Havuz Fotopolimerizasyonu (HFP) ile Eklemeli İmalat

Eklemeli imalat teknolojilerinden biri olan havuz fotopolimerizasyonu (HFP) sahip olduğu birçok avantaj nedeniyle hızla yaygınlaşmaktadır. İlk keşfedilen eklemeli imalat yöntemi olan SL (Stereolitography) keşfedildiği yıllarda prototip imalatı ve ürün geliştirme amaçlı kullanılmaktaydı. Sonraki yıllarda DLP (Digital Light Processing) ve CLIP (Continuous Light Interphase Printing) teknolojilerinin geliştirilmesi ile az adetli uygulamalara yönelik plastik parça imalatında da kullanılmaya başlamıştır. HFP teknolojileri diğer plastik eklemeli imalat teknolojilerine göre daha düşük yüzey pürüzlülüğü ve daha yüksek boyutsal hassasiyet sunmaktadır. HFP teknolojilerinin kompleks parçaların direkt imalatına izin vermesi, havacılık, otomotiv, sağlık, dişçilik, kuyumculuk gibi alanlarda kullanımlarını yaygınlaştırmaktadır. Uygulamaya özel geliştirilmiş malzemelerin kullanımı ile HFP teknolojileri hassas döküm, üretime yardımcı ekipmanlar, ortodonti diş kalıpları ve implant delme aparatları gibi uygulamalarda kullanılmaktadır. SL teknolojisinin ticari patentinin geçerliliğini yitirmesi ile açık kaynak kodlu ucuz masa üstü yazıcılar piyasaya sürülmüştür. Bu sayede HFP teknolojisi evlerimize kadar girmiştir. Bu çalışmada HFP teknolojileri ve kullanım alanları hakkında detaylı bilgiler verilmiştir.

Additive Manufacturing via Vat Photopolymerization

Vat photopolymerization (VP), one of the additive manufacturing technologies, is spreading rapidly due to its many advantages. SL (Stereolitography) technology as the first manufacturing method has been used for prototyping and new product development. In the following years, with the development of DLP (Digital Light Processing) and CLIP (Continuous Light Interphase Printing) technologies, it has been started to be used in the production of plastic parts for low volume applications. VP technologies provides lower roughness, better dimensional accuracy than other plastic addtive manufacturing methods. The fact that VP technologies allow direct manufacturing of complex parts makes their usage widespread in areas such as aviation, automotive, healthcare, dendistry and jewellery. With the use of materials specially developed for the application, VP technologies are used in areas such as lost wax casting, rapid tooling, orthodontic molds and drilling guides. Open source cheap desktop 3D printers has been introduced to the market after the commercial patent of SL technologies expires. In this way, VP technologies has entered our homes. In this study, detailed information about VP technologies and their application areas has been revealed.

