Montaj aşamaları, 8. adım: Heated bed'in montajı

Bir önceki montaj  yazımızda X ve Y arabalarını yerlerine monte etmiş ve kayışlarını da bağlamıştık.Bu yazımızda bir sonraki aşamamız olan heated bed'in (ısıtmalı tabla diye çevirebiliriz) montajını gerçekleştireceğiz.


Öncelikle bu aşamaya neden ihtiyaç duyduğumuzdan bahsetmemiz gerekiyor. Bu yazıyı yazarken, 3 boyutlu printer macerasına başlamamın (kiti satın almamın) üzerinden neredeyse 1 yıl geçmiş durumda. Dolayısıyla baskı yapma konusunda belirli bir deneyime sahip olduğumu söyleyebilirim. 3 Boyutlu yazıcı ile baskı yapmak, belki bir gün günümüzde iki boyutlu baskı yapmak ne kadar kolaysa o kadar kolay olacaktır ama henüz teknoloji olgunluk aşamasına gelmedi. Bundan 15-20 yıl önce satın aldığım ilk ink-jet yazıcıyı hatırlıyorum da, doğru düzgün baskı alabilmek için yazma kafasını kalibre etmek, siyah beyaz basarken siyah kartuş, renkli basarken renkli kartuşu değiştirmek gerekirdi. Sürücüler uyumsuzluk çıkarır, kağıt biraz eğri bir şekilde cihaza girse hemen tıkanırdı. Bu gün çoğu adım otomatik ve sorunsuz hale geldi. 3 Boyutlu yazıcılarda da sorunsuz kullanım için birçok çalışma var ancak bu durum henüz çok önemli bir gerçeği değiştirebilecek seviyeye ulaşmadı: Basmaya çalıştığınız cisimlerin bir kısmını ilk denemenizde veya bir kereden basamayacaksınız.  Başarısız baskıların çok sayıda sebebi var ancak en önemli sebeplerinden birisi (en azından benim için) basılan cismin baskı yüzeyine iyi bir şekilde tutunamaması. Aşağıda yer alan resim, baskı yüzeyine iyi yapışamamış olan bir cismi gösteriyor:

Robotun sağ bacağına bakarsanız baskı esnasında kıvrılması sebebiyle yerinden oynamış olduğunu görebilirsiniz. Bu baskıda şansım vardı, bir şekilde öteki bacak yerinden oynamadığı için baskı sonuna kadar devam edebildi. Ama her zaman bu kadar şanslı olmayabiliriz. 3 Boyutlu yazıcılar hareketli akslar içeren cihazlar. Baskı yaptığınız cismin bulunduğu yüzey en azından bir yönde hareket etmek zorunda (Sigma 3D'de cismin oturduğu tabla Y arabasının üstünde ve ön-arka yönde sürekli hareket ediyor). Bu hareket esnasında cismin yerinden oynamaması gerekli. En ufak (milimetreden küçük) bir harekette bir sonraki tabaka ile bir önceki tabaka üst üste gelemeyeceklerinden en iyi ihtimalle baskı kaliteniz bozulur, veya daha yüksek ihtimalle baskıyı bitiremezsiniz.


Bu sorunu çözmek için çeşitli yöntemler mevcut. Hangi materyel (ABS, PLA, PVA, vs..) ile ve neyin üzerine (mesela cam, ayna, akrilik gibi) baskı yaptığınız bu konuda önem arz ediyor. Örneğin su bazlı yapıştırıcılar kullanılarak parçanın yapışması sağlanabiliyor. Veya Kapton, mavi maskeleme bandı, PET gibi yüzeyler üzerine baskı yapılabiliyor. Her birinin farklı özellikleri ve kullanım alanları mevcut ve bunlardan ileride bahsedeceğim. Ancak ana konumuz heated bed olduğuna göre, yapıştırıcı etkisi olan faktörlerden birisinin de ısı olduğunu tahmin edebilirsiniz.


ABS, PLA gibi plastikler, baskı yapılan yüzey sıcak ise tabana daha iyi yapışıyorlar. Ayrıca baskı esnasında soğuduklarında (özellikle ABS) kıvrılma yaparak parçayı yerinden oynatabiliyorlar. Bu sebeple yazıcılara ısıtılabilir bir yüzeyi olan plakalar ekleniyor (heated bed dediğimiz parça). Isıtma farklı şekillerde yapılabilir. Sigma 3D yazıcımızda bu amaçla en yaygın kullanılan yöntem olan "PCB Heated Bed" kullanılıyor (ve işin güzel tarafı Türkiye'de üretilmiş). Aşağıda resmini görebilirsiniz:

"PCB" kısaltması "Printed Circuit Board" kelimeleri kullanılarak oluşturulmuş bir kısaltma ve bildiğimiz baskılı devre anlamına geliyor. Bu ısıtıcı, içerisinde çok sayıda ince iletken yollar içeren bir devre aslında. Elektrik verildiği zaman, iletken yollardan geçen akım ısıyı yükseltiyor. Isıtıcının alt kısmına dikkat ederseniz iki tane LED ve bunların iki tarafında lehimlenmiş teller göreceksiniz:

