GERİ DÖNÜŞTÜRÜLMÜŞ TERMOPLASTİKLERİN ÜÇ BOYUTLU YAZICILARDAKİ PERFORMANSLARI - PERFORMANCES OF RECYCLED THERMOPLASTICS IN 3D PRINTER
Mehmet Atilla Taşdelen Mahmut Bingöl Yasin Yılmaz Hakan Kahramaner
AbstractÜç boyutlu yazıcılar ile, bilgisayar ortamında modellenen veya hali hazırda mevcut olan modeller geleneksel yöntemlere nazaran daha hızlı bir şekilde üretilebilmektedir. Bu yazıcılardaki hızlı gelişim otomotiv, tıp, hava-uzay, mücevher, aksesuar gibi çok farklı alanlarda yaygın bir şekilde kullanımına neden olmuştur. Üç boyutlu yazıcılar ile en çok; seçici lazer sinterleme - SLS (Selective Laser Sintering), katmanlı üretim teknolojisi - FDM (Fused Deposition Model), stereolitografi - SLA (stereolithography) teknolojileri kullanılarak üretim yapılabilmektedir. Bu teknolojiler içerisinde en fazla FDM teknolojisi kullanıldığı tahmin edilmektedir. Bu teknolojide bir termoplastik malzemenin katman katman yığılarak tasarlanan nesne üretilmektedir ve genellikle akrilonitril-bütadien-stiren (ABS) veya poli(laktik asit) (PLA) gibi termoplastik polimerler 3 ya da 1.75 mm’lik tel şeklinde 250- o 300 C arası sıcaklığa ısıtılmış metal kafanın içinden geçerek, katmanlar halinde plaka üzerine yığılan termoplastik malzeme üç boyutlu nesneyi oluşturur. Tasarım ve nihayetinde üretim yapabilme kolaylığı sağlayan üç boyutlu yazıcılara artan talep ve kullanılan hammaddelerin maliyetlerinin halen yüksek olması bu teknolojinin yaygınlaşması için hala büyük bir engel oluşturmaktadır. Üç boyutlu yazıcılarda kullanılan plastik malzemeler geri dönüştürüldüğü takdirde, yeniden kullanılarak hem ekonomik açıdan hem de doğaya zarar vermeme adına son yıllarda büyük önem kazanmıştır. Bu çalışmanın amacı geri dönüştürülmüş termoplastik malzemelerden hazırlanmış şeritlerin üç boyutlu yazıcılarda kullanılması ve elde edilen ürünlerin özelliklerinin incelenmesidir. Ayrıca elde edilen ürünler orijinal plastik şeritlerle hazırlanmış ürünlerle karşılaştırılarak geri dönüştürülmüş plastiklerin üç boyutlu yazıcılardaki performansları hakkında literatürdeki eksiklikler giderilecektir. Çalışmadan çıkan olumlu sonuçlarla üç boyutlu yazıcılar daha uygun maliyetlerle yaygın bir şekilde kullanımı sağlanacaktır. 3D Printing is one of the rapid process used to make a three-dimensional object. Due to the self- replicating ability of the 3D machine, the users enable to complex products without the need for expensive industrial equipment. The 3D printing technology has a variety of potential applications, including those relating to automotive, medicine, space, energy storage and bioelectronics, as well as tissue and organ engineering. There are three different 3D printing methods, namely, selective laser sintering (SLS), fused deposition modeling (FDM and stereolithography (SLA) that were developed to build 3D structures and objects. Among them, the FDM technology is very popular by users nowadays. The 3D printing machines that use FDM technology build objects layer by layer from the very bottom up by heating and extruding thermoplastic filament. Firstly special software “cuts” CAD model into layers and calculates the way printer’s extruder would build each layer. Along to thermoplastic a printer can extrude support materials as well. Then the printer heats thermoplastic till its melting point and extrudes it throughout nozzle onto base, which can also be called a build platform or a table, along the calculated path. A computer of the 3d printer translates the dimensions of an object into X, Y and Z coordinates and controls that the nozzle and the base follow calculated path during printing. To support upper layer the printer may place underneath special material that can be dissolved after printing is completed. The most common of those are acrylonitrile butadiene styrene and poly(lactic acid) filaments. The FDM is widely useful to produce end-use products, particularly small, detailed parts and specialized manufacturing tools. While most development in the industry continues to focus on improving 3D printing quality and lowering costs, the use of recycled plastic as filament is an important issue for 3D printing technology. By the use of recycled plastic we are saving energy, reducing water and air pollution, saving trees, and even creating jobs. In this study, the use of recycled plastic filaments in the 3D printing has been investigated and their mechanical properties are compared with virgin filaments.