___

  • [1] M. B. Kumar ve P. Sathiya, “Methods and materials for additive manufacturing: A critical review on advancements and challenges,” Thin-Walled Structures, ss. 107-228, 2020.
  • [2] G. Özer, “Eklemeli üretim teknolojileri üzerine bir derleme”, Niğde Kemal Hasdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 9, s. 1, ss. 606-621, 2020,
  • [3] G. A. Appuhamillage, N. Chartrain, V. Meenakshisundaram, K. D. Feller, C. B.Williams ve T. E. Long, “110th Anniversary: Vat Photopolymerization-Based Additive Manufacturing: Current Trends and Future Directions in Materials Design,” Industrial & Engineering Chemistry Research, c. 58, s. 33, ss. 15109-15118, 2019.
  • [4] L. J. Tan, W. Zhu ve K. Zhou, “Recent progress on polymer materials for additive manufacturing,” Anvanced Functional Materials, c. 30, s. 43, ss. 2003062, 2020.
  • [5] C. İ. Çalışkan ve Ü. Arpacıoğlu, “Yapı Üretiminde Eklemeli İmalat Teknolojilerinin Karşılaştırmalı Değerlendirmesi”, c. 25, s. 2, ss. 1117-1136, 2020.
  • [6] G. C. Dumitrescu and I. A. Tanase, “3D printing-a new industrial revolution,” Knowledge Horizons-Economics, c.8, s.1, ss. 32-39, 2016.
  • [7] K. Çelik ve A. Özkan, “Eklemeli İmalat Yöntemleri İle Üretim Ve Onarım Uygulamaları”, c. 5, s. 1, ss. 107-121, 2017.
  • [8] T. Wohlers, ve T. Gornet, Wohlers Report, Wohler Associates Inc., USA, 2016.
  • [9] H. K. Sürmen, “Eklemeli İmalat (3b Baskı): Teknolojiler Ve Uygulamalar”, c. 24 s. 2, ss. 373-392.
  • [10] W. Piedra-Cascon, V. R. Krishnamurthy, W. Att ve M. Revilla-Leon, “3D Printing parameters, supporting structures, slicing, and post-processing procedures of vat-polymerization assitive manufacturing Technologies: A narrative review”, c. 109, ss. 103630, 2021.
  • [11] Adidas 4D Shoes, [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://www.adidas.com/us/4d-shoes, Erişim Tarihi: 2 Mart, 2021.
  • [12] Additive Manufacturing, in General Principles-Terminology, ASTM 52900:2017, 2017.
  • [13] S. A. Tofail, E. P. Koumoulos, A. Bandyopagdhyay, S. Bose, L. O’Donoghue ve C. Charitidis, “Additive manufacturing: scientific and technological challenges, market uptake and opportunities,” Materials Today, c. 21, s. 1, ss. 22-37, 2018.
  • [14] U. G. Başcı, R. Yamanoğlu, “Eklemeli Metal İmalat Teknolojileri Ve Uygulama Alanları,” IMASCON, Kocaeli, Türkiye, 2020, ss. 307-314.
  • [15] B. Berman, “3-D printing: The new industrial revolution,” Business Horizons, c. 55, s. 2, ss. 155-162, 2012.
  • [16] M. Attaran, “The rise of 3-D printing: The advantages of additive manufacturing over traditional manufacturing,” Business Horizons, c. 60, s. 5, ss. 677-688, 2017.
  • [17] P. Wu, J. Wang and X. Wang, “A critical review of the use of 3-D printing in the construction industry,” Automation in Contsruction, c. 68, ss. 21-31, 2016.
  • [18] Vault Supercharges Pre-Production with 3D Systems’s SLA, [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://www.3dsystems.com/customer-stories/vault-supercharges-pre-production-3d-systems-sla, Erişim Tarihi: 13 Ocak, 2021.
  • [19] 3D Systems SL Materials, [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://www.3dsystems.com/search?search_api_fulltext=SL%20materials&dFR[technologies][0]=Stereolithography%20%28SLA%29, Erişim Tarihi: 13 Ocak, 2021.
  • [20] H. Quan, T. Zhang, H. Xu, S. Luo, J. Nie ve X. Zhu, “Photo-curing 3D printing technique and its challenges,” Bioactive Materials, c. 5, s. 1 ss. 110-115, 2020.
  • [21] D. Holley, “Carbon3D Gains Google’s $100M Backing for 3-D Printing Tech,” [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://xconomy.com/san-francisco/2015/08/20/carbon-3d-gains-googles-100m-backing-for-3-d-printing-tech/, Erişim Tarihi: 13 Ocak 2021.
  • [22] F. Cooper, “Do the new, low-cost photopolymer 3D printers now becoming available have a place in the jewelry manufacturing environment,” Santa Fe Symposium, New Mexico, ss. 1-20, 2016.
  • [23] 3D Printing Materiasl for Real-World, Applications, [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://www.carbon3d.com/materials/, Erişim Tarihi: 11 Ocak 2021.
