Sanal ortamdaki tasarımların katı bir formda basılmasını sağlayan 3D yazıcılar nedir, nasıl ortaya çıktı, kullanım alanları nelerdir?

Yazar: Selamican İnal - Namık Kemal Üniversitesi

3D Yazıcı Nedir? Ne İşe Yarar?

3D yazıcı, sanal ortamda tasarlanan ürün ve nesnelerin katı biçimde somut nesnelere dönüştüren makinedir. 3D yazıcılar, tasarlanmış olan nesne ve eşyaları polimer, kompozit, reçine gibi malzemeler kullanarak üretmektedir. 3D yazıcılar tasarlanan ürünleri üretirken ısıl ve kimyasal bir işleme süreci uygular. Bu işlemler sayesinde ise katı bir formda ürün üretme işlevini görür ve üç boyutlu baskılar çıkartır. 3D yazıcıların günümüzde birçok türü bulunmaktadır ancak en çok kullanılan 3D yazıcı türü FDM (Fused Deposition Modeling) tipi yazıcılardır.

3D Yazıcıların Tarihi

İlk 3D yazıcı teknolojisini Charless Hull, 1984 yılında geliştirdi ve piyasaya çıkardı. Ardından 1986 yılında ise 3D Systems adlı ilk 3D yazıcı şirketinin kurulmasıyla beraber yeni bir sektör doğdu. İlk 3D yazıcı şirketi kurulduktan sonra ise 90’lı yıllarda üç boyutlu baskı teknolojileri artan rekabete bağlı olarak gelişmeye başladı ve hızla ilerledi. İlk renkli üç boyutlu baskının alındığı yer ise Amerika’dır. Son olarak ise, üç boyutlu baskı sektörüne 2005 yılında başlayan RepRap projesi ile 3D yazıcılar ulaşılabilir olmaya başladı. Gerçekleştirilen bu girişimin amacı ise, baskı maliyetlerini azaltarak makine kullanımını yaygınlaştırmak.

Charless Hull ve İlk 3D Yazıcı Teknolojisi

3D Yazıcılar Nasıl Çalışır?

3D yazıcıları kullanmadan önce gereken ilk şey elinizde bir tasarım programı bulunmasıdır. Çünkü ancak bu programlar sayesinde üç boyutlu tasarımlar yapabilirsiniz. Bunu ise SolidWorks gibi CAD programları aracılığıyla yapabilmeniz mümkündür. Ancak bu tasarım programlarını kullanmayı bilmeyen kişiler için 3D tarayıcıları kullanarak da nesneleri taratarak basabilmek mümkün. Yani üç boyutlu bir baskı alabilmeniz için ilk olarak elinizde bir tasarımın mevcut olması gerekiyor. Daha sonra ise 3D yazıcılar, tasarlamış olduğunuz ürün veya materyalin üç boyutlu basılabilmesi için genel olarak Katmanlı İmalat (Additive Manufacturing) adı verilen bir üretim ve baskı yöntemi ile çalışmaya başlarlar.

Baskı için ise filament adı verilen termo plastik materyaller kullanılır. Yazıcının baskı işlemine başlamadan önce ucunda yer alan ve nozzle adı verilen kafa bölgesinin belli bir sıcaklığa ulaşması beklenmekte. Bu sayede üç boyutlu baskı işlemi eriyen filamentin tabakalar halinde üst üste yerleştirilmesi sağlanır. Bu işlem gerçekleşirken filamentin düzgün bir şekilde yerleşebilmesi için de ayrıca yüksek sıcaklıklarda erimesi gerekmekte. Daha sonrasında kafa noktası diye tabir edilen yerden erimiş bir halde çıkan filament yüzeyde yayıldıktan hemen sonra model tamamen katı bir forma ulaşır.

3D Yazıcılar ile Neler Yapılabilir?

Günümüzde gelişmiş baskı teknolojilerine sahip olan 3D yazıcılar ile istediğiniz her şeyi yapabilmek mümkün. Ürün prototipi, ev dekorasyonu, hediyelik eşya, model araba gibi kullanım ve süs eşyaları 3D yazıcılar ile üretilen yaygın nesneler. Örneğin; beklentilerinizi genel olarak karşılayamayan ve hiçbir yerde bulamadığınız kafanızdaki vazoyu istediğiniz herhangi bir zamanda üretebilir ve kullanabilirsiniz. Hatta uzun bir süreden beri hayal ettiğiniz bir robotu da tamamen zevkinize bağlı olarak üç boyutlu bir halde üretebilirsiniz.

3D Yazıcılar İle Bir Ev Yapmak Bile Mümkün!

3D Yazıcıların Kullanım Alanları

3D yazıcılar ilk çıktığı günden bu yana çok yol kat etti ve gelişen teknolojilere bağlı olarak da gelişme gösterdi. Bugün ise gelişmiş baskı teknolojileri ile 3D yazıcılar hayatın her alanında faaliyette. Günümüzde 3D yazıcılar genel olarak; endüstriyel ve tüketici odaklı kullanım ve ayrıca uzay araştırmaları kullanımında kendisine yer buluyor. Endüstriyel kullanım alanında 3D yazıcılar; yüksek maliyete bağlı olarak yüksek kalitede sonuç veren baskılar ortaya koymakta.

Tüketici odaklı kullanımda ise endüstriyel kullanıma göre birçok model ve türde yazıcılar var ve bu yazıcılar endüstriyel 3D yazıcılara göre daha düşük maliyet ile baskılar veriyor. 3D yazıcıların uzay araştırmaları kullanımı ise genellikle NASA tarafından gerçekleştiriliyor ve üç boyutlu yazıcılar aracılığı ile besin üretimi konusunda çalışmalar yapılılıyor.

NASA ayrıca Uluslararası Uzay İstasyonu'nda da astronotlara yardımcı olma konusunda 3D yazıcılar gönderdi. Son yıllarda ise gıda alanında boy göstermeye başlayan 3D yazıcılar sayesinde istenilen şekil ve içeriklerde gıdasal ürünler üretilmeye başlandı.

3D Yazıcılar Uzayda

3D yazıcılar piyasaya çıktıktan sonraki dönemlerde gelişen teknoloji ile beraber istenilen ve hayal edilen hemen her şeyi üretmeye başladılar. Üretimde hiçbir sınır tanımayan 3D yazıcılar, aynı zamanda geleceğin üretilmesine de aday cihazlar.