3D Printer Yapımı - 5: Ekstrüder (Extruder)

3d Printer yapımı üzerine bir Türkçe kaynak hazırlamak amacı ile başladığımız 3d printer yapımı yazı dizimize devam ediyoruz. Bu yazımızda neredeyse tüm FDM (birleştirmeli yığma ile modelleme) tipi 3d yazıcılarda ortak olarak kullanılan ekstrüder parçasının üzerinde geçeceğiz. 3d yazıcılarda ki elektronik parçalar çoğu zaman aynı olsa da mekanik parçalar  makinenin tasarımına bağlı olarak farklı olabilmektedir.

Ekstrüder (Extruder)


Bu aşamada önemli bir noktaya açıklık getirmek isterim. Ekstrüder denildiği zaman eritici uç ve malzemeyi süren mekanizma beraber de anılabiliyor. Anlatım kolaylığı sağlamak adına eritici uç (hot end) ve malzeme sürme mekanizmasını (extruder) ayrı başlıklarda incelemeyi tercih ettim.

Ekstrüder en basit tanımıyla malzemeyi ısıtıcı uca doğru iten mekanizmadır.  Kullanılan malzeme kalınlığına (1.75mm -3mm)  göre farklı özelliklere sahip olabilmektedir. Reprap tarzı kendin yap 3d yazıcılarda en çok kullanılan ekstrüder tipi Greg's Wade Reloaded dır. 

Greg's Extruder Animasyon

Bu tasarımın tercih edilmesinin temel sebepleri, 3d printer ile üretilebilir olması, malzemeyi ısıtıcı uca itmek için gereken kuvveti geniş dişlisi sayesinde karşılayabilmesidir.  Dezavantajı ise oldukça geniş bir alan kaplaması ve dolayısı ile toplam baskı hacminin azalmasına sebep olmasıdır.  Yukarıdaki resimde kısa bir çalışma animasyonunu görebilirsiniz.

Bu tip ekstrüderlerde malzemeyi ısıtıcı uca sürebilmek için "Hobbed Bolt" adı verilen üzerine çizikler atılmış 8mm kalınlığında bir civata kullanılmaktadır. Yukarıdaki animasyonda görüldüğü gibi motor miline geçirilen küçük dişli Hobbed Bolt'a geçirilen bütük dişliyi çevirmektedir. Filaman malzemeyi eritici uca (hot end) süren asıl güç bu civata ve filaman arasında sürtünme kuvvetidir. Ne demek istediğimi daha iyi anlatabilmek adına aşağıdaki görseli yazıya ekledim. Filaman hobbed bolt ile 608lik rulman arasında sıkışmaktadır.



Hobbed bolt filaman
Filaman ve Hobbet Bolt 
Üzerine kanal ya da klavuz açılarak üretilen bu parça 3d yazıcıların en kritik parçalarından biridir. Açılan kanalların kalitesi ekstürder performansını ve dolayısı ile de baskı kalitesini doğrudan etkilemektedir.  Bu nedenle basit bir civata da olsa hobbed bolt, ebay'de 8-10$'a alıcı bulabilmektedir.  Civatanın tam olarak neye benzediğini aşağıdaki resimde görebilirsiniz.





Civata üzerinde açılan kanal kullanılacak malzemeye göre değişmektedir. 1.75mm lik bir malzeme kullanılacaksa, klavuz da bu ölçü ile uyumlu olacak şekilde seçilmelidir. Kanalların birbirini tekrar eden kalitede açılmaması malzeme beslemenin homojen olmamasına sebep olabilmektedir. Yukarıdaki resim olması gereken kaliteyi göstermektedir. Tüm bunlara ek olarak eğer klavuz çok keskin bir diş yapısına sahip olursa civata üzerinde açılan kanal filamanı kesecek ve ekstrüder içinin plastik talaşı dolmasına sebep olacaktır. Keskin dişlere sahip bir kanal ayrıca filaman talaşı tarafından tıkanabilmektedir.

Aşağıdaki listede Greg's Ekstruder yapabilmek için gereken parçaları ve resimleri bulabilirsiniz.

