Eklemeli imalat (Eİ) yöntemleri, günümüzde üretim endüstrisinde giderek daha fazla kullanılmaktadır. Eİ için resmi terminoloji standardı olan ISO-ASTM 52900‘e göre, Eİ, “eksiltici üretim ve biçimlendirici üretim metodolojilerinin aksine, genellikle katman katman olmak üzere 3B model verilerinden parçalar yapmak için malzemeleri birleştirme süreci” olarak tanımlanır. 3 boyutlu model, eklemeli imalat ara yüzü ve malzeme biriktirme tamamen bilgisayar kontrolündedir
Bu Standart pazarda uygulanabilir olan eklemeli imalat (Eİ) işlemleri, geniş bir bağlama mekanizmasına dayalı olarak toplam yedi süreç kategorisine ayrılabilir:
1- Tekne Fotopolimerizasyonu (VPP – Vat Photopolymerization): Bu süreçte, sıvı fotopolimer reçineleri bir tankın içinde yer alır ve bir UV veya lazer kaynağıyla katılaştırılır. Reçinelerin katılaşmasıyla parça katman katman oluşur. VPP sürecinin alt kategorileri arasında Stereolitografi (SLA) ve Dijital Işın İşleme (DLP) bulunur.
2- Malzeme Püskürtme (MJT – Material Jetting): MJT sürecinde, sıvı veya toz halindeki malzeme, bir püskürtme kafası veya meme aracılığıyla katmanlar halinde bir yüzey üzerine püskürtülür. Malzeme püskürtme işlemi, hızlı katman oluşturma sağlar. MJT sürecinin bir alt kategorisi çok katmanlı jetleme (PolyJet) olarak adlandırılır.
3- Toz Yatağı Füzyonu (PBF – Powder Bed Fusion): PBF sürecinde, bir lazer veya elektron ışını kullanılarak bir metal veya plastik toz tabakası eritilir ve bir sonraki katman için yeni bir tabaka toz serpilir. Bu süreçle, tozların birleşerek katı bir parça oluşturması sağlanır. PBF sürecinin alt kategorileri arasında seçici lazer eritme (SLM), seçici lazer sinterleme (SLS) ve elektron ışını eritme (EBM) bulunur.
4- Yönlendirilmiş Enerji Biriktirme (DED – Directed Energy Deposition): DED sürecinde, bir malzeme kaynağından eriyik veya toz malzeme, bir nozul veya memeden çıkartılır ve bir alt tabaka üzerine katmanlar halinde biriktirilir. Bu süreç, büyük ölçekli ve karmaşık parçaların üretimi için kullanılır.
5- Malzeme Ekstrüzyonu (MEX – Material Extrusion): MEX sürecinde, ısıtılan bir polimer veya kompozit malzeme bir nozuldan geçirilir ve katmanlar halinde bir yüzey üzerine ekstrüde edilir. Ekstrüzyon işlemiyle parça oluşturulur. MEX sürecinin alt kategorisi Fused Deposition Modeling (FDM) olarak adlandırılır.
6- Bağlayıcı Püskürtme (BJT – Binder Jetting): BJT sürecinde, bir toz yatağı üzerine bir bağlayıcı malzeme püskürtülür. Bu püskürtülen bağlayıcı malzeme, katmanları bir arada tutar ve sonraki birleştirme veya sinterleme adımlarıyla parça tamamlanır.
7- Tabaka Laminasyonu (SHL – Sheet Lamination): SHL sürecinde, farklı malzeme tabakaları veya levhaları birleştiren bir yapıştırıcı kullanılır. Bu tabakalar bir araya getirilerek katmanlar halinde parça oluşturulur.
Artık sosyal medyanın da etkisi ile bir çok kişinin haberdar olduğu ve hızla evlere giren teknoloji Malzeme ekstrüzyonu teknolojisidir. Şekil-1 de Malzeme ekstrüzyonu gösterilmiştir.
Şekil-1 Malzeme Ekstrüzyonu Teknolojisi ile Üretim
Eklemeli imalat yöntemleri, başlangıçta yalnızca prototip üretimi için, görsel ve hobi amaçlı üretim yapılmaktayken, şimdilerde malzeme israfı olmaması, teorik olarak geometrik özgürlük gibi avantajları sayesinde, geleneksel üretim yöntemlerine kıyasla gittikçe artan bir üretim payına sahip olmaktadır. Eklemeli imalat, bir nesne oluşturmak için malzemeleri ekler ve geometri oluşturulmuş olur.
Eklemeli imalatın başlıca avantajlarından biri, tasarım ve üretim sürecindeki esnekliktir. Bu yöntem, karmaşık geometrileri kolaylıkla işleyebilir ve üretim sürecinde tasarım değişiklikleri yapılmasına izin verir. Bu da üretim sürecinde zaman ve maliyet tasarrufu sağlar. Şekil-2 ‘de Metal malzeme kullanarak üretim yapan bir 3B yazıcı ile üretilmiş karmaşık parçalar verilmiştir.
Şekil-2 Metal malzeme kullanarak üretilmiş bir parça
Eklemeli imalatın diğer bir avantajı, malzeme israfının önlenmesidir. Geleneksel üretim yöntemlerinde, ürünlerin üretiminde kullanılan malzemelerin bir kısmı atık olarak ortaya çıkar. Ancak eklemeli imalatta, ürünlerin katman katman üretilmesi sayesinde sadece gerekli miktarda malzeme kullanılır.
Talaş kaldırma işlemi
Sonuç olarak, eklemeli imalat yöntemleri, üretim endüstrisi için geleceğin üretim yöntemi olarak görülmektedir. Bu yöntem, esnekliği, malzeme tasarrufunu ve tasarım özgürlüğünü bir arada sunarak, üretim süreçlerini daha verimli ve ekonomik hale getirir.
