Hızlı Prototipleme Nedir?

Hızlı prototipleme, bilgisayar ortamında oluşturulmuş olan CAD model çizimlerinin belirli üretim yöntemleri ile fiziksel modellere çevirilmesini sağlayan teknolojidir. Seri imalata geçilmeden önce üretilecek üründe oluşacak hataları gözlemlemek ve dayanıklılık testlerini de sağlayabilmek için 1-100 adet arası üretim yapılmasını kapsamaktadır. Ürünlerin doğrudan seri üretime geçmesinde yaşanacak bütün hatalar böylelikle bertaraf edilmektedir. Birden fazla komponent içeren ürünlerin de birleşme detayları ve parçaların uyumlarının kontrol edilmesine imkan tanır. Hızlı prototipleme sonrasında elde edilen ürünler hem görsel hem de fonksiyonel özellikler açısından test edilir. Ayrıca hızlı prototipleme yöntemi kalıp oluşturma sırasında kullanılan master modellerin oluşturulmasında kullanılabilir. Parçaların üretilmesi için gereken süre, eski yöntemlerle günler, haftalar alabiliyorken, uygulanan yeni hızlı prototipleme yöntemleriyle saatler içerisinde gerçekleştirilebilmektedir.

Hızlı prototipleme ile birlikte ürünlerin görsel tasarımlarının kontrolü yapılarak olası hataların önüne geçilmesi amaçlanır. Bilgisayar modellemesi bulunan her ürünü hızlı prototipleme yöntemi ile üretmeniz mümkündür. Parçaların et kalınlığı, hacmi veya formu üretim kısmında herhangi bir sınırlama oluşturmamaktadır. Ayrıca ürünü oluşturan malzemelerin seçimi ihtiyaçlar doğrultusunda değiştirilebilmektedir. Örneğin; Değişik renklerde, esnek, sert, mat ve şeffaf parçalar üretilebilmektedir. Hızlı prototipleme yönetimiyle üretilen paçalar kolayca boyanabilir, kesilebilir, zımparalanabilir veya birbirlerine yapıştırılabilirler. Yaygın olarak kullanılan hızlı prototipleme yöntemlerinden bazıları aşağıdaki gibidir;

Hızlı prototipleme tekniklerinin en yaygın kullanılanlardan olan FDM tekniğinde, şerit halindeki plastik ham madde ekstrüzyon kafası denilen bir alana itilir. Burada katı halde bulunan malzeme ısıtılarak erimiş haline getirilir. Erimiş plastiğin bulunduğu kafa erimiş plastiği yavaş yavaş boş bir tablaya akıtarak parçayı oluşturacak katmanları oluşturur. Her katmanda tabla bir kademe aşağıya iner ve böylece parçanın katmanlar halinde üretilmesi sağlanır. Katmanlar arası dengenin sağlanması ve ürünün çökmesini engellemek için destek görevi gören ayrı bir yapı oluşturulur. Bu yapı üretimin tamamlanmasının ardından kolayca parçadan sökülebilmektedir. Son yıllarda geliştirilmiş bazı yeni ham maddeler ile bu ürünlerin suda çözünmesi de sağlanmaktadır. 

Stereollithography tekniği olarak da geçen SLA tekniği, oda sıcaklığında sıvı halde bulunan fotopolimer reçinelerin ultraviyole (morötesi) lazer ışınları vasıtasıyla belirli bölgelerinin kürleştirimesi (katılaştırma) prensibine dayanmaktadır. Her yeni katmanda parça aşağı kaydırılır ve her yeni katman sıvı reçine ile sıvanır. Tüm katmanların kürleştirme işlemi tamamlandıktan sonra parça reçine havuzundan çıkarılır. Parçanın oluşumunda yaşanacak sorunları engellemek için oluşturulan destek yapıları parçadan mekanik araçlar yardımı ile ayrıştırılır. Bu teknolojide kullanılan foto polimerler düzgün muhafaza edildiklerinde tekrar tekrar kullanılabilmektedir. 

Hızlı prototipleme uygulamaları temelde 4 farklı alanda uygulanmaktadır. Bu alanlar sırasıyla aşağıdaki gibidir;

• Konsept modelleme uygulamaları: Tasarımını oluşturduğunuz ürünlerinin fiziki görünümlerinin nasıl olacağını anlamak için uygulanmaktadır. Ürünün fonksiyonel testlerine geçilmeden önce konseptmodelin analizi yapılmaktadır.
• Fonksiyonellik uygulamaları: Tasarımınız tamamladıktan sonra gerekli dayanıklılık testlerini uygulamanız için kullanılan uygulamalardır. Çekme, çarpma gibi mukavemet testlerinin yanı sıra kimyasal maddelerle olan tepkime testleri ve bu maddelere dayanım sonuçlarını almanızı sağlar. Konsept ürün ile üretilen ürün arasındaki farkları anlamınızı sağlar. Kısaca test için oluşturulan parçalardır.
  
  
• Üretime yardımcı eleman uygulamaları: Karmaşık parçaların ya da üretimden sonraki aşamalarda kullanılan ve montaj ve kontrol işlerinin yapılmasında kullanılan fikstür, jig gibi parçaların üretiminde kullanılan uygulama yöntemidir. Eski yöntemlere göre ekonomik ve hızlı çözümler sunar.
  
  
• Nihai kullanıcı parça uygulamaları: Butik ve az adetli imalatlarda, kalıp maliyeti olmadan hızlı ve ekonomik bir şekilde üretilen malzemeler için uygulanan yöntemdir. İhtiyaçları optimum düzeyde karşılayacak malzemeler üretilmesini sağlanır. Üretilen parçalar kullanıma uygun ve sağlamdır.