- Bilgisayar Destekli Tasarım(CAD) Modülü(Katı Modelleme-Preprocessor)

Transkript

1 DÖKÜM SİMÜLASYON SİSTEMİ GENEL KOSGEB-SİNCAN KÜGEM DÖKÜM SİMÜLASYON SİSTEMİ YÖNTEM KULLANIM ALANLARI UYGULAMA ALANLARI GENEL Döküm Simülasyon Sistemleri, döküm prosesini sıvı metalin kalıbı doldurması(filling) ve katılaşma (solidification) simülasyonları ile bilgisayar ortamında gerçekleştiren Bilgisayar Destekli Mühendislik(Computer Aided Engineering-CAE) uygulamalarıdır. Döküm Simülasyon Sistemleri, dört ana bölümden oluşmaktadır. - Bilgisayar Destekli Tasarım(CAD) Modülü(Katı Modelleme-Preprocessor) - Sonlu Farklar Yöntemi veya Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Ağ Yapılandırma(Finite Difference Method or Finite Element Method, Enmeshment) - Simülasyon(Veri Girişi-Simulation) - Son İşlem(Sonuç Çıktıları-Postprocessor) KOSGEB-SİNCAN KÜGEM DÖKÜM SİMÜLASYON SİSTEMİ

2 YÖNTEM

3 Simülasyon çalışmaları SGI iş istasyonu üzerinde koşulan MAGMASOFT yazılımı üzerinde yapılmaktadır. Kalıp tasarımı teknik resime göre yazılımın kendi preprocessor kısmında katı modellenerek ve/veya elektronik posta yoluyla transfer edilen STL uzantılı dosyaların sisteme okutulmasıyla oluşturulmaktadır. Mesh yapılandırma otomatik yapılarak sonlu elemanlar çözümü için gerekli kontrol elemanları (control elements) elde edilmektedir. Döküm verileri (Döküm sıcaklığı, zamanı ve malzemesi, Kalıplama malzemeleri ve ilk sıcaklıkları, sınır ısı transfer katsayıları, besleme verimi) sisteme kullanıcı tarafından girilmekte diğer malzeme verileri veri tabanından direkt okutulmaktadır. Yazılım, sisteme girilen veriler doğrultusunda sonlu farklar yöntemi ile sıvı metalin kalıbı doldurması (filling) simülasyonu için Navier-Stokes denklemini (Lamina flow, temperature dependent viscosity, pressure boundry condition), katılaşma için ısı transfer denklemlerini ve sonuçlar için Niyama kriterini kullanarak hesaplamalar yapmaktadır. Sonuçlar (filling aşamaları,katılaşma aşamaları,soğuma hızı,sıvı-katı geçiş zamanı, gradient, katılaşma ve filling zamanı, besleme, gözenek) yazılımın kendi post processor kısmında incelenmektedir. KULLANIM ALANLARI - Hassas Döküm - Kum Döküm - Kokil Döküm - Alçak ve Yüksek Basınçlı Döküm UYGULAMA ALANLARI - Kalıp ve Model Tasarımı - Döküm Hatası Giderme - Araştırma Çalışmaları - Metal Verimi Arttırma ŞARJ OPTİMİZASYON PROGRAMI (DEMİR DÖKÜM) ÇELİK DÖKÜM YOLLUK PROGRAMI ÇEMBER TİPİ ÇELİK DÖKÜM PARÇALAR BESLEYİCİ PROGRAMI ÇELİK DÖKÜM BESLEYİCİ PROGRAMI AĞIRLIK TAHMİNLEME PROGRAMI PB ŞARJ OPTİMİZASYON PROGRAMI (BAKIR ALAŞ. DÖKÜMÜ) ŞARJ OPTİMİZASYON PROGRAMI (ÇELİK DÖKÜM

