BAĞLAYICI PÜSKÜRTMELİ METAL EKLEMELİ İMALATTA KULLANILAN BAĞLAYICILAR

Yıl 2020, Cilt: 3 Sayı: 1, 10 - 18, 31.12.2020

Osman Saltık , Abdullah Özsoy

Öz

Günümüzde kullanılan malzemelerin neredeyse tamamı bir imalat sürecinden geçmektedir. İmalat süreçleri kullanılan malzemenin niteliği ve imalat yöntemine göre değişmektedir. İmalat yöntemlerinin birbirlerine göre bazı avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır. Endüstri devrimleri ile bu avantaj ve dezavantajlar daha da belirgin ve etkili bir hale gelmiştir. Özellikle Endüstri 4.0 devrimi ile imalat alanında büyük gelişmeler olmuş ve bu gelişmeler sayesinde imalat yöntemlerinde büyük ölçekte ilerleme kaydedilmiştir. Geleneksel imalat yöntemlerinde imalatı çok uzun süren veya çok karmaşık yapıdaki parçaların imal edilememesi gibi dezavantajları ortadan kaldırabilecek eklemeli İmalat yöntemleri geliştirilmiştir.

Bu yöntemlerinden birisi de bağlayıcı püskürtmeli eklemeli imalat metodudur. Bu yöntemde metal toz hammadde üzerine, bağlayıcı püskürtülerek tozların birleşmesi sağlanır. Metal tozların birleştirilmesinde kullanılan bağlayıcılar reçine olarak adlandırılmaktadır. Bu yöntem henüz gelişme aşamasında olduğundan dolayı literatürde bu imalat yönteminin detayları, ürün özellikleri ve yöntemde kullanılan bağlayıcılara yönelik yeterli düzeyde ve kapsamlı bir çalışma bulunmamaktadır. Bu makalede çeşitli çalışmalarda kullanılan bağlayıcılar, kürlenme şartları, ham mukavemete etkileri, fırın ortamında piroliz (buharlaşma) olma özellikleri ve kalıntı bırakma durumlarından bahsedilmiştir.

Anahtar Kelimeler

bağlayıcı, eklemeli imalat, ham mukavemet, piroliz, reçine

BINDERS USED IN METAL BINDER JETTING ADDITIVE MANUFACTURING

Öz

Almost all of the materials used today go through a manufacturing process. This process varies based on the nature of the material and the manufacturing method. In addition, these methods have some advantages and disadvantages compared to each other. With industrial revolutions, these pros and cons have become even more distinctive. Especially with the Industry 4.0 revolution, there have been great developments in the field of manufacturing, and thanks to these developments, large-scale progress has been made in manufacturing methods. Additive manufacturing methods have been developed that can eliminate the drawbacks such as the inability to manufacture parts that take too long or have a complex structure in traditional manufacturing methods.

One of these methods is the binder jetting additive manufacturing method. In this method, a liquid binder known as resin selectively deposits onto a layer of metal powder to combine powders. This method is still in the development phase, there is no adequate and comprehensive study in the literature regarding the details of this manufacturing method, product properties, and binders used in the method. In this article, binders used in various studies, curing conditions, effects on raw strength, properties of being pyrolysis (evaporation) in the oven environment, and residue conditions are mentioned.

