3D baskılı bir model parçasını tutup tırnağınızla dokunduysanız, muhtemelen bunun makineyle işlenmiş plastik bir oyuncaktan veya dökme metal bir bileşenden farklı bir ses çıkardığını fark etmişsinizdir. Bir 3D Baskı Model Parçaları tedarikçisi olarak bana sürekli olarak, müşteriler için ne yazdırdığımıza, hangi malzemeyi kullandığımıza ve hatta yazıcılarımızdaki ayarlara bağlı olarak bu küçük tıklama sesinin neden bu kadar değiştiği soruluyor. Bu sadece rastgele değil; 3D baskılı parçaların akustik özellikleri kullandığımız teknolojinin, seçtiğimiz malzemenin ve oluşturduğumuz küçük katman katman yapının bir karışımıdır. Hadi bunu açıklayalım, aşırı jargona gerek yok, sadece mağazamızda her gün gördüğümüz gerçek şeyler.
Öncelikle konuyu basit tutalım: buradaki akustik özellikler, bir parçanın sesle nasıl etkileşime girdiği anlamına gelir; sesi emer mi, yansıtır mı, vurulduğunda titreşir mi, yoksa içi boş bir ses mi yoksa katı bir ping mi çıkarır? Her 3 boyutlu baskı işlemi bunu da değiştiriyor. Örneğin, bazı parçalar için SLS Baskı Hizmetini kullandığımızda, katman kaynaştırması son derece eşit oluyor ve bu da sesi daha gevşek katman bağlarına sahip bir işleme göre çok daha fazla değiştiriyor. Gerçek çalışmalarımızı buraya bağlayacağım, böylece bu sadece teoride kalmayacak, çünkü bu parçalardan tonlarcasını ses donanımı üreticilerinden, parçalarının sesine önem veren prototip tasarımcılarına kadar çeşitli müşterilere gönderiyoruz.
En büyük değişkenle başlayalım: malzeme. Bir müşterinin bir proje için parça gönderdiğinde sorduğu ilk şey budur: "Bu nasıl ses çıkaracak?" Birlikte çalıştığımız ortak malzemeleri ve bunların akustik titreşimlerinin nasıl değiştiğini inceleyelim. Plastik parçalarımızın çoğu 3D Baskı Hizmeti ABS Plastik Hızlı Prototip serimizden geliyor, değil mi? ABS, oyuncaklarda veya araba kaplamalarında gördüğünüz sert, tanıdık plastiktir. SLS veya SLA ile 3D baskı yapıldığında ABS parçaları yoğun, hafif esnek bir yapıya sahip olur çünkü katmanlar birlikte sıkı bir şekilde erir. Küçük bir ABS test parçasına hafifçe vurduğunuzda, esnek TPU ile yapılmış 3D baskılı bir parçadan çok daha parlak, keskin, tiz bir ping sesi elde edersiniz. TPU yumuşaktır, bu nedenle sesin çoğunu emer, bu nedenle ona dokunmak donuk ve sessiz bir ses çıkarır, yüksek notalar yoktur. Geçtiğimiz çeyrekte bir müşterinin yeni kablosuz kulaklığı için bir TPU kılıfı kullandık ve musluğun mikrofonu etkilememesi için özellikle yumuşak, gürültüyü azaltan ses talep ettiler. Bu, ürün tasarımını doğrudan etkileyen akustik özelliklerdir.
Ayrıca metal parçalar da var; bunlar çok çılgın çünkü akustik davranışları plastikten tamamen farklı. Metal parçaları bastığımızda çoğunlukla paslanmaz çelik veya alüminyum gibi malzemeler için SLM (Seçici Lazer Eritme) kullanıyoruz. Gönderdiğimiz SLM 3D Baskı Paslanmaz Çelik Model parçaları, katmanlar arasında boşluk olmayan sağlam, yoğun metaldir (her parçacığı tamamen eriten yüksek güçlü lazer sayesinde). Küçük bir paslanmaz çelik SLM parçasına hafifçe vurduğunuzda, katman yapısı çok kesintisiz olduğundan, dökme metal parçaya benzer şekilde derin, zengin bir ses çıkarır. Ayrıca daha küçük, yüksek hassasiyetli parçalar için 3D Baskı Metal Parça SLA Alüminyum Paslanmaz Çelik de yapıyoruz ve alüminyum çelikten bile daha parlaktır; yüksek yoğunluğu ping'i süper net hale getirir, bu nedenle gitar köprüleri veya ses netliğinin önemli olduğu küçük donanımlar için kullanılır. Bir defasında hoparlör sürücüsü için alüminyum bir prototip basmıştım ve müşteri ping testinin mükemmel olduğunu çünkü sesi yankılanmadan doğru miktarda yansıttığını söyledi.
