Yaratıcılığın Sınırları Zorladığı 3D Yazıcı Filament Nedir?

3D baskı , sağladığı sınırsız seçenekler de dahil olmak üzere birçok farklı alanda kullanım imkanı sağlayan son zamanların en büyük teknolojik gelişimleri arasında yer alıyor. Dijital ortamda tasarlanan 3 boyutlu objeleri filament ile katı formda nesnelere dönüştüren 3D yazıcılar, hayal gücünün sınırlarını zorlayan eşsiz tasarım seçenekleriyle şimdilerde hemen her alanda kullanılıyor. 

Filament Nedir?

Filament (FDM (Fused Deposition Modeling), 3D yazıcılarda nesne üretimi için kullanılan, ısıtıldığında yumuşayan, soğutulduğunda sertleşen, 1,75 mm ve 2,85 mm çapında olmak üzere iki farklı boyuta sahip iplik benzeri termoplastik hammaddedir. 

Günümüzde ABS reçinesi ve PLA reçinesi olarak bilinen iki ana filament türünün yanı sıra mühendislik plastiği polikarbonat ve naylon, bir kauçuk elastomer malzeme olan termoplastik poliüretan ve PET şişeler için kullanılan PETG gibi çeşitli filament türleri mevcuttur. 3D yazıcı modelleri hakkında detaylı bilgi ve tavsiyeleri için buraya tıklayın.

Filament Çeşitleri Nelerdir?

3D yazıcılar için birçok filament türü vardır. Çeşitli malzeme özellikleri vardır ve aşağıda bu özelliklerin bir listesi bulunmaktadır.

1. ABS Filamenti

3D yazıcıların ana filamenti olan ABS reçine, en çok yönlü plastik malzemedir. ABS, Acrylonitril , Bütadien ve Stiren kısaltmalarından türetilmiştir. Geniş bir kullanım alanına sahiptir ve otomobiller, ev aletleri, konut yapı malzemeleri ve ev kullanımı gibi çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır.

• Güç: Yüksek | Esneklik: Orta | Dayanıklılık:  Yüksek
• Kullanım zorluğu:  Orta
• Baskı sıcaklığı: 210 – 250°C
• Baskı yatağı sıcaklığı: 80 – 110°C
• Büzülme/bükülme: Önemli
• Çözünür:  Esterlerde, ketonlarda ve asetonda
• Gıda güvenliği:  Gıda güvenli değil

2. PLA Filamenti

PLA reçinesi (Poli-Laktik-Asit), patateslerde bulunan nişasta gibi bitki kaynaklı bir plastik malzemedir. Laktik asidin polimerize edilmesiyle tamamlanan yüksek moleküler ağırlıklı bir polyester malzemedir ve petrol türevi ABS reçinesinin yerine plastik olarak kullanılması beklenmektedir. PLA filament hakkında detaylı bilgi için buraya tıklayın.

• Güç: Yüksek | Esneklik: Düşük | Dayanıklılık: Orta
• Kullanım zorluğu:  Düşük
• Baskı sıcaklığı: 180 – 230°C
• Baskı yatağı sıcaklığı: 20 – 60°C (ancak gerekli değil)
• Büzülme/bükülme: Minimal
• Çözünür: Hayır
• Gıda güvenliği: Üretici yönergelerine bakın

3. Poliamid naylon reçine (PA)

3D yazıcıların malzemeleri arasında poliamid naylon reçine, oldukça işlevsel ve çok yönlü bir malzemedir. Ayrıca, zorlu endüstriyel koşullarda bile kullanılabilen, iyileştirilmiş ısı direncine ve dayanıklılığa sahip bir mühendislik plastiği olarak da ünlüdür. Kalın yazdırırsanız, darbe dayanımı mükemmel bir parça olarak, ince yazdırırsanız giysi olarak kullanabilirsiniz.

