Yeni Hibrit 3D Baskı Yöntemi Plastik Atığı Azaltıyor ve Dayanıklılığı Koruyor

3D baskı, devrim niteliğinde bir teknoloji olsa da sürdürülebilirlik açısından zorluklar barındırıyor. Çoğu yazıcı hâlâ petrol bazlı plastiklere bağımlı, çevre dostu alternatifler ise kırılgan yapıları nedeniyle güçlü parçalarda kullanılamıyor. MIT Bilgisayar Bilimi ve Yapay Zeka Laboratuvarı (CSAIL) ile Hasso Plattner Enstitüsü’nden araştırmacılar, bu denge sorununa çözüm getirmek için SustainaPrint adını verdikleri yeni bir sistem geliştirdi.

SustainaPrint, yazılım ve donanımı birleştirerek tasarımların yalnızca en fazla gerilime maruz kalan bölgelerini güçlü filamentlerle destekliyor, kalan kısımlarda ise biyolojik olarak parçalanabilen veya geri dönüştürülmüş malzemelerden yararlanıyor. Sistem, 3D model üzerinde simülasyon çalıştırarak nerelerde yük birikeceğini öngörüyor ve yalnızca o bölgelerde yüksek performanslı plastik kullanıyor. Böylece yapısal dayanıklılıktan ödün vermeden plastik kullanımı azaltılıyor.

MIT doktora öğrencisi ve proje ekibinin başyazarlarından Maxine Perroni-Scharf, “Umarız SustainaPrint, bir gün endüstriyel ve dağıtık üretim ortamlarında kullanılabilir. Yerel malzeme stoklarının kalite ve bileşim açısından değişkenlik gösterebileceği durumlarda önemli katkı sağlayabilir.” çıkarımında bulundu.

Güç ve Sürdürülebilirlik Arasındaki Denge

Deneylerde araştırmacılar, çevre dostu filament olarak Polymaker’ın PolyTerra PLA’sını, destekleyici filament olarak ise Ultimaker’ın PLA’sını kullandı. Sadece %20 oranında güçlendirme, tamamen güçlü bir baskının dayanıklılığının %70’ini geri kazandırmaya yetti.

Ekip, yüzükler, kirişler, duvar kancaları, kulaklık stantları ve saksılar gibi çok sayıda nesneyi üç yöntemle üretti: tamamen çevre dostu, tamamen güçlü ve hibrit SustainaPrint. Daha sonra bu parçaları çekme, bükme ve kırma testlerinden geçirdi. Hibrit baskılar, birçok durumda tamamen güçlü baskılarla eşleşti veya onları geçti. Kubbe şeklinde bir nesnede hibrit baskının daha iyi performans göstermesi dikkat çekti. Perroni-Scharf, “Bazı geometriler ve yüklenme koşullarında malzemeleri stratejik olarak karıştırmak, tek tip malzemeden daha iyi sonuç verebilir.” dedi.

Açık Kaynak ve Eğitim için Uygun

SustainaPrint, kullanıcıların 3D modellerini yüklediği özel bir arayüzle başlıyor. Simülasyon, kuvvetlerin en çok etkili olacağı bölgeleri işaretliyor ve güçlendirme için o noktaları belirliyor.

Araştırma ekibi, yöntemin herkes tarafından erişilebilir olması için düşük maliyetli bir kendin-yap test kiti de geliştirdi. Bu kit, 3D basılmış modüllerle birlikte sıradan eşyalar (örneğin barfiks çubukları veya dijital teraziler) kullanılarak test yapılmasına olanak tanıyor. Yazılım ve test kiti açık kaynak olarak yayımlanacak, böylece isteyen herkes tarafından uyarlanabilecek.

Perroni-Scharf, “Bir sınıfta SustainaPrint sadece bir araç değil; aynı anda malzeme bilimi, yapısal mühendislik ve sürdürülebilir tasarımı öğretmenin bir yolu.” dedi. Hasso Plattner Enstitüsü’nden Prof. Patrick Baudisch ise, “Çalışma temel bir soruya yanıt arıyor: Geri dönüşüm için toplanan malzeme, yeniden kullanılmayacaksa ne anlamı var?” ifadelerini kullandı.

Araştırma, Eylül ayında ACM Kullanıcı Arayüzü Yazılım ve Teknolojisi Sempozyumu’nda sunulacak. Araştırmacılar, SustainaPrint ile 3D baskının artık dayanıklılık ve sürdürülebilirlik arasında seçim yapmak zorunda kalmayacağını belirtiyor.

‍

‍

‍

‍

Kaynak: https://interestingengineering.com/innovation/mit-sustainaprint-eco-friendly-3d-printing