, yüksek ihtimalle sorunsuzca basılabilir. Açıyı 45 derecenin üzerine çıkardığınız (daha yatay hale getirdiğiniz) anda yerçekimi galip gelir ve sistem altına destek yapısı örmek zorunda kalır. Tasarımdaki sert 90 derecelik çıkıntıları, radyüsler (fillet) veya pahlar (chamfer) kullanarak minimum 45 derecelik geçişlere dönüştürün.

İki dikey duvar arasında kalan yatay bir yüzey tasarladığınızı düşünün. 3D yazıcı, bu iki duvar arasında havada ince bir malzeme ipliği gererek (köprüleme tekniği) destek olmadan baskı yapabilir.

Ancak her malzemenin bir köprüleme limiti vardır. Modern yazıcılar ABS veya PLA gibi malzemelerde 5 ile 10 milimetre arasındaki mesafeleri destek malzemesiz atlayabilir. Eğer bu yatay mesafe çok uzunsa, malzeme sarkma (sagging) yapar ve başarısız olur. Uzun mesafeli boşluklar tasarlıyorsanız, aralara destek kolonları çıkmak yerine, tasarımı açılı bir kemer veya tonoz yapısına dönüştürerek köprüleme riskini tamamen ortadan kaldırabilirsiniz.

Bir tasarım 3D yazıcının tablasına nasıl oturtulursa, destek ihtiyacı da ona göre belirlenir. Dairesel bir delik eksenini eğer doğrudan Z eksenine (yukarıya) doğru bakacak şekilde tasarlarsanız, delik kusursuz bir şekilde üst üste örülür. Ancak aynı deliği yatay eksene (X veya Y) paralel konumlandırırsanız, deliğin üst sınırları 45 derece kuralını ihlal edeceği için içinin destekle doldurulması gerekecektir.

Tasarımınızı oluştururken parçanın üretim tablasındaki en stabil yüzeyini (flat base) belirleyin ve diğer tüm boşlukları bu yönlendirmeye (orientation) göre açılandırın. Gerekirse parçayı tek bir bütün olarak üretmek yerine iki farklı parça olarak tasarlayıp, üretim sonrası geçmeli (snap-fit) veya yapıştırma yöntemleriyle birleştirme yoluna gidin.

Yatay eksende konumlanması zorunlu olan dairesel delikler ve kanallar, destek (support) materyalinin en sık kullanıldığı ve sonrasında sökülmesi en zor olan alanlardır. İç kısmı desteklerle dolu bir kanalın temizlenmesi oldukça zordur.

Dünyaca uygulanan harika bir DFM numarası: Kusursuz bir daire yerine "gözyaşı damlası" şeklini kullanmaktır. Dairenin üst kısmını 45 veya 60 derecelik bir sivri geçişle tamamlarsanız, parçanın fonksiyonelliği çoğu zaman (içinden sıvı geçecekse veya kablo kanalıysa) değişmez. Ancak bu küçük tasarım hilesi sayesinde deliğin üst kısmı için hiçbir destek malzemesine ihtiyaç duyulmaz.

Mühendislik ekibiniz günlerce çalışıp 3D baskıya en uygun, en az malzeme tüketecek parçayı tasarladı. Peki endüstriyel üretim parkurlarında bu ideal parçayı kim, ne kadara ve ne sürede üretecek?

Teknik dokümanlarınızı ve 3D modellerinizi günlerce mail köşelerinde bekletmenize gerek yok. Biz PartGo olarak, FDM'den SLA ve SLS'e kadar tüm profesyonel 3D baskı süreçlerinizi tek bir platform üzerinden tamamen saydam şekilde gerçekleştiriyoruz.

Destek yapılarını azalttığınız ve DFM kurallarına uygun hazırladığınız modelinizi platforma yüklediğinizde, gelişmiş yapay zeka destekli altyapımız üretim geometrisini saniyeler içinde analiz eder. Üretim maliyetinize veya termin süresine doğrudan yansıyan bu DFM dokunuşlarının bütçenizdeki net faydasını ekranda canlı olarak görebilirsiniz. Parçanızın üretiminden, son tolerans testlerine, kalite kontrolünden sevkiyatına kadar tüm süreçleri bizzat üstleniyoruz.

Hemen şimdi parçanızın üç boyutlu veri dosyasını (STEP veya STL) PartGo platformuna yükleyerek saniyeler içinde anlık fiyat teklifinizi görebilir ve üretiminizi hemen başlatabilirsiniz.