4. Darbeye dayanıklı polistiren (HIPS)

Darbeye dayanıklı polistiren, darbe direncini büyük ölçüde artırmak için kauçuğu bu polistiren ile karıştırarak yapılır. Kauçuk içerdiği için şeffaflığını kaybeder, ancak darbe direnci büyük ölçüde iyileştirilir. Polistirenin plastik malzemeler arasında uzun bir geçmişe sahip ürün, 1930 yılından bu yana ucuz ve yüksek hacimli bir plastik malzeme olarak kendini kabul ettirmiştir. Aynı zamanda hafif, son derece sert ve mükemmel şeffaflığa sahip olduğu için genel amaçlı beş reçineden biri olarak bilinir.

• Artıları : Destek malzemesi ve güçlü 3D yazıcı filamenti olarak kullanılabilir
• Eksileri : Destekleri kaldırmak için son işlem gerektirir, yalnızca ABS ile uyumludur

5. Polikarbonat (PC)

Polikarbonat reçine, yüksek şeffaflığa, alev geciktiriciliğe ve plastikler arasında en yüksek darbe direncine sahip bir mühendislik plastiğidir. Camla aynı şeffaflığa sahip olduğu için kamera lenslerinde de kullanılır. Şeffaf reçine polietilen ve akrilikten darbeye karşı yaklaşık 50 kat daha dayanıklıdır. Ultraviyole ışınlarına karşı da dayanıklıdır, bu nedenle dış mekanlarda da kullanılabilir olması çekicidir. Çatlamaz, ancak kolayca çizilebilir, bu nedenle tutarken dikkatli olunmalıdır.

• Güç: Çok Yüksek| Esneklik: Orta | Dayanıklılık: Çok Yüksek
• Kullanım zorluğu:  Orta
• Baskı sıcaklığı: 270 – 310°C
• Baskı yatağı sıcaklığı: 90 – 110°C
• Büzülme/bükülme:  Önemli
• Çözünür: Hayır
• Gıda güvenliği: Gıda güvenli değil

6. Polietilen tereftalat (PETG)

Polietilen tereftalat, PET şişeler için kullanılan bir malzemedir. Polarlarda da kullanılır. Mükemmel ısı direncine, soğuğa, dayanıklılığa ve yüksek şeffaflığa sahiptir ve sert ve kimyasallara dayanıklıdır. PETG, ABS reçinesi ve PLA reçinesinin iyi noktalarının birleşimidir ve dayanıklı ve işlenmesi kolay bir malzeme olarak popülerlik kazanmaktadır. Ayrıca ABS reçinesi ve PLA reçinesine yakın bir fiyata satın alınabildiği için mükemmel maliyet performansına sahip bir reçine olarak bilinir.

7. Poliasetal (POM)

Poliasetal, mükemmel aşınma direncine sahip bir malzemedir ve kendi kendini yağlama özelliğine sahiptir. Ayrıca yüksek sıcaklık stabilitesine sahiptir. Bu nedenle, genellikle metal yerine kullanılır. Ana kullanımları dişliler ve yataklar gibi dönen nesneler, kulplar, kancalar gibi dayanıklılık gerektiren parçalardır. Günümüzde nefesli ve üflemeli çalgılar için parçalarda da kullanılmaktadır.

8. Polipropilen (PP) lycredin

Polipropilen lik reçinesi, stereolitografi 3D yazıcılar için malzeme olarak kullanılabilen, UV ile kürlenebilir bir reçinedir. Stereolitografi 3D yazıcılar, pürüzsüz, yüksek çözünürlüklü yüzeyler yapabilir ve hem görünüm hem de doku açısından gerçek polipropilenin işlevlerini ve dokularını oluşturabilir. Polipropilen, darbe direnci, aşınma direnci ve dayanıklılık gibi sert özelliklere sahip bir malzemedir. Ancak 3D yazıcılar için bir malzeme olarak tekrar üretilebilirlik düşük olduğundan, fiziksel özellikleri göstermek istediğinizde polipropilen likresin kullanılır.