Malzeme Listesi


Greg's Ekstürder yapımı için gereken toplam malzeme listesi aşağıdaki gibidir
  • 3D Yazıcı ile basılan plastik parçalar. Farklı hot endlere uygun olarak buradan indirebilirsiniz
  • NEMA 17 motor.
  • M8 Hobbed bolt - Metrik 8 Klavuz açılmış civata
  • 4 adet 608 rulman.
  • M8x25mm dişli çubuk
  • M8 pul - 5-6 adet
  • 3 adet M3x10mm vida (inbus) ve M3 pul-somun
  • 1 adet M3x30mm vida ve M3 pul-somun
  • 2 adet M4x50mm vida ve M4 pul-somun(inbus)
  • 2 adet yay
  • 2 adet M4x20mm vida ve M4 pul-somun
  • 2 adet M2.5x25mm vida (inbus)
greg's Wade reloaded ekstruder
Greg's Ekstrüder

Bu yazıyı beğendiniz mi?

3byazici.com’da amacımız okuyucularımızı bilgilendirebilmek ve 3D Printer teknolojilerini ülkemizde daha iyi tanıtmak. Bu yazıyı beğendiyseniz çevrenizle paylaşarak; bizi daha fazla yazmamız için motive edebilirsiniz.

3byazici.com’u daki gelişmeler hakkında daha fazla bilgi sahibi olmak için Twitter ve Facebook sayfalarımızı takip edebilirsiniz.

3D Printer Yapımı - 4: Isıtıcı Zemin (Heated Bed)

3D Printer yapımı ile ilgili yazı dizisine bir başka 3d yazıcı parçası ile ilgili detaylı açıklama ile devam ediyoruz. Bu yazımızda Isıtıcı zemin ya da ingilizce karşılığı ile Heated Bed ile devam ediyoruz.

Isıtıcı zeminin 3d yazıcıda ki işlevinden bahsedelim. Bu parça genellikle baskı sırasında malzemenin yüzeye yapışmasını ve çarpılmamasını sağlamak amacı ile kullanılmaktadır.  PLA için ısıtıcı zemin kullanımı şart olmasa da ABS malzemenin çarpılmasını engellemek açısından şart olmaktadır. 

Isıtıcı zemin 3d yazıcınız için kullandığınız güç ünitesine ekstra yük getirecektir. Bu nedenle ısıtıcı zemin kullanacaksanız en az 300W lık bir güç ünitesi kullanmakta fayda var. Isıtıcı zemin de ısıtıcı nozzle da olduğu gibi thermistor ile ısı kontrolü sağlamaktadır.

ısıtıcı zemin
Isıtıcı Zemin ( Heated Bed)

Isıtıcı zemin PLA ile kullanılacaksa ısıya dayanıklı cam ile birlikte kullanılması gerekmektedir. 2-3mm kalınlığında kare şekilde ısıtıcı zeminin ölçülerine uygun olarak kesilmiş bir cam PLA nın düzgün bir şekilde yüzeye yapışmasına yardımcı olurken, baskı yapılan parça yüzeyinin parlak ve oldukça güzel görünmesini sağlayacaktır. PLA için kullanılması gereken zemin sıcaklığı 50-60 C dır.

PLA malzemede çarpılma sorunu olmaması nedeni ile ısıtıcı zemin kullanımı bir gereklilik değildir. PLA düzgün kesilmiş akrilik (pleksi glass) üzerinde de oldukça güzel performans vermektedir. Isıtıcı zemin ile karşılaştırıldığında akrilik kullanmak daha düşük maliyetli ve daha az sorunlu bir yöntem. Bu nedenle bir çok popüler 3d printer baskı zemini olarak pleksi glass (akrilik) kullanmaktadır örneğin Makerbor, Ultimaker vb. Akrilik kullanılırken üzerine mavi bant (3M Marka Blue Tape) de oldukça iyi bir performans göstermektedir. Bu nedenle PLA malzeme odaklı çalışacaksanız akrilik zemin üzeri mavi bant kullanmanızı tavsiye ederiz

Isıtıcı Zemin, Cam ve Kapton
Isıtıcı Zemin, Cam ve Kapton


ABS, PLA ile karşılaştırıldığında oldukça çok çarpılan bir malzemedir. Bu nedenle ısıtıcı zemini de 100-110 C civarında kullanılması gerekmektedir. Buna ek olarak ABS cam yüzeye yapışması daha zor olduğu için cam ile birlikte ısıya dayanıklı Kapton bant kullanılması gerekmektedir. Tüm bu önlemlere rağmen ABS nin çarpılmasını engellemek büyük parçalarda oldukça zor  olmaktadır.