Şimdi çoğu insanı şaşırtan kısıma geliyoruz: katman yüksekliği ve dolgusu. Aynı malzeme ve yazıcıyı kullansanız bile her katmanın ne kadar kalın olduğu ve parçanın içinin ne kadar dolu olduğu sesi çok değiştiriyor. Çoğu kişi bir parçaya dokunup içi boş gelene kadar dolguyu düşünmez. Bir parçanın dolgusu %10 ise (süper seyrek, çok fazla hava boşluğu olan bir ızgara gibi), ona hafifçe vurmak, köpük bardağa hafifçe vurmak gibi ölü, içi boş bir ses çıkarır. Bir müze için sergi modeli yapan bir müşterimiz vardı ve o boş sesten nefret ediyorlardı, bu yüzden dolguyu %30'a çıkardık ve sağlam üst ve alt katmanlar ekledik, bu da onun masif ahşap bir model gibi çok daha sağlam görünmesini sağladı. Katman yüksekliği de önemlidir: Daha küçük katmanlar (0,1 mm'ye karşı 0,3 mm) daha pürüzsüz, daha sıkı birleştirilmiş yüzey ve iç yapı anlamına gelir, böylece ses daha tutarlı ve yansıtıcı olur. Prototip telefon kılıfları gibi akustik tutarlılık gerektiren parçalar için küçük katmanlar kullanıyoruz çünkü kullanıcı yazarken veya kaydırırken buna tekrar tekrar dokunacaktır.
Durun, baskı sürecinin kendisini atlamayalım; 3D Baskı Model Parçaları tedarikçisi olarak çalışmalarımızın asıl gösterdiği yer burasıdır. SLA (Stereolitografi), UV ışığıyla kürlenen sıvı reçine kullanır ve katmanlar neredeyse görünmezdir. SLA parçaları son derece pürüzsüz ve yoğun olduğundan sesleri sert plastik gibidir, net, orta perdeli bir ping. Öte yandan SLS, toz halindeki plastiği lazerle birleştiriyor ve yüzey SLA'ya kıyasla biraz gözenekli (ama pürüzlü değil). SLS parçaları SLA'ya göre biraz daha kısık ses çıkarır çünkü toz parçacıkları (birleşik olanlar bile) arasındaki küçük boşluklar ses enerjisinin çok küçük bir kısmını emer. Geçen yıl bir ev sineması şirketi için bir dizi özel SLS plastik braket hazırladık ve onlar özellikle SLS'yi seçtiler çünkü hafifçe sönümleyen ses, braketlerden sinema duvarına iletilen titreşim miktarını azalttı; film sahneleri sırasında rahatsız edici bir vızıltı yaşanmadı. Bu, akustik özelliklerin yalnızca bir modeli değil, işlevsel bir ürünü nasıl doğrudan etkilediğinin mükemmel bir örneğidir.
Bir diğer önemli nokta: yüzey kalitesi. Pek çok müşteri, işlem sonrası değişikliklerin de ses çıkardığını unutuyor. Baskıdan sonra parçaları zımparalama, cilalama veya kaplama gibi şeyler yapıyoruz ve bu, parçanın sesle etkileşimini değiştiriyor. Ham, cilalanmamış bir SLA parçasının küçük bir yüzey pürüzlülüğü vardır, bu da sesi mikro düzeyde emer ve ping'i biraz daha sönük hale getirir. Aynı kısmı pürüzsüz bir şekilde parlattığınızda ses daha parlak ve daha yansıtıcı hale gelir çünkü ses dalgalarını yakalayacak daha az yüzey vardır. Küçük 3D baskılı metal kolyeler için bir mücevher imalatçımız bize geldi ve onlar, dokunulduğunda net, yumuşak bir ses çıkaran parlak, cilalı bir yüzey istediler; biz de tüm yüzeyi cilaladık ve elde ettikleri de tam olarak bu oldu. Akustik havayı ayarlamak için işlem sonrası adımın ötesinde ekstra bir çalışma yapmanıza gerek yok.
