SLA / FDM KARŞILAŞTIRMA

Katmanlı imalat, modern üretim süreçlerinin ayrılmaz bir parçası haline geliyor. Peki neden? Hiç şüphesiz bunda üretici ve mühendislere sunduğu avantaj çeşitliliğinin etkisi oldukça büyük. Katmanlı imalat teknolojileri mühendislere prototip üretimlerinde, karmaşık geometrileri modellerin az adette, uygun fiyatta ve hızlıca üretilebilmesi seçeneklerini sunar. Ayrıca katmanlı imalat, birçok sektörün farklı ihtiyaçlarına cevap verebilecek malzeme ve teknoloji çeşitliliğine sahiptir. Bu teknolojilerden bazılarını sıralayacak olursak;- MJF (Multi Jet Fusion) ​Teknolojisi-SLS (Selective Laser Sintering) Teknolojisi- FDM (Fused Deposition Modeling) ​Teknolojisi- SLA (Stereolithography)​Teknolojisi- DMLS (Direct Metal Laser Sintering) ​Teknolojisi- Binder Jet Teknolojisi- PolyJet Teknolojisi

Bu yazımızda katmanlı imalat teknolojilerinden SLA ve FDM teknolojilerini kullanım alanları, ürün özellikleri ve malzeme seçenekleri konusunda karşılaştıracağız.

SLA Nedir ve Nasıl Çalışır?

SLA teknolojisi belirli bir dalga boyundaki ışık kaynağının fotopolimer reçineyi sertleştirilmesi yoluyla 3D baskılar alınmasını prensip edinen bir yöntemdir. SLA, hammadde olarak UV ışını ile form değiştirebilen “fotopolimer reçineler” kullanır. Üretim bir reçine havuzunun içinde başlar. Lazer ışınları hassas aynalar ile havuza yönlendirilerek her katman için reçineyi katılaştırır. İlk tabaka, parçanın platforma güvenli bir şekilde durmasını sağlayan “destek yapılarından” oluşur. Platform katmanlar işlendikçe yukarı yönde hareket eder ve parça inşa edilir.

FDM Nedir ve Nasıl Çalışır?

FDM termoplastik malzemenin sıcak başlık yardımıyla katmanlar halinde üst üste eklenmesiyle ürün elde edilebilen bir katmanlı imalat tekniğidir. Kullanılan malzemeler polimerdir ve hammadde formu filament adında tele benzer formdadır. İşleme mantığı hepimizin aşina olduğu silikon tabancasına benzer; termoplastik filament erime noktasına kadar ısıtılır. Viskozitesi artmış plastik nozülden platforma katmanlar halinde uygulanırken aynı zamanda da soğutulur. FDM teknolojisi diğer yöntemlere kıyasla en geniş malzeme yelpazesine sahip olan yöntemdir. Ayrıca FDM ile üretilen ürünlerde çeşitli üretim sonrası uygulanabilecek yüzey işlemleri imkanı vardır.

Çalışma mantığı birbirinden farklı olan iki teknolojinin kullanım alanları, sunduğu malzemeler, avantajlar ve dezavantajlar da bir o kadar farklı.

Boyutsal Açıdan Farklar

Üretilecek parçalarınızda ayrıntılar, yüksek ölçüsel tutarlılık ve yüzey kalitesi önemliyse hiç düşünmeden SLA’yı tercih edebilirsiniz. SLA teknolojisi ile üretimde katman kalınlığı 0,025 ile 0,1 mm arası değişmektedir. FDM de ise bu aralık 0,05 ile 1 mm arasındadır. Bu da SLA ile üretimlerde yüzey kalitesini neredeyse kalıplama yöntemleri ile elde edebileceğiniz yüzey kalitesine benzer hale getirir. FDM teknolojisinde ise aynı derecedeki yüzey kalitesini ancak üretim sonrasında yapılacak yüzey işlemleri ilde edilebilir. FDM teknolojisi keskin köşeleri üretmekte zorluk yaşar, bu nedenle tasarımınızdaki köşeleri yuvarlatmak mantıklıdır. SLA teknolojisinde baskı boyutları FDM kadar cömert değildir. SLA teknolojisinde efektif inşa hacmi 450 x 450 x 450 mm iken, FDM teknolojisinde bu 1295 x 902 x 1984 mm’dir. Bu da büyük parçaların FDM ile kolayca üretilebilmesini sağlar.