4 ŞARJ OPTİMİZASYON PROGRAMI (ÇELİK DÖKÜM SensAble FreeForm Bilgisayarla 3D tasarım sürecinde, tasarımcı ile bilgisayar arasındaki fiziksel etkileşimi sağlayarak, dokunma hisli tasarım konusunda çığır açan yeni ve benzersiz FreeForm modelleme sistemi (FreeForm yazılımı + Phantom Arm) İstanbul/ Merter'deki ofisimizde tanıtım ve eğitim amacıyla Türk tasarımcıların beğenisine sunulmuştur: FreeForm sistemi, o kadar farklı ve alışılmadık bir ürün ki, kullanıp hissetmeden tam olarak algılamanıza gerçekten imkan yok; Her ne kadar kelimeler bu üstünlüğü açıklamaya yetmese de, kısaca, mouse ile klavye arasında ne kadar fark buluyorsanız, "Phantom Arm" ile mouse arasında da en az o kadar fark hissedeceksiniz diyebilirz... Konusunda birçok ödül almış Boston/ABD tabanlı SensAble Firması'ın geliştirdiği bu sistemle, mücevher, hediyelik eşya, ayakkabı tabanı, oyuncak ve film karakterleri gibi karmaşık modellerin tasarımı kolayca yapılabileceği gibi, günümüzde kullanılan 3D CAD sistemlerinin esneklik vermediği bazı özel kalıp ve ürün tasarımlarında yüzey ve katı modelleme yazılımları için benzersiz bir tamamlayıcı fonksiyona sahiptir; Daha önceleri, CNC ile imalat sonrası el işçiliği ile yapılmak zorunda kalınan bazı karmaşık kalıp modifikasyonları artık FreeForm sistemi ile dijital ortamda gerçekleştirilebilir. FARKI HİSSEDİN: Heykeltraşlara ve desinatörlere bilgisayar ortamında yürütülen modelleme esnasında dokunma duyusunu yaşatan ilk aygıt. Çamur yahut köpük kullanarak yapılan fiziksel modellemedeki kadar önsezilere ve duygulara yer veren, üstelik bunların yanısıra dijital bir aygıtın tüm üretim avantajlarına da sahip bir icat. FreeForm modelleme sistemi adı verilen bu teknoloji sizi, mouse, klavye v.b. kullanırken karşılaştığınız zorlamalardan arındırarak arzu ettiğiniz biçimlerde çalışmanıza imkan sağlıyor: FreeForm Sistemi'nin nasıl kullanıldığını görmek istiyorsanız: FreeForm Flash Animasyonu (592KB) Benzersiz FreeForm modelleme operasyonlarından bazı örnekler: Carve (132 KB.avi): Yontma, içden dışa doğru yüzeyleri şişirme... Smooth (132 KB.avi): Yumuşatma, köşelerdeki pahları kırma, yuvarlatma... CAD Yazılım satış pazarında yer alanlar yıllarca heykeltraşlığa benzer ve çamurla çalışıyor olmanın verdiği rahatlığa yakın bir kullanımı olan bir sistem üzerinde tartıştılar. Fakat tüm bu çalışmalar esnasında dijital formlara sahip ve yukarıda tanımlanan ilişkiye yakın bir programı mümkün kılabilmek için gerekli olan anahtar unsur daima eksik kaldı: Hissedebilme duygusunu yaşatabilmek! Bu süreç içerisinde aynı zamanda kulakları tıpalarla tıkalı bir müzisyenden müzik yapması ya da gözleri bağlanmış bir ressamdan resim yapması istendi. Neticede tüm bu düşünce aşamaları insanoğlunu dijital modelleme kavramına yönlendirmiştir. FreeForm modelleme sistemi'nde yer alan 3 boyutlu dokunuş teknolojisi ilhama yol verir ve bireyi dijital forma yönlendirir. Modellemeyi yapanlar artık düz bir yüzeyde 2 boyutlu mouse ile zorlanmalara maruz kalmıyorlar. İlham, artık kontrol

5 aşamaları, düzeltmeler ve ayarlamalar süzgeçinden geçmek zorunda kalmıyor. Hayaliniz zihinlerden cisimlere aktarılıyor. DİJİTAL AVANTAJ: FreeForm modelleme sistemi dijital aygıtların kudretini ve çalışma esnekliğini fiziksel modellemeye taşıyor. Kelime işlemcisi yazı yazmak adına ne ifade ediyorsa FreeForm Sistemi'nde yeralan dijital çamuru da fiziksel modellemede kullanılan çamur ve köpüğün ifadesi olarak düşünebiliriz. Modelleri kopyalayın ve özelliklerini yeniden kullanın. Çamurun katılığını ve yüzeyin pürüzsüzlüğünü tuşları kullanarak kontrol edin. Mirror ve scale özelliklerini kullanarak önceleri saatlerce süren işlemlerinizi saniyelere indirgeyin. Hata yaptığınızda ise "undo" tuşu sizi her zaman bir adım geriye ulaştırır ki bu FreeForm sistemi'nin gerçek heykeltraşlığa olan üstünlüklerinden sadece biridir. TÜM TASARIM SÜRECİNE UYGUN DÜŞEN ÇALIŞMA AKIŞI: FreeForm modelleme sistemi günümüz ürünlerine ve tasarım süreçlerine uygundur ve 2 boyutlu çizimler ile 3 boyutlu üretim çalışmaları arasında var olan uçurum üzerinde bir köprü vazifesi görür. FreeForm modelleme sistemi fiziksel modellemeyi ya tamamlar ya da tamamen onun yerine geçer ve kullanıcıların, kalem kağıt yardımıyla uyguladıkları 2 boyutlu çizimlerin tattırdığı özgürlüğü ve de duyguları 3 boyutlu çalışmalarda da keşfetmelerini sağlar. Tasarım halindeki skeçleri, iki boyutlu çizimleri, scan edilmiş modelleri ya da 3 boyutlu olarak çalışılmış parçalardan aktarmalar yapabilir ya da üzerlerinde çalışmalar gerçekleştirebilirsiniz. Zamandan kazanarak çalışın ve modelleri özgürce taslak haline getirin ve ardından yeni fikirler keşfedin. Daha sonra modeli sade haline getirin ve detayları ekleyin. Bitirilmiş modeller daha sonra üretim adına ThermoJet gibi hızlı prototip cihazlarıyla imal edilebilir veya diğer CAD yazılımlarına aktarılabilir. FreeForm SİSTEMİ'NİN AVANTAJLARI: FreeForm sistemi'ne ait aygıtlar şekillendirme ve "tel kesme"de olduğu gibi fiziksel modellemeninkilere benzer özellikler taşır. Bunları kontrol edebilmek, üzerinde çalıştığınız model ile aranızda emsalsiz bir bağ kurar. Aklınızdan tüm geçenler direkt olarak modelinize yansır. Her türlü ayrıntı ya da ifade modelinizde kendini gösterir. FreeForm sistemi 3 boyutlu tasarım programı, dokunma hissini tattırmasının yanısıra, modelleme yapan kişiye ifade etmek istediklerini gerçekleştirebilmek için çok sayıda uzmanlaşmış gereçlerin kullanımına da imkan sunar. Bu gereçlerin herbirinin dokunabilmenin beraberinde getirdiği karmaşık kontrolleri ve detayları vardır. Sonuçta, FreeForm modelleme sistemi: Öğrenme eğrisini imha eder Sınırsız ifade imkanı sunar Gelişimi Hızlandırır Uygulama Örnekleri : FreeForm Sistemi ile modellenen, farklı sektörlere yönelik tasarımlardan bazı örnekler aşağıda verilmiştir, daha büyük görmek için ilgili resmi tıklayınız: Mücevher Tasarımı:

6 Michael Zindell Jewelry Show USA, Mike Render: Metastream Pierre Marechal, Cadem - Goldaş Christopher Dean, Cadem - Goldaş Ayakkabı Tasarımı: Steven Hsiao, Road Ahead Technologies TOGO adidas Russell, Adiadas Portland Daha fazla örnek için: Cadem > Sektörel Çözümler > Ayakkabı Seramik ve Cam Eşya Tasarımı: Dekoratif Fayans (VCP render), Berrin Altaş, Cadem A.Ş. Avize gövdesi (ATOS II tarama + VCP render), Cadem A.Ş. Seramik kapak kulpu Meyve kabartmalı tabak Daha fazla örnek için: Cadem > Sektörel Çözümler > Cam ve Seramik Oyuncak Tasarımı: VCP Render Sarah Orlamuender Dave Bilyeu, Hasbro Daha fazla örnek için: Cadem > Sektörel Çözümler > Oyuncak Mobilya Tasarımı:

7 AW Render VCP Render Michael Zindell Chris Dean, Hot House Plastik, Elektronik Ürünler: Mark Conahan Mark Conahan Michael Zindell Medikal (hastaya özel protez tasarımı): PDR UWIC / Morriston Hospital, UK Daha fazla örnek için: Cadem > Sektörel Çözümler > Medikal Diğer Uygulamalar: Cadem > Sektörel Çözümler > Diijital animasyon ve Film Visual Communication Package: "Render" ve "Publish" modüllerinden oluşan opsiyonel Visual Communication Package (Görsel Haberleşme Paketi) 26 Ağustos 2002'de piyasaya sürülmüştür: FreeForm Model Render Module Publish Module Render Modülü, FreeForm sistemi ile tasarlanan modellerin kolaylıkla fotoğraf gerçekliğinde görüntülenebilmesini sağlar. Render modülüne renk bilgisi ise FreForm

8 sisteminde dokunma hissiyle yapılan boyamalardan gelir (ortadaki resim). Render modülü ile pazarlama hedefli birçok resim elde edilebileceği gibi, QuickTime VR formatında hareketli görüntüler de alınabilir. Publish Modülü, ücretsiz bir görüntüleme yazılımı (viewer) ile görüntülenebilen bir formatta 3D model dosyası oluşturur. STL dosyalara kıyasla veya FTP ile kolayca gönderilebilecek şekilde çok az yer kaplayan bu format sayesinde dünyanın her yerindeki müşteriler ve proje ortaklarıyla tasarım sürecinde fikir alışverişinde bulunmak çok kolaylaşır. Sağdaki resimde görüleceği üzere Publish modülü aynı zamanda 3D model üzerine yazı ve yorum ekleme (annotation) özelliğine de sahiptir. Publish modülü üzerinden görüntülenen modeller özel bir formatta olduğu için tasarım sürecinde modelin korunmasını ve izinsiz üretilmesini önler. SensAble web sitesinden ücretsiz indirilebilecek viewer yazılımı ile görüntülenen 3D modellerin üzerinde her türlü ölçüm yapılabilir, hacim ve kütle özellikleri hesaplanabilir, model üzerine ek yazı ve yorum eklenebilir. Sonuçta, publish ve viewer modüllerinin karşılıklı kullanımı ile tasarımcı ile lisansör, kalıpçı, üretici veya pazarlamacı arasındaki iletişim önemli derecede hız ve verim kazanır. ThermoJet