  • [24] C. W. Hull, S. Clarita, B. Modrek, B. Parker, R. S. Freed, T. Almquist, S. Gabriel, S. T. Spence, S. Pasadena, D.J. Albert, D. R. Smalley, B. Park, R. A. Harlow, M. D. Rey, P. Stinebaugh, H. L. Tarnoff, V. Nuys, H. D. Nguyen, C. W. Lewis, L. Rock, T. J. Vorgitch, S. Valley, D. Z. Remba ve W. B. Vinson, “Method and apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography,” 3D Systems, Patent Number US5137662A, United States, August, 11, 1992.
  • [25] 2021 Best DLP 3D Printer – The Ultimate Buyer’s Guide, [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://pick3dprinter.com/dlp-3d-printer/, Erişim Tarihi: 13 Ocak 2021.
  • [26] Zortrax Resin Products , [Çevrimiçi]. Erişim Adresi : https://zortrax.com/resins/, Erişim Tarihi: 25 Ekim 2021
  • [27] Lotus F1 Team and 3D Systems move together towards 3D printed race-ready mass production of parts, [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://www.3dsystems.com/learning-center/case-studies/lotus-f1-team-and-3d-systems-move-together-towards-race-ready-mass, Erişim Tarihi: 26 Ocak 2021.
  • [28] SLA Prototype produced by Somos WaterClear Ultra 10122, [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://www.spring-italia.com/product/somos-waterclear-ultra-10122/?lang=en, Erişim Tarihi: 28 Ocak 2021.
  • [29] LGM Delivers Large Scale Appearance Model in Record Time with 3D Systems On Demand, [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://www.3dsystems.com/customer-stories/lgm-delivers-large-scale-appearance-model-record-time-demand-manufacturing, Erişim Tarihi: 26 Ocak 2021.
  • [30] S. Negi, S. Dhiman ve R. K. Sharma, “Basics, applications and future of additive manufacturing technologies: A review,” Journal of Manufacturing Technology Research, c. 5, s. 1/2, ss. 75-96, 2013.
  • [31] M. Bilgin, S. Baytaroğlu, E. N. Erdem ve A. E. Dilber, “A review of computer-aided design/computer-aided manufacture techniques for removable denture fabrication,” European Journal of Dendistry, c. 10, s. 2, ss. 286, 2016.
  • [32] R. V. Noort, “The future of dental devices is digital,” Dental Materials, c. 28, s. 1, ss. 3-12, 2012.
  • [33] Jewelry 3D Printing: Basic Design Parameters, Supports, and Orientation, [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://3d.formlabs.com/rs/060-UIG-504/images/Jewelry-3D-Printing-Basic-Design-Parameters-Supports-Orientation.pdf?mkt_tok=eyJpIjoiTldSbU9HSmhNRFE1WldWaSIsInQiOiJSVnh2NURxYnBlc3lqTFJWb21yWjlydHZOSVpYN2NkSTBkR014ZlZKUjNLNGt1ejgyYnV1U0FJSHdETW1BVVRiM09cL2lsd1V1SVRGNnNSNHVzQm4zbXlFM2RsVUtXZXNQdE9FaTRuVVdlTUdJVWJVN003eFFaZW96MlRRS0l1T20ifQ%3D%3D, Erişim Tarihi: 28 Ocak 2021, 2017.
  • [34] S. K. Turbush ve I. Turkyilmaz, “Accuracy of three different types of stereolithographic surgical guide in implant placement: an in vitro study,” Journal of Prosthetic Dentistry, c. 108, s. 3, ss. 181-188, 2012.
  • [35] W. Piedra-Cascón, M. Sadeghpour, A. Wael ve M. Revilla-Leon, “A vat-polymerized 3-dimensionally printed dual-material occlusal device: A dental technique,” Journal of Prosthetic Dentistry, https://doi.org/10.1016/j.prosdent.2020.07.011, c. 125, s. 5, ss. 1-5, 2020.
  • [36] W. Geng, C. Liu, Y. Su, J. Li ve Y. Zhou, “Accuracy of different types of computer-aided design/computer-aided manufacturing surgical guides for dental implant placement,” İnternational Journal of Clinical and Experimental Medicine, c.8, s. 6, ss. 8442-8449, 2015.
  • [37] C. K. Chua, C. S. Meng, L. S. Ching, K. E. Hoe ve L. K. Fah, “Rapid prototyping assisted surgery planning,” The International Journal of Anvanced Manufacturing Technology, c. 14, s. 9, ss. 624-630, 1998.
  • [38] Low-Volume Rapid Injection Molding With 3D Printed Molds, [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://info.asme.org/rs/011BZA849/images/Formlabs_LowVolume%20Rapid%20Injection.pdf?mkt_tok=eyJpIjoiTXpkaU9EbGlNelk0TWpRMCIsInQiOiJicHZiSnZnYmY1RXl0TFwvUlhLWEVUZHIwSkVqRlViOHhENkk0M0g3QVEzRHgrdW1yOG5lT1djMTJqcWtGQmtsb2hWMlhXV1ZOT25EXC91VXQ2TDl2czZvOTZaWEpYN2VER1cwNGZTM2p2ZVwvc1VFMzhkUWMyaTZYRkE2VVdSclVRUCJ9, Erişim Tarihi: 26 Ocak 2021.
  • [39] Carbon Lattice Innovation-adidas Story, [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://www.carbon3d.com/resources/whitepaper/the-adidas-story/, Erişim Tarihi: 26 Ocak 2021.
Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Sayıdaki Diğer Makaleler