Sorularınızı ve yorumlarını bekliyorum. Devamı gelecek

Bu yazıyı beğendiniz mi?

3byazici.com’da amacımız okuyucularımızı bilgilendirebilmek ve 3D Printer teknolojilerini ülkemizde daha iyi tanıtmak. Bu yazıyı beğendiyseniz çevrenizle paylaşarak; bizi daha fazla yazmamız için motive edebilirsiniz.

3byazici.com’u daki gelişmeler hakkında daha fazla bilgi sahibi olmak için Twitter ve Facebook sayfalarımızı takip edebilirsiniz.



3D Printer Yapımı - 3 : Isıtıcı uç (Hot End)

3D Printer Yapımı yazı dizisinin devamında Isıtıcı uç ve ısıtıcı zemin parçalarını inleyeceğiz. 

Isıtıcı Uç (Hot End)


Isıtıcı uç (Hot End) ekstrüderden gelen filaman malzemeyi eriten ve ince bir ip haline getiren parçadır. Bu nedenle 3d yazıcının performansını direkt olarak etkileyen en kritik parçadır diyebiliriz. İyi tasarlanmış ve kaliteli olarak üretilmiş bir ısıtıcı uç çok iyi  sonuçlar verirken, kalitesiz olarak üretilmiş (genellikle Çinden gelenler) bir ısıtıcı uç 3d printer işinden tümüyle nefret etmenize sebep olabilir. Bunlara ek olarak kaliteli ısıtıcı uçlar farklı malzemeler ile kullanıldıklarında da sorun yaratabilmektedir. Bu nedenle Makerbot / Ultimaker gibi 3d printer üreticileri filaman üreticileri ile anlaşmalar yaparak kendi makineleri  için filaman makine uyumluluğunu garanti altına almaktadırlar.

Isıtıcı Blok 3D Printer
Isıtıcı Blok


Kendi 3d yazıcımızı yaparken bu gibi riskleri ortadan kaldırmak için neler yapabiliriz. Öncelikle en çok kullanılan ısıtıcı uçları tercih etmekte fayda var ve mümkünse bu ısıtıcı uçları asıl tasarımcısından almamızda en mantıklısı. Neden ?? daha önce de bahsettiğim gibi ısıtıcı uç 3d yazıcıları en kritik parçasıdır. Reprap ve benzeri açık kaynak yazıcıların ısıtıcı uç tasarımları ile ilgili bir çok bilgiye kolayca erişebiliyoruz ancak bu teknolojiye emek veren bir çok geliştirici kendilerini Çinden koruyabilmek adına bazı kritik bilgileri paylaşmamayı tercih etmektedirler. 3d Printer meraklılarını yolmayı hedefleyen Çinli üreticiler ise düşük fiyattan kalitesiz ürünleri piyasaya sürmekte. Siz 3d Printer yapmaya çalışırken yaşadığınız sorunları kendi hatanız zannedersiniz ama yanıt basittir kalitesiz parçalar ve malzeme. Bu gibi sorunlar yaşamamak için tavsiye edilen parçaları asıl geliştiricilerinden temin etmeliyiz.

Tüm ısıtıcı uçlar ısı  kontrolünü ısıtıcı bloka gömülü termistor ya da termokupl sayesinde gerçekleştirir. Termistor ve termokupl ısıya mağrus kaldıklarında voltaj üreten elemanlardır. Bu voltaj değeri 3d Printer kontrol kartına gömülü firmware içindeki ki voltaj-sıcaklık tabloları ile sıcaklık birimine dönüştürülür ve ısıtıcı ucun her zaman istenen sıcaklıkta olması sağlanır. Isıtıcı uçların ısıtma bloğu bölümü genelikle alüminyum ya da pirinç gibi ısı iletkenliği yüksek malzemelerden yapılmaktadır. Isıtıcı blokun üst kısmında kalan ve filamanın bulunduğu bölüm ise filamanı daha soğuk bir sıcaklıkta tutacak şekilde tasarlanmıştır.