Mukavemet Açısından Farklar

İki teknolojide de üretilen parçaların mukavemeti seçilen malzemeye ve üretim öncesi belirlenen oryantasyona göre değişir. Katmanlı imalatta üretilen parçaların Z ekseninde oluşan çekme dayanımları X ve Y eksenlerine göre daha düşüktür. Bu nedenle her iki yöntemde de parçaların kullanılacağı alana göre üretim oryantasyonları belirlenir. Tridi’den hizmet alırken üretim mühendislerimiz üretim öncesinde müşteriler ile görüşüp baskı oryantasyonunun belirler.

Fiyat Açısından Farklar

FDM ve SLA teknolojileri ile üretim hizmeti almanın maliyetlerini karşılaştıracak olursak; her iki teknolojide de fiyatlamalar kullanılan malzemelere göre değişse de FDM teknolojisi SLA teknolojisine göre bu konuda çok daha avantajlıdır. Özellikle PLA ve ABS gibi sıkça kullanılan malzemelerle üretimler SLA teknolojisi ile üretimlere göre çok daha ekonomik olmaktadır.

Malzemeler Açısından Farklar

SLA teknolojisinde malzeme olarak farklı ihtiyaçlara karşılık verebilecek birtakım reçineler kullanılır. Bu reçinelerden kısaca bahsedecek olursak:

Standart Reçine: Beyaz ve gri renk seçenekleri bulunan, mekanik özellikleri orta seviyede ancak yüzey özellikleri mükemmel olan reçinedir. Görsel prototipler için en kaliteli çözümdür.

Şeffaf Reçine: SLA teknolojisinde en sık kullanılan reçine çeşididir. Transparan bir görüntüye sahiptir. Ürünlerde camsı bir görüntü elde etmek mümkündür. Ayrıca ikincil işlemler ile yüzeyi daha da şeffaflaştırılabilir. Ortalama mekanik özellikler gösterir.

Rijit Reçine: Şeffaf reçineye göre mekanik özellikleri daha gelişmiştir. FDM teknolojisinde kullanılan ABS ya da sertleştirilmiş ABS malzemeye yakın özellikler gösterir.

Dökülebilir Reçine: Özellikle kuyumculuk sektöründeki hassas döküm uygulamalarında kullanılan bir reçinedir. Bu reçine, çok ince işçilik gerektiren ayrıntıların bile kırılmadan üretilebilmesi için geliştirilmiş sağlamlık ve yüksek sıcaklığa ani biçimde maruz kaldığında hızlı bir şekilde ve iz bırakmadan uçuculuk özellikleri gösterir.

Esnek Reçine: Molekül yapısı sayesinde esneyebilen lastik, silikon benzeri malzemelerdir.

Elastik Reçine: En yumuşak mühendislik reçinesi olan malzeme, normalde silikonla üretilen prototipleme parçaları için uygundur. Bükülmeyen, esneyen, dayanıklı parçalar için bu malzemenin kullanımı tavsiye edilir.

Yüksek Sıcaklık Reçinesi: Bu malzeme ile yüksek sıcaklık direncine sahip ayrıntılı, hassas prototipler üretebilirsiniz.

FDM teknolojisi, mühendislik sınıfı polimerlerinde bulunduğu geniş bir malzeme yelpazesi ve çeşitli renk seçenekleri sunar. Bu malzemeler içinde en çok kullanılanlar;

ABS: Uygun maliyetli ve mukavemeti yüksek bir termoplastiktir. Kimyasal dayanımı ise düşüktür.