Şimdi yaygın yanılgılardan bahsedelim. Pek çok kişi "3D baskının" "içi boş ve ucuz ses" anlamına geldiğini düşünüyor ancak bu yalnızca düşük dolgu veya kötü bir yazıcı ayarı kullanıyorsanız geçerlidir. İşlenmiş metal kadar iyi ses veren SLM ile sağlam metal parçalar ve katı plastik gibi ses çıkaran yüksek dolgulu ABS parçalar basıyoruz. Geçen ay yaptığımız 3 boyutlu baskılı paslanmaz çelik bir brakete dokundum ve o kadar sağlam geliyordu ki, iş arkadaşım ben söyleyene kadar bunun alçıdan yapılmış olduğunu düşünmüştü. Önemli olan, baskı yöntemini ve malzemeyi parçanın akustik olarak ihtiyaç duyduğu şeylerle eşleştirmektir. Yalnızca güç veya maliyete değil, akustik ihtiyaçlarına göre doğru 3D Baskı Hizmetini ABS Plastik Hızlı Prototip veya SLM metal parçasını seçmek için müşterilerimizle birlikte çalışıyoruz. Örneğin, müşterinin sesi emen bir parçaya ihtiyacı varsa (hoparlör muhafazası parçası gibi), yüksek dolgulu ve mat kaplamalı TPU kullanırız. Yansıtıcı, net bir sese ihtiyaç duyuyorlarsa (müzik enstrümanı prototipi gibi), 3D Baskı Metal Parça SLA Alüminyum Paslanmaz Çelik serimizden cilalı yüzeyli alüminyum kullanırız.
Ses donanımının ötesindeki uygulamalara ne dersiniz? Bir pencereyi veya kapıyı işaret etmek için modele dokunduğunuzda nasıl ses çıkardığını önemseyen mimarlık firmaları için 3 boyutlu modeller bastık. İçi boş duvarlara sahip bir model (düşük dolgulu) kulağa ucuz geliyor, bu nedenle sunumlar için daha sağlam görünmesi için dolguyu ayarlıyoruz. Ayrıca titreşimin önemli olduğu robot bileşenlerini de bastık; eğer bir robot parçası çok rezonans yapıyorsa, sensörleri bozan gürültüye neden olabilir; bu nedenle sönümleme özelliklerine sahip malzemeler kullanıyoruz veya dolguyu titreşimi absorbe edecek şekilde ayarlıyoruz, bu da akustik özellikleri daha iyi hale getiriyor. Bu sadece sahip olunması güzel bir şey değil; işlevsel mühendislik meselesi.
Mağaza deneyimimiz konusunda gerçekçi olalım çünkü bunun bir ders kitabı olmasını istemiyorum. Geçen ay, taşınabilir bir Bluetooth hoparlör prototipiyle bir startup bize geldi. Test ettiklerinde teneke gibi bir yankı yapan 3D baskılı SLA plastik parçası vardı ve bu, hoparlörün ses kalitesini bozuyordu. İki şey denedik: birincisi, 3D Baskı Hizmeti ABS Plastik Hızlı Prototip serimizden daha kalın bir ABS parçasına geçtik ve ikinci olarak %25 dolgu ve iç tarafa köpük kaplama ekledik. Test ettiklerinde yankının kaybolduğunu ve konuşmacının sesinin çok daha sıcak olduğunu gördüler; bunun nedeni 3D baskılı parçanın akustik özelliklerini ayarlamamızdı. İşte o zaman, sesle hiçbir ilgisi olmayan ürünlerde bile bu konunun ne kadar sıklıkla gündeme geldiğini fark ettim.