9 Cadem, 3D Systems/ ThermoJet Solid Object Printer (Katı Cisim Yazıcısı) cihazıyla her türlü hızlı model, prototip, kalıp ve düşük hacimli özel imalat ihtiyacınıza yönelik çözümler sunmaktadır. İstanbul Merter' deki ofisimizde bulunan bir ThermoJet, gerek tanıtım ve eğitim, gerekse prototip imalat ihtiyaçlarına cevap vermek üzere hizmet vermektedir. ThermoJet, 3D CAD tasarım verisine bağlı olarak, istenilen karmaşıklıkta bir modeli yüksek hızda üretebilen gelişmiş bir cihazdır. MJM (Multi-Jet-Modelling / Çok-Jetli Modelleme) teknolojisini kullanan ThermoJet, bilgisayar kontrollü olarak 352 memeden erimiş bir çeşit termopolimer püskürterek katmanlar halinde istenilen parçayı inşa eder. TJ 88 ve TJ 2000 adıyla iki farklı malzeme seçilebilir. Malzemelerin hiçbir toksik özelliği yoktur ve ofis şartlarında rahatlıkla kullanılabilirler. Naturel (krem), gri ve siyah olmak üzere üç farklı renkte malzeme mevcuttur. ThermoJet modelleri hassas döküm prototipleri için çok uygundur ThermoJet Teknik Özellikleri Uygulama Sahaları: ThermoJet, CAD kullanıcılarına hızlı yazdırma ve tasarladıkları modeli 3 boyutlu olarak avuçlarına alma özgürlüğünü sunar. Bu sanal bir gerçeklik değil bu fiziksel bir gerçeklik ve tüm fırsatlar tüm uygulamalar sadece tasarımcının hayalleriyle sınırlıdır: >> Konsept tasarım ve modelleme:

10 ThermoJet, yeni ürün tasarımının ilk safhalarında, tasarım, pazarlama ve imalat bölümleri arasındaki hızlı ve etkili iletişimi sağlamak için ofis ortamında kullanılmaya çok uygun, hızlı ve kolay kullanımlı bir tür 3 boyutlu yazıcıdır. >> Silikon kalıplamayla hızlı plastik prototip imalatı: ThermoJet modelleri aynı zamanda silikon kalıplama yöntemiyle istenilen mukavemette ve optik özelliklere sahip poliüretan malzemelerden çoğaltılabilir. >> Hassas dökümle hızlı metal prototip imalatı: ThermoJet modelleri standart hassas döküm mumu ile çok yakın özelliklere sahip olması sayesinde normal hassas döküm işlemlerinde hiçbir değişiklik yapmadan kolaylıkla ve başarıyla metal prototip veya parça imalatında kullanılabilirler. Solda ve aşağıda bazı örnekler görülmektedir:

11 Thermojet sayesinde henüz mum basma kalıbı üretilmeden evvel ilk döküm çalışmalarına hızlıca başlanabilir. Böylece dökümdeki çekmeler ve diğer testler sonrasında gereki revizyonlar hızlı bir şekişlde yapılır. Karmaşık yapıya sahip ve küçük boyutlu parçaların az miktarda üretiminin ihtiyaç duyulduğu işlerde ise hiç mum basma kalıbı imal etmeden tüm döküm modellerinin direkt ThermoJet ile imali çok daha hızlı ve ucuz olabilmektedir... >> Hızlı plastik enjeksiyon kalıbı imalatı:

12 ThermoJet ile üretilen kalıp mührelerinin modelleri hassas dökümle alüminyum malzemeye dönüştürülür ve bunlar başarıyla plastik enjeksiyon kalıbı yapımında kullanılabilir. Bu örmeklerde, STL verisi bulunan parçanın kalıbı, Materialise Magics RP ile tasarlanmış ve alüminyumdan dökülmüşleridr. Yukarıda, soldan sağa 3. resimde görüleceği üzere, alüminyum mühreler kalıp çerçevesine epoksi ile yapıştırılmıştır. Resimleri daha büyük görmek için üzerlerini tıklayınız. ThermoJet master modelleri kullanılarak alüminyum toz katkılı sert epoksi malzemeden de prototip kalıplar hızlı bir şekilde üretilebilir. Bu kalıplar, direkt plastik enjeksiyon tezgahına bağlanarak belli miktarda gerçek malzemeden parça üretimine imkan verirler. >> Kuyumculuk: Yüksek üretim hızı ve ince detaylardaki üstün hassasiyeti sayesinde ThermoJet, altın ve gümüş kullanılarak hassas döküm ile mücevher imalatı uygulamalarında da geniş potansiyele sahiptir.