9. Polivinil alkol (PVA)

Termoplastik reçinelerden biridir, yaklaşık 200°C erime noktasına, 40 ila 80°C ısıya dayanıklı sıcaklığa sahip, vinil asetat monomerinin bir polimeri olan polivinil asetatın sabunlaştırılmasıyla yapılan reçine malzemesidir. Güçlü hidrofilikliğe sahip ve suda çözünür bir plastiktir. Suda çözünür bir plastik olmasına rağmen, mükemmel yapışkanlık, oksijen bariyeri özellikleri, film oluşturma özellikleri ve kimyasal dirence sahip olması nedeniyle filmler için de kullanılır ve oldukça dayanıklı bir film elde etmek mümkündür.

10. Elastomer (TPE)

Elastramer, 3D yazıcılar için kauçuk filament olarak da bilinir. Diğer filament malzemelerin sahip olmadığı mükemmel aşınma direnci, darbe direnci, esneklik, çekme mukavemeti ve kimyasal dirence sahip bir malzemedir. Modellemenin zor olduğu bir zayıflık var, bu nedenle genellikle bir kalıp veya kalıp kullanılarak yapıldı, ancak termoplastik poliüretan karıştırılarak modellemenin verimliliğini artırmak mümkün oldu.

• Güç: Orta | Esneklik: Çok Yüksek| Dayanıklılık: Çok Yüksek
• Kullanım zorluğu:  Orta (TPE, TPC); Düşük (TPU)
• Baskı sıcaklığı: 210 – 230°C
• Baskı yatağı sıcaklığı: 30 – 60°C (ancak gerekli değil)
• Büzülme/bükülme: Minimal
• Çözünür: Hayır
• Gıda güvenliği: Gıda güvenli değil

11. Destek Malzemesi

Destek malzemesi, 3D yazıcı ile bir prototip modellenirken gerekli olan bir malzemedir ve modellemeden sonra çıkarılması gereken kısımdır. Havada yüzen bir şekli modellerken, onu destekleyecek bir taban yoksa model düşecektir, bu nedenle geçici olarak bir destek malzemesi yerleştirin ve yazdırın. Model sertleştikten sonra destek malzemesini çıkarın.

12. Diğerleri

ABS reçinesinden farklı olarak PLA reçinesi, modelleme sırasında hassas kalıp kontrolü gerektirir. Bununla birlikte, PLA reçinesine dayalı farklı malzemeleri karıştırarak 3D filamentlerle tamamen farklı dokuları yeniden üretmek için geliştirmeler devam etmektedir. Ahşabın dokusunu yeniden oluşturabilen filamentler ve bakır tozu ile karıştırılabilen filamentler geliştirilmiştir.

Filament Seçerken Nelere Dikkat Edilmeli?

3D baskı dünyasının giderek popülerlik kazandığı bu dönemlerde, yeni başlayanlar ya da bu işe merak salan orta düzey kullanıcılar filament seçerken nelere dikkat etmesi gerektiği konusunda kararsızlık yaşıyor. Her şeyden önce filamentin herhangi bir 3D baskı projesinin çok önemli bir bileşeni olduğunu unutmayın. Burada en dikkat etmeniz gereken ve doğru filamenti seçtiğinizden emin olmanız için boyut, malzeme ve 3D yazıcı marka modeli olacak. Filament seçimi yaparken her makinenin kendine has özellikleri olduğunu ve piyasada bulunan her filamenti kabul etmeyeceğini unutmayın. İlk olarak tercih ettiğiniz 3D yazıcının ne tür filamt çeşitlerini kabul ettiğini bilmeniz gerekmektedir. Bu nedenle, filament seçimi yapmadan 3D yazıcınızın belirli özelliklerini göz önünde bulundurarak kontrol etmeyi unutmayın. 