Başka bir örnek: Yakın zamanda bir havacılık müşterisine SLM 3D Baskı Paslanmaz Çelik Model parçalarından oluşan bir parti gönderdik. Yüksek rakımlarda titreşmeyecek küçük braketlere ihtiyaçları vardı ve akustik testi de onay süreçlerinin bir parçasıydı. Paslanmaz çeliğin doğal bir sönümleme özelliği vardır, ancak SLM'nin katman yapısı onu daha da kararlı hale getirmiştir; dolayısıyla titreşim testleri yaptıklarında parça rezonansa girmemiştir ki bu da tam olarak ihtiyaç duydukları şeydi. Bu çok spesifik bir kullanım durumudur, ancak akustik özelliklerin ses ürünlerinden çok daha fazlası için önemli olduğunu göstermektedir.
Şimdi, 3D baskılı model parçaları almayı düşünüyorsanız bu bilgiyi nasıl kullanacaksınız? Öncelikle hangi ses davranışına ihtiyacınız olduğunu belirleyin: Sesi yansıtmasını mı (parlak, zayıf) yoksa absorbe etmesini mi istiyorsunuz (donuk, sessiz)? Daha sonra malzemeyi ve baskı yöntemini seçin. Eğer plastiğe ihtiyacınız varsa, SLS hafif nemlendirme için iyidir, SLA parlaklık için, ABS ise dengeli için iyidir. Metale ihtiyacınız varsa, paslanmaz çelik derindir, alüminyum parlaktır ve SLM size işlenmiş metal gibi ses çıkaran kusursuz bir yapı sunar. Ayrıca sipariş verirken akustik ihtiyaçlarınızı da belirtin; yalnızca parçaları basmıyoruz, istediğiniz sesi elde etmek için ayarların yapılmasına da yardımcı oluyoruz.
Günün sonunda, 3D baskılı model parçalarının akustik özellikleri teknolojinin rastgele bir cilvesi değildir; bunlar, seçtiğimiz malzemeden dolgu ve katman ayarlarına kadar mağazamızda her gün kontrol ettiğimiz bir şeydir. Bir 3D Baskı Model Parçaları tedarikçisi olarak, yıllar içinde ses hakkında konuşmaya zaman ayırmanın (müşterinin gündeme getirdiği ilk şey bu olmasa bile) son ürünlerinin çalışma biçiminde büyük bir fark yarattığını öğrendik.
Sesin veya titreşimin önemli olduğu bir proje üzerinde çalışıyorsanız veya yalnızca tam olarak ihtiyacınız olan sese sahip 3D baskılı model parçaları almak istiyorsanız bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin. İster SLS Baskı Hizmetimiz, ister 3D Baskı Hizmeti ABS Plastik Hızlı Prototip hattımız veya SLM 3D Baskı Paslanmaz Çelik Model ve 3D Baskı Metal Parça SLA Alüminyum Paslanmaz Çelik tekliflerimiz olsun, size en iyi seçenekler konusunda yol gösterebiliriz. Parçalarınızın akustik ve işlevsel olarak istediğiniz gibi performans göstermesini sağlamak için buradayız.
Referanslar
- Gibson, I., Rosen, D. ve Stucker, B. (2015). Eklemeli Üretim Teknolojileri: 3D Baskı, Hızlı Prototipleme ve Doğrudan Dijital Üretim (2. baskı). Springer.
- ASTM Uluslararası. (2020). Sert Gözenekli Malzemelerin Akustik Özellikleri için Standart Test Yöntemi. ASTM C423-20.
- Kruth, JP ve ark. (2018). Eklemeli Olarak Üretilmiş Polimer Parçaların Akustik Davranışı: Proses Parametrelerinin ve Malzeme Özelliklerinin Etkileri. Eklemeli İmalat, 24, 387-395.
- Zhang, Y. ve diğerleri. (2021). Havacılık Uygulamalarına Yönelik SLM ile Üretilmiş Paslanmaz Çelik Bileşenlerin Titreşim Sönümleme Karakteristikleri. Üretim Süreçleri Dergisi, 64, 1122-1130.