13 Sıkça Sorulan Sorular: >> ThermoJet Ne Kadar Hızlı? ThermoJet'in kullandığı çok sayıda (352 adet) jet sayesinde parça genilişiğindne bağımsız olarak üretim hızı 1saat/cm kadar hızlıdır. Mesela yukarıda görülen 6 prototip aynı anda 2 saat içinde üretilebilir. >> Malzeme Maliyeti Nedir? 2.3 kg'lık kartuşlarla gelen malzemenin kilogram fiyatı yaklaşık 250USD civarındadır. >> Malzemesi Zararlımı? ThermoJet inşa malzemesi hiçbir toksik ve parlayıcı özelliği olmayan ve ofis içi kullanmaya çok uygun bir tür termopolimerdir. Model ile işiniz bittiğinde çevre kirletme endişesi olmadan çöpe atabilirsiniz. >> Yüzey Parlatma ve Boyama Yapılabilirimi? Alkol içeren bazı özel sıvılar ve bir bez ile modeller başarıyla parlatılabilir. Malzemeye zarar vermeyen püskürtme boyalar kullanılarak modeller metalik veya diğer renklerde başarıyla boyanabilirler. Aynı zamanda standart modelci boya malzemeleri de kullanılabilir. Bu konudaki detaylar için bizimle irtibata geçiniz. Özetle ThermoJet: ThermoJet ile 3 boyutlu modellerinizi 3D CAD verilerinizden doğrudan hayata geçirin; ThermoJet, dizayn fikirlerinizi pratiğe geçirmekte kullanacağınız mükemmel bir yöntemdir; ayrıca yeni ürünlerinizi geliştirmekte en büyük yardımcınızdır. USTA BİR MODELCİYE DÖNÜŞÜN: Elle şekil vermenin zorluğundan kaynaklan yanlış anlaşılmaları ve gecikmelerinizi bir tarafa bırakın. ThermoJet Yazıcıyla daha hızlı model üretir, numuneleriniz hakkında müşterilerinizin fikirlerini daha çabuk değerlendirir, satış adına tanıtımlarınızı daha verimli hale getirir hatta ürettiğiniz numuneleri üretim aşamasına çok daha hızlı bir şekilde geçirebilirsiniz. VERİM GÜCÜ YÜKSEK ve KOLAY CAD OFİS ÇALIŞMALARI YAPMAYI KEŞFEDİN: ThermoJet Yazıcısının kullanımı çok kolaydır; öyle ki bir düğmeye basmak yeterlidir. Ofisinizde çalışan herkes 3D modelleri oturdukları yerden imal edebilirler. Ayrıca 3D fakslama özelliği ile şirketinize ait ağ (LAN/WAN) üzerinde bulunan herhangi bir ThermoJet cihazına basım emri yollayabilirsiniz. KALİTELİ ve MÜKEMMEL MODELLERİ HIZLI, UCUZ ve GÜVENLİ ÜRETİN: Zorlu modelleri haftalarca uğraşarak değil sadece saatler içinde üretin. Ayrıca elle üretimden doğabilecek üretim maliyeti ve güvenlik riskini en aza indirin. Fikir sağlayacı diğer iş ortaklarınızla daha verimli iletişim kurun. İŞİNİZDE DEVRİM YAPIN: Daha az zamanda daha çok fikir üretin. Ürün kalitesini arttırırken ürününüzü pazara sunma sürecinizi de kısaltın. ThermoJet ile organizasyonunuzu daha da gelişmiş iletişimler üzerine kurun.

14 ThermoJet Nasıl Çalışır? (MJM / Thermojet inşa teknolojisi):

15 ThermoJet MJM, diğer otomatik model inşa teknolojilerinde olduğu gibi parçayı düzgün katmanlar halinde inşa eder. Desteklenmesi gereken kısımlara ise ince çubuklar inşa edilir. Kartuşlarla makinaya beslenmiş olan plastik inşa malzemesi sıcaklıkla eritilerek damlacık püskürten kafaya pompalanır. Aşağıda, MJM otoinşa teknolojisinin işlemleri sırasıyla açıklanmıştır: Piezoelektrik valfli 352 memeden jet halinde damlacık püskürtebilen MJM yazıcı kafası X ekseninde (sağa doğru) hareket ederek platform üzerindeki gerekli noktalara termopolimer inşa malzemesini püskürtür. Yazıcı kafa, platformun sonuna geldiğinde, platform Y ekseninde (arkaya doğru) hareket eder ve yazıcı kafa bu sefer X ekseninde geriye (sola doğru) ilerleyerek inşaya devam eder. 1. ve 2. işlemler, katman tamamiyle inşa edilinceye kadar devam eder. Bunun ardından platform katman kalınlığı kadar Z ekseninde aşağı indirilerek sonraki katmanın inşasına başlanır. 1., 2. ve 3. işlemler tekrarlanarak, yüzlerce katmandan oluşan 3 boyutlu model inşa edilir. Destek çubukları: İnşa bitiminde alüminyum platform üzerinden parçaların kolay alınabilmesi için her inşa işleminin başında, üretilecek modellerin platform üzerindeki izdüşümlerine yaklaşık 8mm yüksekliğinde destek çubukları inşa edilir. İnşa sonrasında, tabandaki destek çubuklarının kolaylıkla kırılarak modellerin platformdan ayrılması için ise yan yüzeyi tırtıklı özel bir spatula kullanılır. Model yüzeyine yapışan çubuklar ise bir fırça kullanılarak rahatlıkla dökülürler. Fırçanın erişemediği noktalarda ise, değiştirilebilir çeşitli uçlara sahip temizlik aparatları kullanılır. İnşa sırasında 45 dereceye kadar ısınan platform ve modellerin soğuması destek yapısının daha kolay kırılabilmesini sağlar, bunu hızlandırmak için ise platform inşa sonrasında bir süre soğutucuda bekletilelerek sıcaklığı dereceye kadar düşürülebilir. Yüzey geliştirme işlemleri: İstendiğinde model yüzeyinin parlatılması için gerekli sıvı ve bezler de ThermoJet ile birlikte sağlanmaktadır. Üretilen modeller uygun püskürtme boyalarla boyanarak başarıyla metal veya seri imalat çıktısı plastik görünümü verilebilirler. ThermoJet Uygulama Yazılımı: Windows NT, 2000 veya Unix üzerinde çalışabilen "ThermoJet Client" yazılımında IP numarası ile ThermoJet'i TCP/IP network ortamında normal bir "network printer" olarak tanıtıp kolaylıkla çalıştırabilirisiniz. Network üzerinden birçok kullanıcı ThermoJet'e aynı anda iş gönderebilir. ThermoJet yazılımı bunları sıraya sokar ve kullanıcılar uzaktan iş durumunu ve kendi model inşalarının ne zaman biteceğini öğrenebilirler. ThermoJet yazılımı, bozuk STL verilerini otomatik olarak düzelterek birçok parçayı yine otomatik olarak platforma yerleştirebilir. Manuel olarak da sonradan yerleşme