• 3D yazıcıya uygun filament çapı. Bu genellikle 1,75 mm olsa da bazen 2,85 mm'de olabilir.
• Filament çeşidini etkileyen baskı memesinin malzemesi. En yaygın kullanıma sahip malzeme pirinç nozullardır ve PLA, ABS ve naylon gibi ürünleri basmak için kullanılır. Öte yandan aşındırıcı malzemeler için temperli çelik veya paslanmaz çelik nozul seçmek daha iyidir.
• 3D yazıcının maksimum ekstrüder sıcaklığı. PLA, 190°C ile 230°C arasında bir baskı sıcaklığına sahipken, ABS'ninki 230°C – 260°C civarındadır.

Boyut: Filament seçiminde en önemli belirleyici faktörlerden biri boyut, özellikle de çaptır. Bu, sıkışma sorunlarını önlemek için yazıcınızın başlığına uymalıdır. Mevcut filamentlerin çoğu, piyasadaki yazıcıların çoğuna uyan 1,75 mm veya 2,85 mm çapındadır. Doğru boyutu seçtiğinizden emin olmak için yazıcınızın belgelerine bakın. Farklı filament tedarikçilerini araştırırken, filamentin kalitesini göstermeye yardımcı olan temel boyut nitelikleri olan tolerans ve yuvarlaklık özelliklerine bakmak önemlidir. Tolerans, filamentin çapının herhangi bir noktada belirtilen boyuttan ne kadar büyük veya küçük olabileceğinin bir ölçümüdür. Yüzde veya sapma ölçümü olarak ifade edilen yuvarlaklık, filamentin şeklinin ne kadar tutarlı olduğunu gösterir. Kaliteli malzemeler satın aldığınızdan emin olmak için her zaman tolerans ve yuvarlaklık ölçümlerini kontrol ettiğinizden emin olun.

Malzeme: Basılı bir tasarımın nasıl görüneceğini ve işlev göreceğini belirleyen en büyük etken kullandığınız filament malzemedir. Boyut gibi, seçtiğiniz malzeme de yazıcınızla uyumlu olmalıdır. Mevcut en yaygın filament malzemelerinden bazıları;

• ABS (Akrilonitril Bütadien Stiren): Hafif ve hafif esnek yapılar üreten ucuz ve dayanıklı bir termoplastik. Bu malzeme, yüksek baskı sıcaklıkları ve ısıtılmış bir yatak gerektirir. Ayrıca güçlü dumanlar üretir.
• CPE (ko-polyester) veya PET (PoliEtilen Tereftalat): ABS'den daha güçlü ve daha esnek olan bu malzemenin işlenmesi kolaydır ve geri dönüştürülebilir. Tek kullanımlık su şişeleriyle aynı plastikten yapılmıştır.
• Naylon: Bu filament ABS ve PLA'dan daha dayanıklıdır. Esnek, hafif ve uygun maliyetli bir seçenektir.
• PLA (Polilaktik asit): Bu biyolojik olarak parçalanabilen termoplastik, şeker kamışı ve mısır nişastası gibi yenilenebilir malzemelerden yapılmıştır. PLA, çevre dostu bir filament isteyen kullanıcılar için iyi bir seçimdir. Bu filament ayrıca ABS'de bulunan kokuyu da önler.
• PVA (Polivinil alkol) - Bu filament öncelikle çift ekstrüzyon yazıcılarda PLA veya ABS ile birlikte kullanılır. Birçok tasarım, başarılı bir yazdırma işi için yerinde destek yapıları gerektirir. Çift ekstrüzyon yazıcı, ana tasarımı aynı anda PLA veya ABS'den yazdırırken bu destek yapılarını PVA'dan basacaktır. Yazdırma tamamlandığında, destek kaldırılabilir. PVA suda çözünür, yani bitmiş bir tasarımdan kolayca ayrılabilir.

Not: Filament seçimi sadece 3D yazıcının özelliklerine bağlı değildir: aynı zamanda estetik, mekanik ve kullanım açısından üretmek istediğiniz baskılarla da ilgilidir.

Filament S.S.S