Perde Duvarlı ve Çerçeveli Betonarme Binalarda Deprem Tasarım Sınıflarının Bina Maliyetine Etkisi

Zehra Şule GARİP, Erhan EREN

Teucrium chamaedrys subsp. chamaedrys Bitkisinin in vitro Antimikrobiyal Aktivitesi ve Etanol Ekstrakt Kompozisyonunun Gaz Kromatografisi/Kütle Spektrometresi ile Belirlenmesi

Kaan ÇETİN, Başaran DÜLGER

Pozitif Seçilim Analizi, Böceklerde Yaşam Tarzına ve Soya Özgü Moleküler Evrimin İzlerini Ortaya Çıkarmaktadır

Mehmet DAYI

Üçüncü Mertebeden Varyant Narayana Kodları ve Bunlara Karşılık Gelen Bazı Doğrular

Cagla CELEMOGLU

Göğüs Röntgeni Görüntüleri ile Covid-19 Hastalığının Erken Teşhisine Yönelik Derin Transfer Öğrenme Yöntemlerinin Analizi

Durmuş ÖZDEMİR, Naciye Nur ARSLAN

“Nöromimari” Yaklaşımı ve Hastane Yapılarındaki Mekânsal Öğelerin Kullanıcılar Üzerindeki Etkisi

Elif SÖZER, Yüksel TURCAN

Türkiye’deki Astronomik Gözlemevlerinin Kuruluş Yerlerinin Bulanık AHS ile Değerlendirilmesi

Gizem Dilan BOZTAŞ, Ersin KARMAN, Cahit YEŞİLYAPRAK

Kömür Yakıtlı Süper Kritik Termik Santralin Enerji ve Ekserji Analizi

Halil İbrahim TOPAL, Başak BAYRAM, Kemal BAYRAM, Beytullah ERDOĞAN, Mehmet KOPAÇ

Etkili Bir Hibrit Kontrol Tekniği ile Alçaltıcı Çevirici Tabanlı Üç Faz Aktif İzleyen AA-AA Gerilim Regülatörü

Faruk YALÇIN, Felix A. HIMMELSTOSS

Farklı Yapıdaki Kumaşlara Antimikrobiyal Apre Uygulaması ve Etkinliklerinin Karşılaştırılması

Nisa Sipahi, Ekrem Akbulut, Aysun Yenice, Tuğba Zengin