J-Head Isıtıcı Uç


En çok tercih edilen ısıtıcı uçların başında j head gelmektedir. Sürekli geliştirilmiş ve iyileştirilmiş olması nedeni ile oldukça güvenilir bir performans vermektedir. Tabi daha önce bahsettiğim gibi ucun üretim kalitesi oldukça kritik. Düzgün üretilmemiş bir ısıtıcı uç bu işten oldukça soğumanıza sebep olur.


J-Head Isıtıcı Uç 3D Printer
J-Head Isıtıcı Uç

Yukarıdaki resimde tam montajlanmış bir J-head görüyoruz. Siyah bölüm ısıya dayanıklı PEEK malzemeden yapılmaktadır. Bu sayede filamanın üst kısımlarının gereğinden fazla ısınması engellenmiş olur. Isıtıcı, ileride anlatacağımız ekstruder mekanizmasına sorunsuz oturmalıdır.

Özetlemek gerekirse J-Head Nozzle aşağıdaki parçalardan oluşmaktadır.



J-head ısıtıcı uçu asıl geliştiricisinden temin etmek için http://hotends.com/ sitesini ziyaret edebilirsiniz.

Sorularınızı ve yorumlarını bekliyorum. Devamı gelecek

Bu yazıyı beğendiniz mi?

3byazici.com’da amacımız okuyucularımızı bilgilendirebilmek ve 3D Printer teknolojilerini ülkemizde daha iyi tanıtmak. Bu yazıyı beğendiyseniz çevrenizle paylaşarak; bizi daha fazla yazmamız için motive edebilirsiniz.

3byazici.com’u daki gelişmeler hakkında daha fazla bilgi sahibi olmak için Twitter ve Facebook sayfalarımızı takip edebilirsiniz.




3D Printer Yapımı - 2 : Step Sürücüler ve Motorlar

Step Sürücüler ve motorlar 3d yazıcıların hareket ve hareket kontrol görevlerini gerçekleştirmektedir.  Bu yazımızda detaylı olarak bu parçaların özelliklerini inceleyeceğiz ve tavsiye edilen parçalardan bahsedeceğiz.

Step Motor Sürücü Devresi


Step motor sürücü devresi daha önce de bahsettiğimiz gibi 3D Printer kontrol kartının üzerine yerleştirilmektedir. RAMPS için 5 adet (2 extruder için) sanguinololu için 4 adet kullanılabilmektedir.

Step motor sürücü step motoru hareket ettirmek görevini gerçekleştirmektedir.  Arduino üzerinden geçen güç motorları sürmeye yetemediği için bu görevi step motor sürücü devresi yapmaktadır. Step motor sürücü devresinin bir diğer özelliği de hassas bir şekilde motorları kontrol edebilmesidir. Örneğin 3 adım, saat yönünde motoru hareket ettir komutunu gerçekleştirerek motoru hareket ettirir.

step motor sürücü devresi
Step Motor Sürücü Devresi 4 adet

Yukarıda gördüğünüz step motor sürücü devreleri 3D Printer yapımında en çok kullanılan Pololu A4988 step sürücü kontrol devreleridir. Bu modellerde kısa devre koruma olması nedeni ile tercih edilmektedir. Uzun baskı sürelerinde ısınmaları nedeni ile üretim sırsasında adım atlamasını engellemek adına heat sink ya da fan ile soğutulmalarında fayda var


Step Motorlar


Her ne kadar bu motorlara devamlı step motor desem de tam Türkçesi adım motor. Bu motorlardan reprap ve benzeri FDM tipi 3D Yazıcılarda 4-6 adet kullanılabilmektedir. Örnek vermek gerekirse Prusa i2 de 5 adet,  Prusa i3 Çift Extruderlı bir makinede 6 adet ve delta robot tipi 3d yazıcılarda 4 adet kullanılmaktadır. Genellikle 3 ya da 4 adet tamamen x-y-z eksenlerindeki hareketi gerçekleştirmek için kullanılırken, iki ekstruder kullanabilmek için ayrıca 2 step motor daha temin etmek gerekmektedir. 