Anahtar Kelimeler

additive manufacturing, binder, green strength, pyrolysis, resin

Kaynakça

• [1] Demiray, M. A., Şekerci, B., Saltık, O., Kayacan, M.C., (2018). Eklemeli İmalat Yöntemlerinde Kullanılan Malzemeler", 4th International Congress on 3D Printing (Additive Manufacturing) Technologies and Digital Industry, Antalya, 274-284.
• [2] 3dhubs, 2019. Erişim Tarihi: 21.12.2019. https://www.3dhubs.com/get/am-technologies
• [3] CustomPartNet, (2019). Erişim Tarihi: 21.12.2019. http://www.custompartnet.com/wu/3d-printing
• [4] Makepartsfast,2020 Erişim Tarihi: 13.12.2020 https://www.makepartsfast.com/what-are-the-benefits-of-binder-jetting-in-3d-printing/.
• [5] Slm solution, (2017). Erişim Tarihi: 18.09.2017. https://slm-solutions.com/products/machines/selective-laser-melting-machine-slmr500.
• [6] Exone, (2017). Erişim Tarihi: 18.09.2017. https://www.exone.com/Portals/0/Systems/M-Flex/X1_MFlex_US.pdf.
• [7] Desktop metal, (2018). Erişim Tarihi: 05.07.2018. https://www.desktopmetal.com/
• [8] Eos, (2018). Erişim Tarihi: 22.09.2018. https://www.eos.info/en.
• [9] Exone, (2018). Erişim Tarihi: 05.07.2018. https://www.exone.com/
• [10] 3dhubs, (2018). Erişim Tarihi: 05.08.2018. https://www.3dhubs.com/knowledge-base/introduction-binder-jetting-3d-printing.
• [11] Exone, (2019). Erişim Tarihi: 21.12.2019. https://www.exone.com/en-US/3D-printing-systems/metal-3d-printers/M-Flex
• [12] Electronic Specifier, (2019). Erişim Tarihi: 21.12.2019.https://aerospacedefence.electronicspecifier.com/event-news/advanced-ceramic-applications-set-to-take-off-in-the-aerospace-industry.
• [13] Sachs E.M., Cima, M.J., Bredt, J.F., Khanuja, S., (2000). Ceramic Mold Finishing, United States Patent, No: 6,109,332 dated 29.08.2000.
• [14] Cima, M., Sachs, E., Fan, T., Bredt, J.F., Michaels, S.P., Khanuja, S., Lauder, A., Lee, S.J.J., Brancazio, D., Curodeau, A., Tuerck, H., Three-Dimensionel Printing Techniques, United States Patent, No: 5,387,380 dated 07.02.1995.
• [15] Utela, B., Storti, D., Anderson, R., Ganter, M., (2008). A Review of Process Development Steps for New Material Systems in Three Dimensional Printing (3DP). Journal of Manufacturing Processes, 10, 96-104.
• [16] 3dprint, (2017). Erişim Tarihi: 15.05.2017. www.3dprint.com.
• [17] Asahi-Yukizai, (2017). Erişim Tarihi: 15.05.2017. www.asahi-yukizai.co.jp.
• [18] Salehi M, Gupta M, Maleksaeedi S, Sharon NML Inkjet based 3D additive manufacturing of metals. In, 2018. Materials Research Forum LLC,
• [19] Lores A, Azurmendi N, Agote I, Zuza E (2019) A review on recent developments in binder jetting metal additive manufacturing: materials and process characteristics. Powder Metallurgy 62 (5):267-296
• [20] García JH (2014) Development of binder systems based on CAB powder injection moulding (PIM) and micro powder injection moulding (?-PIM) of zircon and invar powders. Universidad Carlos III de Madrid,
• [21] Bai, Y., Williams, C.B., (2015). An Exploration of Binder Jetting of Copper. Rapid Prototyping Journal, 21(2), 177-185.
• [22] Nandwana, P., Elliott, A. M., Siddel, D., Merriman, A., Peter, W. H., & Babu, S. S., (2017). Powder Bed Binder Jet 3D Printing of Inconel 718: Densification, Microstructural Evolution and Challenges. Current Opinion in Solid State and Materials Science, 21(4), 207-218.
• [23] Miyanaji, H., Momenzadeh, N., & Yang, L., (2019). Effect of Powder Characteristics on Parts Fabricated via Binder Jetting Process. Rapid Prototyping Journal, 25(2), 332-342.
• [24] Do, T., Kwon, P., & Shin, C. S., (2017). Process Development Toward Full-Density Stainless Steel Parts With Binder Jetting Printing. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 121, 50-60.
• [25] Rishmawi, I., Salarian, M., & Vlasea, M., (2018). Tailoring Green and Sintered Density of Pure İron Parts Using Binder Jetting Additive Manufacturing. Additive Manufacturing, 24, 508-520.