16 SLA (Stereolithography Apparatus - steryolitografi cihazı) Sistemleri: 1986 yılında Charles Hull tarafından kurulan 3D Systems Firması hızlı prototip sektöründe Dünya'daki ilk ticari ürünü çıkaran firmadır (1988). Günümüzde de yaptığı satış itibariyle bu sektörün yarısına yakınını elinde tutmaktadır. Aşağıda, SLA (Stereolithography Apparatus - steryolitografi cihazı) sistemleri kapsamında üretilen modeller görülmektedir: Solda Viper, ortada SLA 3500, sağda ise SLA 7000 sistemleri görülmektedir. Viper cihazını yüksek çözünürlükte görmek için resmi tıklayınız (777x947 piksel, 107KB). SLA, "Stereolithography Apparatus" yani "steryolitografi cihazı" anlamına gelmektedir. SLA Sistem modelleri ve bazı teknik özellikleri: Viper si2: Çok küçük parçaları en ince detaylarına kadar mükemmel doğrulukta üretebilen çok yönlü Solid Imaging Sistemi. si2, "nextgeneration solid imaging" yerine kullanılmaktadır. Bu cihazın normal ve yükske rezolusyon olarak iki çalışma modu vardır: Lazer: Solid state Nd:YVO 4 100mW Lazer (354.7 nm dalgaboyu) Reçine yayma tekniği: Zephyr recoating system Katman kalınlığı: 0.05mm İnşa zarfı: 250x250x250mm (yüksek rezolusyonda: 125x125x250mm) Lazer çapı: 0.25mm (yüksek rezolusyonda: 0.075mm) SLA 3500: Orta büyüklükteki parçaların yüksek doğruluk ve hızla üretildiği SLA Sistemi. Solid State Nd:YV0 4 lazer (160 mw gücünde ve nm dalgaboyunda) Zephyr Recoater ile min..05mm katman kalınlığı yayılabilir L havuz kapasitesine sahip bu model max. 350 x 350 x 400 mm XYZ inşa zarfına sahiptir. SLA 5000: 3500'ün ürettiği ürünlerin yanısıra daha da büyük parçalar üretme kapasitesine sahip yüksek seviyeli Solid Imaging Sistemi. Solid state frequency tripled Nd:YV0 4 lazer (216 mw gücünde ve nm dalgaboyunda) Zephyr Recoater ile min 0.05mm katman kalınlığı yayılabilir. 508 x 508 x 584 mm XYZ ölçülerinde bir inşa zarfına sahiptir. SLA 7000: Yüksek inşa hızı nihai ürün kalitesine çok yakın parçalar, çok düzgün yüzey kalitesi. 3D Systems'in sahip olduğu en yüksek hız ve en kaliteli ürünler. Solid State frequency tripled Nd:YV0 4 lazer (800 mw, nm dalgaboyunda) Min mm katman kalınlığı "Zephyr Recoater" ile sağlanmaktadır. Maksimum 508 x 508 x 600 mm XYZ inşa hacmine sahiptir ve havuza bir seferde L fotopolimer yüklenebilir.

17 kullanıcıyla dost 3D Systems ürün çizgisine uygun yazılım. İnşa Malzemeleri (Fotopolimer Reçineler): Ürünler > 3D Systems > Accura Malzemeleri sayfasına bakınız. Uygulamalar: Montaj modeli (mockup): Birçok parçadan oluşan sistemlerin imalat öncesi tasarım teyidi ve montaj testleri için SLA ile inşa edilen modeller büyük kolaylık ve hız sağlarlar: Solda: Rover Group için üretilmiş, yeni geliştirilen motora ait bir "mockup" görülmektedir. Ortada: Jaguar S tipi "Salloon" modelinin 3/8 ölçekle imal edilmiş arka dingil ve süspansiyon modeli görülmektedir. Sağda: Mc Dounald Douglass için üretilmiş olan 74 parçalı "MD 90 throttle module" modeli görülmektedir. Hassas dökümle metal parça imalatı: Aşağıda, soldaki üç resimde QuickCast (Çabuk Döküm) ticari ismiyle anılan inşa tekniğiyle içi gözenekli üretilen döküm modelleri ve bu modeller kullanılarak hassas dökümle imal edilmiş metal prototipler görülmektedir: Soldan sağa 2. resim Mercedes, 3. resim ise Ford için üretilmiş motor parçalarıdır. 4. resimde ise SLA ile direkt olarak çok parçalı bir mum basma kalıbı inşa edilmiştir. Bu sayede çok sayıda mum model kolaylıkla üretilerek daha düşük maliyetle daha çok hassas dökülmüş metal prototip parça elde edilebilmiştir. Yüksek sıcaklığa dayanımlı ve metal kaplanmış prototipler: Soldaki iki resim: Yeni geliştirilen bir motorun testlerinde kullanılabilecek şekilde sıcaklık dayanımı ve mukavemeti olan bir emme manifoldu prototipi ve bir test fotoğrafı görülmektedir. SLA sayesinde birçok farklı manifold tasarımı kısa sürede test edilip en