NEMA 17 Step Motor
NEMA 17 Step Motor

NEMA 17 motorun flanş ölçülerini vermektedir. Aşağıdaki resimde görüldüğü gibi NEMA 17lik bir step motor yaklaşık 42mm genişliğe sahiptir. Step motorlar bipolar ve unipolar olarak temin edilebilmektedir. Her ne kadar bipolar tavsiye edilse de unipolar motorlarda 3d printer yapımında kullanılabilmektedir.  Motorlar arasındaki bu fark tel sayısına bakarak anlaşılabilir. 4 telli motorlar genellikle bipolar'ken 6-8 telli motorlar unipolardır. 6 Telli unipolar step motorların 2. ve 5. telleri iptal edilerek RAMPS yada sanguinololu'ya bağlanır ve bu şekilde sürülebilir.
NEMA 17 Resim


3D Printer yapımında en sık kullanıla motorlar NEMA 17 flanşa sahip step motorlardır. Aşağıdaki listede en çok tercih edilen ve kullanılan NEMA 17 motor listesini parça numaraları ve özellikleri ile bulabilirsiniz. Step Motorlar ile ilgili dikkat edilecek bir diğer nokta ise motorların boyudur. Kabaca eğer motor boyu flanş uzunluğu 42mm kadar ise 3d printer yapımı için kullanılması uygundur diyebiliriz. Motor boyu 20mm civarında ise ürettiği tork yeterli olmayabilmektedir.  Daha uzun motorlarda ise tork daha da artmaktadır ancak ağır olmaları nedeni ile makine toplam ağarlığını ciddi şekilde arttırmaktadır.

NEMA 17 Step Motor Listesi
NEMA 17 Step Motor Listesi

Sorularınızı ve yorumlarını bekliyorum. Devamı gelecek


Bu yazıyı beğendiniz mi?


3byazici.com’da amacımız okuyucularımızı bilgilendirebilmek ve 3D Printer teknolojilerini ülkemizde daha iyi tanıtmak. Bu yazıyı beğendiyseniz çevrenizle paylaşarak; bizi daha fazla yazmamız için motive edebilirsiniz.


3byazici.com’u daki gelişmeler hakkında daha fazla bilgi sahibi olmak için Twitter ve Facebook sayfalarımızı takip edebilirsiniz.






3D Printer Yapımı - 1: Elektronik Kontrol Kartı

3D Printer teknolojisin geçtiğimiz 3 yılda bu kadar yaygın olmasının sebebi aslında açık kaynak olması ve sıradan bireylerin bu teknolojinin gelişimine ciddi şekilde katkı sağlamış olmasıdır. Bu yazı dizisi ile kendi 3d printerını kendisi yapmak isteyen bu konuda kendini geliştirmek isteyen herkes için bir kaynak oluşturmayı hedefliyoruz.


Temel Parçalar



Bir 3d printer yapımı ya da tasarımı yapmadan önce 3d printerların hangi parçalardan oluştuğunu öğrenmekte fayda var. Herhangi bir 3D Printer 3 temel parça grubundan oluşmaktadır. Bu ana grupların altında 3d baskı makinesinin işlevlerini gerçekleştirmesi için gereken kritik parçalar bulunmaktadır.
  • Elektronik Parçalar
  • Mekanik Parçalar
    • Ekstruder
    • Dişliler
    • Kayışlar
    • Lineer Rulmanlar
    • Yapısal Parçalar
      • Plastik Parçalar
      • Metal Parçalar
  • Yazılım

Elektronik Parçalar


Neredeyse tüm plastik eritme yöntemi ile çalışan  3d yazıcılar 5 ana elektronik parça içermektedir. Yukarıda da listesi bulunan bu 5 parçadan tabi ki en önemlisi kontrol kartıdır. 