ABS+: ABS’nin özelliklerine ek olarak yüksek sıcaklıklara ABS’den daha dayanıklıdır.

PLA: Mısır nişastası temelli organik olan bir malzemedir. Kolay üretime olanak verir ve maliyeti düşüktür. 

TPU: FDM yazıcılarda kullanılabilen, yüksek esnekliğe ve dayanıklılığa sahip orta mukavemetli bir mühendislik termoplastiğidir. Esnek parçaların basımı için kullanılır.

PET: Gıda ile temasa uygun, katmanlar arası bağın çok kuvettli olduğu sızdırmazlık özellikli baskılar almaya yarayan filamenttir.

PC: Genellikle 110 ° C’nin üzerinde sıcaklık direnci sağlar, basılan modeller yarı saydamdır.

PC-ABS: ABS ve PC karışımı malzeme, polikarbonatların dayanıklılığını ve ısı direncini ABS malzemelerin ise esnekliğini taşır.

PP: Asit ve baz solventlerine karşı dayanıklıdır. Yorulma direnci yüksek ve oldukça iyi bir darbe direncine sahip bir malzemedir. Beraberinde düşük sürtünme katsayısına sahip olduğu için çok iyi elektrik yalıtımı sağlamaktadır.

ASA:  İyi derecede kimyasal dayanıma ve termal kararlılığa sahiptir. Yüksek UV dayanımına, sertliğe ve yüksek mukavemet değerlerine sahiptir.

PEEK: Yüksek mekanik ve kimyasal direnç özelliklerine sahip yarı kristal bir termoplastiktir. Bu malzeme dünyadaki en yüksek performanslı termoplastiklerden biri olarak kabul edilir. 

ULTEM: Yüksek sıcaklığa dayanıklı, yarı saydam ve yüksek mukavemetli olan plastik bir malzemedir. Diğer termoplastik malzemelere göre, daha yüksek dielektrik dayanıma sahiptir ve elektriksel özellikleri güçlüdür.

SLA Hangi Sektörlerde Kullanılır?

-Tıp sektöründe-Kuyumculuk sektöründe-Kalıpçılık sektöründe-Gıda sektöründe-Otomotiv sektöründe-Döküm ve hassas üretim gerektiren uygulamalarda kullanılır.

FDM Hangi Sektörlerde Kullanılır?- Savunma sanayiinde silah sistemleri, simülatör ve elektronik ürün kutuları.- Tek parça olarak üretilmesi istenen büyük ölçekli ürünler.- Otomotiv sektöründe tasarım testlerinde ve fikstür üretimlerinde- Yüksek sıcaklığa dayanıklı, kimyasal maddelere karşı direnci olan, sıvı sızdırmaz özelliğe sahip son kullanıcı ürünleri ve prototipler. - Beyaz eşya sektörü için geniş hacimli üniteler ve aksesuarlar ürettiğimiz ürünler- Havalandırma Sektöründe- Eğitim Sektöründe- Sıklıkla kullanılır.

SLA Teknolojisi Hangi Durumlarda Tercih Edilir?

Karmaşık detaylar ve / veya çok düzgün bir yüzey kalitesi çok önemli olduğunda

Seri üretimi kolaylaştırmak için döküm kalıpları oluşturulacağında

Şeffaf olması gereken modellerde

FDM Teknolojisi Hangi Durumlarda Tercih Edilir?- Görece basit tasarımlı modellerde- Prototipleme ve fonksiyonel uygulamalar için ihtiyaç duyulan parçalarda- Dış ortamlarda kullanılacak parçalarda- Hassasiyet ve yüzey kalitesi önemli olmadığında- Büyük modellerin üretiminde

FDM maliyet ve üretim süresi bakımından üstünlük sağlasa da SLA özellikle geometrisi karmaşık olan modellerin üretiminde beklentiyi daha iyi karşılayacaktır.