18 uygun tasarım tespit edilebilir. Sağdaki iki resim, sırasıyla "eletroplate" ve "vacuum metallization" ile metal kaplanmış prototipleri göstermektedir. Sağdaki resim, yeni geliştirlen bir otomobile ait far aynasının fonksiyonel prototipidir. Fonksiyonel plastik ürün prototipleri: Solda: Electrolux firmasının tasarımı olan bir elektrikli süpürgenin SLA prototipi görülmektedir. Ortada: Fonkisyonel bir mouse prototipi. Yüksek çözünürlükteki resim için tıklayınız (1200x960 piksel) Sağda: Moulinex "Aqualia Cordless" için direkt SLA ile üretilmiş bu elektrikli mutfak aletinin testlerinde su kaynar vaziyette görülmektedir. Bu uygulamada 200 C'ye kadar yüksek sıcaklıklara dayanımlı SL-5530HT fotopolimer reçinesi kullanılmıştır. Direkt enjeksiyon kalıp imalatı ve silikon kalıpla çoğaltma: Soldaki iki resim: DirectAIM ismiyle anılan bir yöntemle, yüksek mukavemetli fotopolimer reçineyle inşa edilen kalıplar direkt olarak kullanıldığında adede kadar parça basılabilir. Bu sayede, düşük hacimli imalat veya gerçek malzemeden prototip parça imali çok hızlı bir şekilde gerçekleşir. Sağdaki resim: Silikon kalıplama yöntemiyle de kısa sürede PP veya ABS muadili ve çok çeşitli mekanik optik ve kimyasal özelliklere sahip malzemelerden prototipler vakum altında dökülebilir. Duruma göre kısa sürede adet prototip bu şekilde çoğaltılabilir. Mücevher model imalatıı: 3D Systems / Viper, yüksek hassasiyeti ve hızı sayesinde mücevher modeli imalatı için çok uygundur. Viper ile üretilen modeller yeterince sağlam olduğu için direkt olarak seri imalatta kullanılacak silikon kalıp yapımında kullanılabilirler.

19 Medikal Modelleme: CT ve MR verileri kullanılarak, teşhis ve ameliyat planlamasında büyük faydalar sağlayan hastaya ait birçok model üretilebilir. Solda, SLA ile kemikleri renkli inşa edilmiş bir el modeli, Ortada, Mimics yazılımı ve Stereocol reçinesi kullanılarak SLA ile dişleri renkli olarak inşa edilmiş bir kafatası modeli, sağda ise Mimics yazılımı yardımıyla SLA ile üretilmiş bir kafatası modeli ve bu modele bağlı kalarak üretilmiş tatbike hazır bir implant görülmektedir. Ayrıca QuickCast stili ile inşa edilen modeller kullanılarak hassas döküm ile metal protezler de başarıyla imal edilmektedir. Daha fazla bilgi için: Cadem > Sektörel Çözümler > Medikal Optik gerilim analizi uygulamaları: Deneysel gerilim ve mukavemet analizinde etkili bir yöntem olarak mühendislikte uzun yıllardır kullanılmakta olan optik gerilim analizi (optical stress analysis veya photoelasticimetry) tekniklerinde kullanılacak modeller artık uygun (aktif) optik özelliklere sahip şeffaf fotopolimer reçinelerle hızlı ve kolay ve ucuz bir şekilde SLA sistemleriyle direkt olarak imal edilebiliyor. Örnek Uygulama: Fransız uçak motoru tasarım ve geliştirme grubu Snecma (Societe Nationale d'etude et Construction de Moteurs d'aviation) 1992 yılında fotopolimer reçine üreticisi Ciba-Geigy (yeni adıyla Vantico) ile SL epoksi reçinelerinin optik gerilim analizi tekniklerinde uygulanması için işbirliğine başlamışlardır: Soldaki resimde görülen 70cm çapındaki türbin rotor ve kanat modeli 9 parça halinde 3D Systems SL cihazlarıyla CIBATOOL SL 5170 reçinesi kullanılarak imal edilmiş ve her parçanın inşası 30 saat sürmüştür. Parçaları birleştrip test için hazırlamak ise iki hafta sürmüştür. Toplam test projesi böylece 1 ayda tamamlanmıştır. 9 ay süren ve iki kat maliyeti olan eski teknikte ise öncelikle talaşlı imalatla modeller üretiliyor ve ardından silikon kalıplama ile şeffaf test parçaları üretiliyordu. Silikon kalıplama için modeller SL tekniği ile de imal edilebiliyordu ama SL modellerinin direkt testlerde kullanılabiliyor olması daha hızlı ve ucuz bir çözüm imkanı sunmuştur. Direkt SL ile model imalatı özellikle silikon kalıplama ile bile tek parça halinde üretilmesi çok zor, karmaşık yapılı parçaların üretilmesi ve testi için çok uygundur.

