Akademik Veri Yönetim Sistemi
Eren O. (Yürütücü)
TÜBİTAK Projesi, 2017 - 2019
FDM genel anlamda termoplastik malzemenin katman katman yarı eriyik halde serilmesine dayanan bir yöntemdir. FDM 3B yazıcılar genellikle 1.75 veya 3 mm çaplarındaki ABS, PLA, HIPS ve PET gibi termoplastik filamentleri kullanmaktadır. Ticari FDM 3B yazıcıların nozulları 300 °C'ye kadar ısıtılabilir. PET gibi geri dönüştürebilir polimerler 235 °C - 260 °C'de yarı eriyik fazına geçmektedir. Hızlı prototiplemedeki ekstrüzyon sistemi ve süreci hakkındaki ayrıntılı teorik bilgiye Ian Gibson'a ait "Additive Manufacturing Techonologies" adlı kitaptan ulaşabilirsiniz. Ortaya koyduğumuz inovatif iş fikri ile geri dönüşüm filament ekstrüder isimli ürünü geliştirilmiştir. Müşterilerimiz, plastik atıkları belirli işlemlerden geçirerek FDM 3D yazıcılarda yeniden kullanılabilir hale getiren filament ekstüder ile kendi filamentini atık plastiklerden üretebilmektedirler. Kullanıcı tüm bu geri dönüşüm sürecini tek bir masaüstü sistem ile gerçekleştirebilmektedir. Bunun yanı sıra tüm bu sistem içeresindeki ekstrüder, sarıcı, kıyıcı gibi parçalar ara ürünümüz olarak müşteriye sunulmuştur. Buna ek olarak kendi üretimimiz olan standart polimer filamentler, geri dönüşüm filamentler, granüller ve renklendiriciler yan ürünlerimiz arasındadır. Doğada çözünmeleri yüzlerce yıl alan plastikler proje kapsamında kullanılarak çevreye verilen azaltılmıştır. Özetle projemiz kullanıcı maliyetlerini %90'a yakın bir oranda düşürmekte ve çevre dostu bir proje olma özelliğindedir. Ekstrüzyon işleminde bir motor, ısıtıcı ile kaplanmış bir kovan içindeki vidayı döndürerek sıcaklık ve basınç altında plastik granüllerin yarı eriyik hale gelmesini sağlar. Özel tasarlanan vidalı mil sayesinde sistem, renk veya takviye edici malzemeyle matris malzemenin homojen karışımını sağlar. Homojen karışımın elde edilmesi ve sürekli ekstrüzyon vidalı milin L/D oranına (yaklaşık 12/1), çift ısıtıcı sistemine ve özel basınç bölgesine bağlıdır. Yarı eriyik haldeki polimer kovan boyunca ilerler ve kovan sonundaki kalıptan (nozul) geçerek arzu edilen şekilde (1.75 mm çap) soğuyup katılaşır. Polimerlerin ekstrüzyon işlemi esnasında belirli granül boyutlarında olmaları gerekir. Aksi takdirde hem ekstrüder girişi tıkanabilir hem de kovan içindeki basınç eşit olarak dağılmayacağından çıkan filamentte çapsal bozukluklar meydana gelebilir. Bu durumun önüne geçmek için kıyıcı adını verdiğimiz mekanik öğütücüye gereksinim vardır. Ayrıca ekstrüzyon hızı malzemenin azalması durumunda basıncın düşmesinden dolayı azalacaktır. Bu durum çıkan filamentin çapında bozulma olmadan istiflenmesi konusunda sorunlar yaratacaktır. Sistemde bu durumun önüne geçmek için optik sensörler yardımı ile çıkan filamentin hızı tespit edilmektedir. Optik sensör ışığın fiziksel miktarını ölçer ve daha sonra bir devre tarafından okunabilen bir form haline getirir. Basitçe özetlemek gerekirse optik sensör sistemi filamentin konumuna göre sarıcıya sinyal göndererek makara devrini belirlemektedir. Filamentin hızlı çıkması durumunda çekici makara filamentin sarım hızını eşzamanlı olarak arttırmaktadır.