Kontrol Kartı


Kontrol kartı en basit tabiri ile 3d printerın beynidir. Bizim ülkemizde karmaşık olan tüm elektronik kartlara genelde beyin denir zaten. Piyasada mevcut bulunan tüm 3d printer elektronik kontrol kartları Arduino'ya dayanmaktadır. Farklı tasarımlara ve özelliklere sahip olsalar da bütün kontrol kartları aynı işlemi gerçekleştirmektedir. Kontrol kartının temel görevi step motorları, ısıtıcı zemin ve ısıtıcı kontrol etmektedir. Şu an açık kaynak olarak 10 dan fazla 3d printer kontrol kartı mevcut ancak çok detaya inmeden en sık kullanan iki kontrol kartına dikkat çekmekte fayda var.

RAMPS (RepRap Arduino Mega Pololu Shield) : Açılımından da anlaşılabileceği gibi RAMPS bir Arduino ek kartıdır (shield). RAMPS 3d yazıcı için gereken tüm elektronik kontrol işlevini kapsamak üzere tasarlanmıştır. Aşağıdaki resimde gördüğünüz hali Arduino ve 4 ya da 5 adet step sürücü devresi eklenmemiş halidir. Tam olarak kullanılabilmesi için Arduino Mega ve A4988 vb step sürücüler ile birleştirilmesi gerekmektedir. Açık kaynak Reprap 3d printer vb bir çok makinede en çok kullanılan kontrol kartı RAMPs dir.



RAMPS 3D Printer elektronik kontrol kartı
RAMPS

RAMPS'i diğer parçalara bağlayabilmek için aşağıdaki bağlantı şemasını kullanabiliriz. Bu şema 3D Yazıcı kontrol kartının nasıl gereken tüm işlevleri gerçekleştirdiğini anlamak için de oldukça kullanışlı.


RAMPS Bağlantı Şeması
RAMPS Bağlantı Şeması


Sanguinololu : Bu kontrol kartı telaffuzu zor olsa da RAMPS kadar belki de daha fazla kullanım alanı bulmuştur. Reprap ve benzeri CNC makineler için düşük maliyetli entegre bir elektronik kontrol çözümü olarak tasarlanmış. RAMPS den farklı olarak ayrıca bir Arduino Mega kartı gerektirmiyor. Kart üzerinde ATMEGA644P bulunuyor ATMEGA1284 olarak da temin etmek mümkün. Kontrol kartı ile beraber kontrol paneli kullanmak isteyenler ATMEGA1284 seçmesinde fayda var.  RAMPS de olduğu gibi 4 adet step sürücü devresinin üzerindeki pinlere yerleştirilmesi gerekiyor. Sanguinololu'yu bilgisayar power supply'ı yada diğer standart güç üniteleri ile çalıştırmak mümkün. Aşağıdaki resimde step sürücü devreleri yerleştirilmiş bir sanguinololu görüyoruz.



Sanguinololu 3D Printer Kontrol Kartı
Sanguinololu
Sanguino içinde bağlantı şeması aşağıdaki gibi. Şemalarda da görüldüğü gibi RAMPS'e  5 adet step sürücü devresi ekleyebiliyoruz. Bu sayede 2 extruder kullanarak çok renkli üretim ya da destek malzemesi için farklı hot-end kullanmak mümkün.
Sanguinololu bağlantı şeması
Genellikle sanguinololu daha uygun fiyatlara bulunabiliyor ancak RAMPS daha yaygın kullanıma sahip. Ben ikisini de farklı makinelerin yapımında kullandım çok bir fark yok. Sanguinololu daha az yer kaplaması ve ucuz olması nedeni ile tercih sebebi olabilir. Fiyatları 120$ a kadar inebiliyor. Örneğin en çok satılan Solidoodle 3d yazıcılarında sanguinololu kullanılmakta.



Sorularınızı ve yorumlarını bekliyorum. Devamı gelecek


Bu yazıyı beğendiniz mi?


3byazici.com’da amacımız okuyucularımızı bilgilendirebilmek ve 3D Printer teknolojilerini ülkemizde daha iyi tanıtmak. Bu yazıyı beğendiyseniz çevrenizle paylaşarak; bizi daha fazla yazmamız için motive edebilirsiniz.


3byazici.com’u daki gelişmeler hakkında daha fazla bilgi sahibi olmak için Twitter ve Facebook sayfalarımızı takip edebilirsiniz.