20 üzerinde merkezkaç ve aerodinamik kuvvetlerden oluşan gerilimlerin dağılımı görülmektedir. Bunun için deneye, reçinenin "cam geçiş fazına" (glass transition phase) ulaşacağı yaklaşık 100 C sıcaklıktaki bir ortamda başlanır. Gerilim altında oluşan deformasyonların kalıcı olabilmesi için sıcaklık yavaşça düşürülür ve test tamamlanır. Daha sonra polarize bir ışık altında model incelendiğinde gerilim dağılımıyla orantılı oluşan gökkuşağı renkleri kolayca görüntülenebilir. Siyah bölgeler hiç gerilimin olmadığını, sık değişen parlak renklerin olduğu bölgeler yüksek gerilimi, yumuşak renk değişimi ise düşük gerilimi gösterir. Referans: 3D Systems, The Edge, summer 1994 SL Sistem Teknolojileri: Steryolitografi Tekniği: Steryolitografi (stereolithography), kısaca SL, adından da anlaşılacağı üzere matbaacılıkta yıllardan beri iki boyutlu baskılar için kullanılan litografi tekniğinin üç boyuta "stereo" aktarılmış şeklidir. Her ne kadar bu isim öncelikle 3D Systems firması tarafından kullanılsa da, tescil ettirdiği bir markası olmadığı için rakip firmalar da kendi teknolojilerini aynı isimle adlandırmışlardır. Bu teknikte, bir lazer kaynağından elde edilen ışık enerjisi ile sıvı halde bir kapta birikmiş olan fotopolimer yüzeyinin taranmasıyla gerekli kısımlar kür edilerek sertleştirilir. Bir katman bittikten sonra parçanın bulunduğu platform (elevator) katman kalınlığı kadar aşağı indirilir ve bir kanat yardımıyla yüzeye yeni bir kat sıvı fotopolimer kaplanır. İnşa bittikten sonra platform yukarı çekilir ve manuel olarak destek sütunları kopartılır. Bu işlemleri hareketli görmek için: SLA.swf (Flash animasyon, 113KB, Rapid Product Solutions, 1998) Aşağıda, örnek olarak SLA ile bir otomobil jant modeli inşasının safhaları görülmektedir: Solda: SLA cihazında fotopolimer yüzeyine çarpan UV lazerin oluşturduğu görünür mavi ışık, objektifi uzun süre açılan bir fotoğraf makinası ile resmedilmiş ve böylece inşa edilmekte olan tüm kesit görünür hale getirilmiş. UV (Ultra Violet) yani kızılötesi dalgaboyundaki lazer ışığı normalde çıplak gözle görülemez ama fotopolimer reçine yüzeyine çarpınca görünür mavi bir ışıma ortaya çıkar.

21 Ortada: İnşa sonrası yüzeye çıkarılan model ve model ile (ızgara şeklinde deliklere sahip) inşa tabanı arasında bulunan destek yapısı görülmektedir. Sağda: Desteklerin temizliği ve ek kür işlemi için parça SLA cihazından alınırken görülüyor. Destek yapısı ve ek kür işlemi: Solda ve Ortada: Yeni geliştirilen "FinePoint" ince destek yapısı uygulaması ile inşa bitiminde daha kolay bir şekilde kırılarak temizlenebilir. Sağda: Çoğunlukla ulaşılan ilk kür derecesi yeterli olmadığından parça bir süre daha özel bir fırında UV (morötesi) lamba ışığı altında bekletilerek kür reaksiyonunun tamamlanması sağlanır. Bu teknik İngilizce'de "postcuring" olarak adlandırılır. Örnek olarak resimde, Viper si2 system PCA (Post Curing Apparatus) cihazı görülmektedir. Zephyr Recoating: İlk modellerde "doctor blade" ismiyle anılan reçine yayıcı-düzleyici bir kanat kullanan SLA sistemleri 1996'da üretilen SLA 350 den bu yana tüm modellerinde"zephyr" ticari ismiyle anılan bu gelişmiş sıvı reçine yayma tekniği uygulanmaktadır: Solda bir SLA cihazındaki reçine yüzeyinde bulunan Zephyr yayıcının fotoğtafı görülmektedir. Bu teknikte yüzeye fotopolimer yayan kanat içinde bir miktar fotopolimer sıvı vakum ile yüzeyden yüksek seviyede tutulur. Bu sayede, eski modellerde kullanılan normal kanatçığa nazaran daha hızlı, hassas, düzgün ve ince bir sıvı reçine yayılarak yüksek hassasiyetli modeller daha hızlı inşa edilebilir. Resim 1: Lazer bir katmanın atılaştırmasını bitirdiğinde, Zephyr Recoater sıvı yayma için hazırdır. Sarı renkte gösterilen katılaşmış reçine (inşa helindeki parça), mavi renkteki ise sıvı haldeki reçinedir. Bu resmi daha büyük görmek için tıklayınız. Resim 2: Yeniden sıvı kaplama öncesi parça bir katman kalınlığı kadar aşağıya indirilir.