Bu teller ısıtıcıya akımın girip çıktığı noktalar. Kitimizde bu noktalar önceden tellere lehimlenmiş halde geliyorlar. PCB'yi kendimiz satın alırsak bu telleri bizim lehimlememiz gerekiyor. Resimde ayrıca çok dikkatimizi çekmeyen ama oldukça önemli bir görevi bulunan küçük bir delik var. Tam olarak plakanın ortasında yer alıyor:

Bu deliğin içerisine termistör adı verilen ve sıcaklığı ölçmek için kullanılan küçük bir devre elemanı yerleştiriliyor. Bu sayede yazıcımız heated bed'i istenilen sıcaklıkta tutabilmek için gereken geri bildirimi alabiliyor. Termistör de kitimizde önceden yerleştirilmiş olarak geliyor, dolayısıyla bizim yapmamız gereken ek bir iş yok.

Heated bed'in arka yüzünü çevirdiğimiz zaman ilginç bir görüntü ile karşılaşıyoruz:

Plakanın altı neredeyse tamamıyla ince bir mantar tabakası ile kaplanmış durumda. Bu tabakanın amacı ısı yalıtımı sağlamak. Bu sayede istenilen sıcaklığa daha hızlı bir şekilde ulaşılabiliyor. Yukarıdaki paragrafta bahsetmiş olduğumuz bağlantı noktalarını da bu resimde daha detaylı olarak görebiliyoruz. Mavi ve koyu gri renkli kalın kablolar elektrik bağlantısı için kullanılıyor. Ortadaki ince bağlantılar ise termistör kabloları. Bu bağlantıları daha ileride yapacağımızdan şu an bu kabloları düşünmemize gerek yok.

Bed'i yazıcımızın Y arabasının üstüne monte edeceğiz. Bir önceki montaj konumuzda metalden imal edilmiş olan bu parçayı tanımıştık. Hatırlama amacıyla resmini tekrar görelim:

Arabaya dikkatli bir şekilde bakarsak şeklini ortasında bir daire olan bir X harfine benzetebiliriz. X harfinin her ucunda birer vida deliği olduğu gözünüze çarpmış olabilir. Isıtıcı tablamızı bu vida deliklerini kullanarak monte edeceğiz. Bu iş için gereken malzemelere aşağıda yer alan resimden bir göz atalım isterseniz:

 Bu resme baktığımız zaman bir gariplik olduğunu fark etmiş olmalısınız. Bir plakayı metal bir parçaya bağlamak için bu kadar çok malzeme niye gerekiyor diye düşünebilirsiniz. Öncelikle 4 adet M3x30 imbusa ihtiyacımız var ve bu oldukça uzun bir imbus. Ayrıca 12 adet M3 pul ve 4 adet de yay gerekiyor. Tahmin edebileceğiniz gibi bu bağlantının sadece iki yapıyı bir arada tutmaktan çok daha önemli bir görevi var. 3 Boyutlu yazıcımızın belki de en önemli ayarı olan ve ingilizcede "bed leveling" adı verilen işlemi yapmak için bu bağlantılardan faydalanacağız. Bed leveling yatak hizalama anlamını taşıyor. Yazıcımızdan bastığımız cisimlerin düzgün bir şekilde basılabilmeleri için tamamen düz bir yüzey üzerine basılmaları gerekiyor.Yüzeyde çok ufak bir eğim bile varsa baskı başarısızlıkla sonuçlanabilir çünkü eğimli yerlerde plastik tabana yapışmayabilir. O sebeple baskı öncesi yüzeyin tamamen düz olduğunun kontrol edilmesi ve yazma kafasının plakanın her yerinde plaka ile eş mesafede olduğundan emin olunması gerekiyor. Yazıcı kalibrasyonunun en önemli aşamalarından birisi olan bu aşamayı montajda kullandığımız bu vida ve yaylar sayesinde gerçekleştireceğiz (kalibrasyon kısmı cihazın montajı bittikten sonra yapılacağından şu anda bununla uğraşmayacağız ama ileride bahsedeceğiz).

Montajda ana mantık, plakanın yaylar üstünde durması. Kalibrasyon aşamasında imbusları sıkıştırıp gevşeterek plakanın bir kenarını daha aşağı veya daha yukarı yönde hareket ettirebileceğiz.

Yukarıdaki resimde düzeneği nasıl kurmamız gerektiğini görüyoruz. Yukarıdan aşağı yöne doğru baktığımızda şöyle bir sıralama oluyor: İmbus - pul - heated bed -pul - yay - pul. Burada montaj aşamasında bol bol pul düşürdüğümü belirteyim. 4 Deliği aynı anda yapmaya çalışmayın, çok zor oluyor. Tek tek montajı yapmak daha kolay. Ayrıca imbusu çok fazla sıkıştırmayın, nispeten gevşek bir konumda olmalı ki ayar yapacak payımız olsun.

Montajı yaptığımız zaman heated bed'in yaylar sayesinde havada asılı tutulabilir hale geldiğini görüyoruz. 4'ünü de yerine monte ettiğimiz zaman aşağıdaki gibi bir görüntümüz olacak:

Bu aşamamızın da sonuna gelmiş bulunuyoruz. Adetten olduğu gibi cihazımızın son halini görelim: