Ürün geliştirme aşamasında prototip ihtiyaçları kaçınılmazdır. Farklı ürün geliştirme aşamalarının tanımlanabilmesi için geometrik, fonksiyonel, teknik prototiplere ihtiyaç vardır.

Bu makalede, prototip üretiminin hızlı bir şekilde yapıldığı imalat sistemleri yani Hızlı Prototip Üretim Teknolojileri (HPÜT) incelenmiştir. En yaygın beş Hızlı Prototip Üretim (HPÜ) sistemi tanıtılmıştır. HPÜ sistemleri, parçanın Bilgisayar Destekli Tasarım (BDT) modelinden doğrudan prototip üretimine imkan tanır. Bu sistemlerin tümünde prototipler, tabaka tabaka imal edilmektedir. Bu nedenle HPÜ sistemleri Tabakalı İmalat Teknolojileri (TİT) olarak bilinmektedir. Bu teknolojilerin kullanılması, ürün geliştirme aşamasının çabuk geçilmesi ve yeni tasarımların daha hızlı bir şekilde ortaya çıkarılmasına olanak tanır. Böylece tasarım ve imalat aşamalarında HPÜ sistemlerinin kullanılması ile, maliyetlerde büyük azalmalar sağlanır. ', 'HPÜ sistemleri, çalışma prensipleri ve malzeme kullanımları yönleriyle birbirlerinden ayrılırlar. Malzeme kullanımları yönüyle; sıvı fotopolimer malzeme kullanılan yöntemlerden StereoLithography (SL) yöntemi ve Solid Ground Curing (SGC) yöntemi ele alınmıştır. Termoplastik malzeme kullanılan yöntemler olarak; Selective Laser Sintering (SLS) ve Fused Deposition Modelling (FDM) sistemleri incelenmiştir. Son olarak ta Laminated Object Manufacturing (LOM) sistemi tanıtılmıştır.

SL yönteminde, sıvı fotopolimer reçine üzerine gönderilen lazer ışını ile malzemenin katılaştırılması sağlanmaktadır. Lazer, parçanın BDT verilerini kullanarak önce kesit sınırlarını daha sonra iç bölgeleri katılaştırır. Parçanın imal edildiği platform üzerinde, platform ile parça arasında destek yapıları oluşturulur. Daha sonra, parçanın ilk tabakasından başlanarak parça bitinceye kadar, tarama aynaları ile istenilen kesit formlarında katılaştırma yapılır. İmalatı tamamlanan parça platformdan alınarak, polimerizasyona uğramamış sıvı bölgelerin katılaştırılması için son ısıtma işlemi tabi tutulur.
SGC yönteminde, önce bir cam levha üzerinde istenilen kesit formunda bir maske oluşturulur. Daha sonra, bir lazer ışığı bu maske üzerinden sıvı fotopolimer reçinenin yüzeyine gönderilerek maskede oluşturulan formda katılaşması sağlanır.
SLS sisteminde, termoplastik malzeme tozları bir lazer yardımıyla eritilip daha sonra sinterlenir.
FDM yönteminde termoplastik malzeme, ısıtılmış bir kafaya lif halinde gönderilir. Bu kafa bilgisayar kontrollü olarak istenilen kesit formlarını tabaka tabaka oluşturur.

LOM sisteminde, kağıt türü malzeme ısıya ve basınca duyarlı bir yapıştırıcı ile kaplanmıştır. Bir rulodan beslenen malzeme istenilen formda lazerle kesilerek, ısıtılmış bir silindir yardımıyla bir önceki tabakaya yapıştırılır. İşlem parça bitinceye kadar devam eder.

2. HIZLI PROTOTİP ÜRETİMİ (HPÜ-Rapid Prototyping Manufacturing)
İmalata geçmeden önce, bir parçanın geliştirilmesi sırasında herhangi bir prototip türüne sıkça ihtiyaç duyulur. Bu nedenle tasarım aşamasındaki bir parçanın birden fazla modelinin yapılması gerekebilir. Üretilen prototip türüne göre değişik muayene ve testler yapılması gerekir. Örneğin bir fonksiyonel prototip üzerinde yapılan testler ile parçanın alması istenilen formu veya mekanik özellikleri belirlenebilir. Bu amaçla prototip üzerinde karar verilen değişiklikler, parçanın BDT modelinde yapılarak tekrar prototipi yapılır.
Yapılan iterasyonlar ile en optimum parça imalatı sağlanmış olur. Böylelikle parça üretildikten sonra çıkması muhtemel kötü durumlar, daha tasarım aşamasında iken çözülmüş olur.

Bir HPÜ sisteminde genel olarak aşağıdaki aşamalar vardır:
Parçanın BDT modelinin oluşturulması, STL formatına dönüştürülmesi, Parçanın z ekseninin belirlenip, destek yapıların oluşturulması, Parça ve desteklerin belirlenen z ekseninde dilimlenmesi, Gerekli işleme parametrelerinin seçimi Prototipin üretilmesi, Prototipin alınıp son işlemlerin yapılması, Gerekli ise çeşitli hassa döküm yöntemleri ile daha iyi mekanik özelliklere sahip prototiplerin üretilmesi

2.1 STEREOLİTOGRAFİ (SLA - StereoLithography Apparatus)
Bu sistemde çalışan makina 3D Systems Inc. (ABD) tarafından geliştirilmiş ve piyasaya sunulmuştur (Şekil 2.1). Asansör sıvı yüzeyinden alt tabaka kalınlığı kadar bir uzaklıkta yerleştirilmiştir. Lazer demeti dilim çevre çizgilerini takip ederek tarama yapacaktır. Daha sonra da iç kısımlar bu tarama örnekleri kullanılarak taranacaktır. Kullanılan sıvı polimer, morötesi ışığa (Ultraviolet) maruz kaldığında katılaşan veya kuruyan bir fotopolimer malzemedir. Bir tabakanın katılaştırılması bittikten sonra, asansörün dolayısıyla platformun bir tabaka kalınlığı kadar aşağı inmesi suretiyle diğer tabakalar benzer şekilde katılaştırılır. İşlem tamamlandıktan sonra parça sıvı haznesinden alınarak iç kısımlarda sıvı halde kalmış malzemenin de katılaşması için özel bir fırına konur
Sıvıyı katılaştıran Helyum-Kadmiyum (He-Cd) lazeri de şekildegörülmektedir. He-Ne lazeri ise sıvı yüzeyinin doğru pozisyonda olduğundan emin olmak için kullanılır.

Parçanın sıvı bir ortamda üretilmesi nedeniyle iç kısımlarda kalan sıvı bölgeler destek elemanlarını gerektirir. Destek elemanları parçanın daha rijit olmasını sağlar ve belli bölgelerde mukavemetsiz kısımların akmasını engeller. Bu elemanlar sayesinde parça, işlem bittikten sonra zarar görmeden platformdan alınabilecektir. Tarama zamanı dış çevre geometrisine, tarama örneklerine, lazer hızına ve kaplama zamanına (son katılaştırılan tabaka üzerine fotopolimer tabaka kaplama zamanı) bağlıdır.

BDT Model: HPÜ’ nde ilk adım üretilecek parçanın üç boyutlu olarak bilgisayarda modellenmesidir. Katı modelleme için kullanılan BDT sistemleri önemli bir etkendir.

Dosya Dönüşümü: BDT modeli STL formatına çevrilerek HPÜ sisteminin standardına getirilir. Bu işlem parçanın sınırlarının ve yüzeylerinin üçgen elemanlar kullanılarak döşenmesi ile gerçekleştirilir.

Destekler: Bu adımda destek elemanları ayrı bir BDT dosyası olarak oluşturulur. BDT tasarımcıları bunu doğrudan veya ayrı bir yazılım kullanarak (örneğin Bridgeworks) yapabilirler.

Desteklerin kullanılma sebepleri aşağıda verilmiştir:
Kaplayıcı elemanın parçanın üretildiği platforma çarpmaması için.
Platformdaki olası bir çarpılmanın parça işleme sırasında problem çıkarmaması için. Platformdan yükselen parçanın üst kısımlarının parçanın imalatının bitimine kadar desteklenmesi için. Parçanın imalatı bittiğinde platformdan kolaylıkla ve hasara uğramadan alınabilmesi için.

Dilimleme: Bu işlem ile parça ve destekler verilen tabaka kalınlığında dilimlere ayrılır. Parça, bilgisayar tarafından matematiksel olarak birbirlerine paralel yatay düzlemlerle dilimlenir. Bu adımda tabaka kalınlığı, düşünülen parça üretim şekli, katılaştırma derinliği, arzu edilen tarama aralığı, çizgi genişliği kompenzasyon değeri ve çekme kompenzasyon değeri seçilir.

Birleştirme: Bu işlemle destekler, parça ve aynı platformda üretilen diğer parçaların bilgisayar gösterimleri birleştirilir.

Hazırlama: Bu adımda işleme sırasında kullanılacak parametrelerin kesin değerleri seçilir. Bunlar, sıyırıcı elemanın süpürme sayısı ve periyodu ile istenilen z-beklemesidir. Bu, kaplama işleminden sonra sistemin belirli bir süre bekleme yapmasıdır. Amacı, reçine yüzeyindeki düzensizliklerin ortadan kaldırılmasını sağlamaktır. Bu adım sonunda istenilen parametreler seçilir veya daha önceden tanımlanmış değerler alınır.

İşleme: Bu aşamada sıvı fotopolimer malzemenin polimerizasyonu ve parçanın üç boyutlu olarak oluşması başlar.

Seviyeleme: Eğer reçine polimerizasyon sonucu çekme yapmış ise seviyeleme gerekir. Bu işlemle reçine seviyesi optimum lazer odağının sağlanması için uygun bir z seviyesine getirilir. Tipik SL reçineleri toplam %(5-9) arasında hacimsel çekmelere maruz kalırlar. Dolayısıyla SLA’ da bir seviyeleme işlemi yapılmalıdır. Lazerin her tabakada katılaştırma yapmasından sonra, bir sezgi elemanı yardımıyla reçine seviyesi kontrol edilir. Bu kontrol sırasında seviyenin tolerans sınırları içerisinde kalmadığı tespit edildiğinde, bilgisayar kontrollü hassas bir step motor tarafından bir pompa aktif hale getirilir. Pompanın hareketi ile reçine seviyesi basit sıvı hareketleri ile doğru konuma getirilir. Reçine seviyesi tolerans sınırlarına getirildiğinde işlem tamamlanır.

Derine dalma: Bilgisayar kontrollü olarak, z ekseni doğrultusunda platform aşağıya hareket eder. Bu değer SLA-190 için 7.62 mm, SLA-500 için 17.78 mm’ dir. Bu işlem geniş düz alanlara sahip parçaların uygun bir şekilde kaplanabilmesi için yapılır. Platform destekleri parça gibi aşağıya indirildiğinde reçine yüzeyinde bir basınç meydana gelir. Viskoz akışkanlar dinamiği ve deney sonuçları ile tanımlanan bu yüzey basıncının telafisi için zaman gereklidir.

Yükseltme: Önceki adımda oluşan basınç bölgesi yerçekimi etkisi ile reçine ile doldurulur. Z ekseni bilgisayar kontrollü olarak parçanın en üst yüzeyindeki tabakaya yani serbest reçine yüzeyine yükseltilir. Bu, gelecek adımda istenilen tabaka kalınlığının sağlanabilmesi için fazla reçinenin taşınması işleminde, z beklemesinin artmasına engel olabilir. Yükseltme işlemi tamamlandığında, önceki katılaştırılan tabakanın üst yüzeyi ile sıyırıcı elemanın alt kısmı arasında bir tabaka kalınlığı sağlanacak şekilde konumlandırma yapılmış olur.

Süpürme: Bu aşamada süpürücü eleman reçine kabını önden arkaya doğru geçer. Bu sırada da fazla reçineyi parça yüzeyinden uzaklaştırır. Süpürücü eleman hareketini tamamladığında, sistem bir sonraki adıma hazırdır. Bunun değişik yararları aşağıda verilmiştir:
İzafi olarak hızlı bir işlem gerçekleştirilir. Parça geometrisinin büyük bir kısmı için optimum süpürme zamanı 5 sn. dir. Yalnızca hapsolmuş hacimlere sahip parçalar için toplam süpürme zamanı biraz daha artabilir. Uygun ve aynı düzeyde ince tabakalar sağlanabilir. Tabaka kalınlıklarındaki ölçülen değişimler çok küçük değerlerdedir. Dezavantajları ise:
Hapsolmuş hacimlerin kaplanması sırasında, tabakadaki düzensizliklerin fazlalığı. Yüzey gerilme etkileri süpürme sırasında, reçinenin bıçağın arka kenarına yapışmasına neden olur. Bu da tabakada düzensizliklerin ve şişkinliklerin oluşmasına neden olur.

İşleme pozisyonuna hareket: Süpürme işleminin tamamlanması ile bilgisayar kontrolünde olan z ekseni aşağı hareket eder. Durduğunda kaplanmış reçine tabakasının üst kısmı reçine kabındaki serbest yüzey seviyesinde olur. Bu pozisyonda, önceki tabakanın üst kısmı tabaka kalınlığına eşit büyüklüktedir.

Z beklemesi: Platform işleme pozisyonuna geldikten sonra, önceki tabaka üzerinde kalan reçine kap içerisindeki reçine ile karıştırılmalıdır. Ama, küçük fakat farklı formdaki kırışıklıklar, sıvı ile ara katı yüzeyi arasındaki kısmın etrafında görülebilir. Bu etki SLA penceresinden çok küçük açılarda, kaplayıcı bıçak kabın arka kısmında bulunduğu sırada, reçine yüzeyi gözlenerek izlenebilir. Reçine yüzeyinin normal bir düz kenarının sıvıya yansıması izlenildiğinde, yüzeydeki karışık hareketler gözlenebilir. Kırışıklığın çokluğu reçine viskozitesine ve yüzey gerilmesine bağlı olan sonlu gevşeme zamanı sabitini bozma eğilimi gösterecektir. Z bekleme aralığı esasen, bu tür düzensizlikleri yok etmek için sıvı yüzeye belli bir süre tanınmasıdır. Küçük düzensizlikler özellikle ince tabakalarda problem yaratırlar. Bu nedenle genelde, kalın tabaka tercih edilmesi durumlarında daha büyük z beklemesi gerekir.

Lazerle katılaştırma: Düz bir fotopolimer reçine yüzeyi etmek için bu işlem gerçekleşmeye başlar. İlk adım, verilmiş tabaka kesiti için parça sınırlarının çizimi işlemidir. Dilimleme işlemi sırasında sınırlarda arzu edilen katılaştırma derinliği için, bilgisayar otomatik olarak uygun lazer tarama hızını hesaplar. Öncelikle sınırlar çizilir. Bu işlem bir kaç saniye alır. Sistem daha sonra tarama veya tüm alanın katılaşması için doldurma işlemlerini yapar. Lazerle katılaştırma zamanının büyük bir kısmını bu tarama işlemi alır. Tarama, prototipin doğruluğunu etkileyen kritik bir aşamadır. Çok küçük aralıklı paralel vektör serileriyle tüm yüzey lazerle çizilir.

Parça tamamlama: Verilmiş bir tabaka için yukarıda anlatılan lazer işleminin tamamlanması ile önceki adım (z beklemesi), parçanın sonradan gelen tabakaları için de tekrarlanacaktır. Tecrübeler, SLA ile parça imali yapan kullanıcıların %90 ‘ının işi tamamladığını, %10 ‘nun ise değişik sebeplerle (güç problemleri, dosya hataları, kötü çalışma gibi...) üretim çevrimini durdurduğunu göstermiştir. Bu, karışık parçaların oluşturulmasında dikkate değer bir başarıdır. Son tabaka da tamamlandığında, bilgisayar z eksenini harekete geçirerek, asansör yardımıyla platformu yükselterek parçayı reçinenin serbest yüzeyine çıkarır.

Parça alma ve temizleme: Platform ve üzerinde bulunan bitmiş parça SLA’ dan alınır. Bu işlem yapılırken ellerin reçine ile temasını önlemek için özel eldivenler kullanılır. Fazla reçinenin platform ve parçadan temizlenmesi gerekir için kağıt havlular kullanılır. Sonra parça ve platform içinde çözücü bulunan bir temizleme kabına yerleştirilir. Bu aşamanın sonunda parça, fazla reçineden temizlenmiş olur. Böylelikle, parça üzerindeki reçinenin temizlenmesiyle gerçek boyutlardan sapmalar engellenmiş olur. Daha sonra parça ve platform düşük basınçlı hava ile kurutulabilir. Bu şekilde kurutma işlemi hızlandırılmış olur. Bu aşamanın son kısmında parçanın platformdan ayrılması vardır. Genelde bu işlem, düz ağızlı bir kesici yardımıyla desteklerin olduğu kısımdan yapılır. Prototipin kalitesini düşürmemek için bu aşama çok dikkatli uygulanmalıdır.

Son ısıtma (PCA-Postcuring Apparatus): Bir son ısıtma ile parçanın iç kısımları kısmen polimerizasyona tabi tutulur. Bu şekilde parça, yeşil görünümünden daha iyi mekanik özelliklere sahip prototiplere dönüştürülür. Bu işlem geniş bir bantta veya morötesi ışınların etkidiği bir ortamda yapılır.

Son işlemler: İstenilen parçaya göre değişik uygulamalar yapılabilir. Taşıyıcı desteklerin parçadan tamamen uzaklaştırılması gerekir. İsteğe göre kumlama, parlatma, cilalama, boyama veya sprey metal kaplama gibi işlemler yapılabilir. Bu tür işlemler genelde fonksiyonel modeller için tercih edilir.

2.2 ERİTİLMİŞ MALZEME YIĞMA (FDM-Fused Deposition Modelling)
Lif halinde termoplastik malzemeler eritilerek oluşturulan tabakanın aniden soğutulup bir önceki tabakaya ile yapıştırılması esasına dayanan bir sistemdir. Bu teknik Scott Crump tarafından bulunmuştur.

FDM Sistemin Çalışması: Bir ruloya sarılmış plastik lif halindeki tabaka malzemesi, ısıtılmış FDM kafasına doğru beslenir. Ekstrüzyon memesi, BDT dosyasından edindiği parça ile ilgili bilgilere göre tabakaları üst üste oluşturmaya başlar. İşlem parça bitinceye kadar devam eder Rulolara sarılı termoplastik malzeme lifi yaklaşık 1.78 mm çapındadır. FDM işleminde termoplastik malzeme katılaşma noktasının biraz üzerindeki bir sıcaklıktadır. Bu sıcaklık ve ekstrüzyon memesine (Şekil 2.3 ve Şekil 2.4) malzemenin pompalanması kontrol edilir. Her tabaka bir önceki tabaka ile eritilmek suretiyle yapıştırılır. Plastik liflerin beslenme hızları monitörden izlenebilmektedir. Herhangi bir verilen zamandaki ekstrüzyon edilmiş malzeme miktarı kontrol edilir.
Her tabakanın kalınlığı malzemenin fiziksel özelliklerine, hareketli kafa hızına, ekstrüzyon basıncına ve meme çıkış çaplarına göre belirlenir. Tabaka kalınlığı, FDM kafasının hızına göre 0.1 mm ile 0.5 mm arasında değişmektedir. Yol genişliği (w) (Şekil 2.4) 0.25 mm ile 6 mm arasında değişmektedir.

İşlem Aşamaları :
BDT dosyası IGES tarafsız formatı kullanılarak makinaya aktarılır, Dosya NURBS tabanlı StrataSlice yazılımına getirilir, Burada düzenlemeler yapılabilir veya istenilen yüzey uyumu sağlanır, İstenilen tabaka kalınlıklarında dilimleme seçilir, Çıkış NC kodları (Belirli noktaların koordinatlarını içeren bir format) olarak alınır, 3D Modeler sistemi parçayı oluşturur. FDM’ de Hız ve Doğruluk : FDM işlemi yüksek kalitede ABS termoplastik ve hassas döküm mumundan modeller üretir. Parça kalitesi ve çalışma hızı genel olarak aşağıdaki dört hususa bağlıdır.

Gelişmiş akış kontrol algoritması Gelişmiş plastik lif üretim işlemleri Yüksek XY malzeme yığma hızları Akıllı otomatik takım yolu oluşturan yazılımlar 1 ve 2 nolu maddeler doğruluk ve tamamlama işlemlerini, 3 ve 4 ise, parça modelleme hızını etkilemektedir. FDM işleminin en zor yönü, parça doğruluğu veya görünüşten sapma yapmadan, hassas bir şekilde termoplastik malzemenin akışının başlatılabilmesi ve durdurulabilmesidir. FDM 1600/1650 makinalarında takım yolu ± 0.0127 mm’ den daha küçük sapma değerleriyle oluşturulabilir. Bu doğruluk, FDM ekstrüzyon kafasının hareketini kontrol eden yazılımın devamlı geliştirilmesi ile elde edilebilir. Bunu QuickSlice yazılımı temin etmektedir.

FDM Teknolojisinin Üstünlükleri:
Modellerin kısa zamanda ve hızlıca yapılabilmesi, Doğruluğun sağlanabilmesi, 3D BDT dosyalardan modellerin tekrar elde edilebilmesi, Bir ofis ortamında çalışılabilmesi, güvenli olması, zehirli olmayan maddelerin kullanılması, özel parçalara ve ek tesisatlara ihtiyaç duymaması, Son ısıtmanın (Post curing) gerekli olmaması, İşlenebilir mum, hassas döküm mumu ve naylon benzeri plastik malzemelerden seçim yapabilme olanağı, Düşük işletme maliyeti, 3D Modeler Sistemi diğer BDT sistemleri arasındaki veri alışverişini desteklediğinden veriler IGES, NC veya STL formatında girilebilir. FDM hızlı, tek adımlı işlem, otomatik model yapma imkanı tanıyan bir HPÜ sistemidir. 3D Modeler Sistemi, prototip imalat zamanını düşürerek tasarım için gereken toplam süreyi azaltır.

2.3 TABAKALI CİSİM İMALATI (LOM-Laminated Object Manufacturing)
Helisys adlı firmanın geliştirip sunduğu bu yöntemde, tabakaları kesme ve bunları yapıştırma prensibi uygulanır.
Her tabaka, yüzeyi altındaki bir yapıştırıcının silindir tarafından ısıtılarak basılması suretiyle bir önceki tabakaya yapıştırılır. Tabaka takip eden dilim hatlarında bir lazer tarafından kesilir. Parçanın yapılması ile ortaya çıkan fazla malzemelerin ayrılması için, sıvı temelli işlemlerin (SLA işlemi) tersini yapar, iç kısımlar taranır. Tabakanın kalınlığı sabit değildir. Bir sezgi elemanı ile gerçek tabaka kalınlığı ölçülür ve model buna göre dilimlenir.

Bir çok şirket üretmek istediği parçanın tanıtılması için önce bir modele yada prototipe ihtiyaç duyar. Bu gibi model veya prototiplerin fiziksel uygunluk ve fonksiyonellik bakımından denenmeleri de gerekebilir.

LOM sistemleri, daha doğru ve düşük maliyetli modelleri, klasik metotlara göre daha kısa sürelerde sunabilmektedir. LOM, doğrudan üretilecek parçanın BDT modelinden başka hiçbir yan elemana ihtiyaç duymadan prototipi üretebilme yeteneğine sahiptir. Sistem, girişleri STL formatında kabül etmektedir. Parçalar, dayanım ve minimum üretim zamanı için optimize edilebilir. Sistemin esnekliği, aynı zaman dilimlerinde farklı parçaların üretimine imkan tanır.

İşlem Sırası: Malzeme, tabakanın bir önceki tabakaya yapıştırılması için işleme bölümüne beslenir. Daha sonra ısıtıcı silindirin tabakalanmış kısmın üzerinden geçmesi ile sıkıştırma ve ısıtma işlemleri birlikte yapılmış olur. İşlem tamamlandıktan sonra, ısıtıcı silindir ilk pozisyonuna geri çekilir. Sonra bir CO2 lazer ışını ile, yapıştırılmış tabaka BDT sisteminde oluşturulmuş kesitteki iç ve dış profilleri verecek şekilde kesilir. Kesmenin tamamlanması ile tabla z ekseninde yavaşça aşağıya iner. Malzeme ileri doğru beslenir ve tabla z ekseninde tekrar işleme konumuna gelir. İşlem, tüm bu aşamaların parça bitimine kadar tekrar edilmesiyle tamamlanır.

Hazırlama: LOMSlice yazılımı BDT dosyasını STL formatına çevirir, giriş verisi ve ikincil veri yapılarını otomatik olarak oluşturur. LOM sistemi yazılımı, makinayı ve dilimleme işlemini kontrol eder.LOMSlice, Windows NT işletim sisteminde çalışır ve dosyaları STL olarak (ikili (Binary) veya ASCII kodunda) alır.

İşleme: İşleme aşamasında, yapıştırıcılı kaplama malzemesi ince tabakalar şeklinde istenilen kesit formunda kesilir. İşleme çevrimi aşağıdaki adımları içerir.

LOMSlice yazılımı 3D modelin bir kesitini, yüksekliğini ve yatay düzlemde dilimleme işlemlerini gerçekleştirir. Yazılım kesiti, görüntüleri ve parça çevresini bir destek yapısına çevirir.

Bilgisayar, kesitteki dış hatları ve daha sonra da iç kısımları tarayabilmesi için lazer ışınını odaklama bilgilerini içerir. Lazer ışınının gücü bir tabaka kalınlığında bir kesme derinliği meydana getirecek şekilde oluşturulur. Platform işlenmiş tabakalarla alçalarak yeni tabaka malzemenin alınması pozisyonuna gelir. Platformun yükselmesi ile ısıtılmış silindir tabaka üzerinden geçerek, basınç ve sıcaklık yardımıyla tabakanın bir öncekine yapışmasını sağlar.

Düşey konum ölçücü, tabakaların yüksekliğini ölçer ve bu bilgiyi LOMSlice yazılımına iletir. Daha sonra tabaka, modelin kesitteki formuna getirilmesi için hesaplanır. Bu çevrim parça bitinceye kadar devam eder. Parça bittiğinde dikdörtgen bir blok içerisinde alınır[6].

Son işlem: Bu aşamada parçadaki destek malzemesi temizlenip parçanın son işlemleri yapılır. İşlem aşağıdaki şekilde gerçekleştirilir.
Metal platform ve yeni üretilmiş parça LOM makinasından alınır. Bir bıçak yardımıyla parça içerisinde bulunduğu bloktan ayrılır. Parçanın belirli kısımlarında kalan malzeme ağaç işleme aletleri ile temizlenir. Parça bitirildikten sonra, kumlama, parlatma ve boyama işlemleri gibi klasik işlemler LOM parça üzerinde uygulanabilir. Parça nem almaması için üretan, epoksi veya silikon ile kaplanır. LOM parçalarında delme, frezeleme veya tornalama işlemleri uygulanabilir.

SEÇİCİ LAZER SİNTERLEME (SLS - Selective Laser Sintering)
Bu yöntem DTM Corp. tarafından geliştirilip Austin’de piyasaya sürülmüştür. EOS GmbH aynı prensiple çalışan bir makinayı geliştirmiştir. Bu yöntemde, toz haline getirilmiş termoplastik malzeme bir lazer ışını ile eritilerek üç boyutlu parçalar oluşturulur.

SLS Sisteminin Çalışması: Toz halindeki termoplastik malzeme, işleme bölümüne bir silindir yardımıyla düzgünce yayılır. Sonra, parça kesitine uygun numune, toz yüzeyinde lazerle çizilir (Şekil 2.7). Amorf malzemede lazer ısısı, toz parçacıklarının eriyerek birbirlerine yapışıp kütle oluşturmasına neden olur. Bu işlem eritme veya sinterleme olarak tanımlanır. Kristalin malzemede ısı, toz tabakasının erimesine ve soğutulunca katılaşacak sıvıya dönüşmesine neden olur. Her tabaka, üzerinde kalan tozla şekillenir. Tüm tabakalar şekillendirildiğinde bitmiş parça, daha sonra alınacak olan serbest toz kalıbı içerisinde gömülü durumdadır.

Parça, bir hareket eden piston tarafından desteklenen toz silindirinde şekillendirilir. Silindir iki taraftan beslenen tozu içeren taşınabilir kartuşlarla kuşatılmıştır. Bir dönme/seviyeleme silindiri tozun bir kartuştan diğerine hareket etmesi için diğer yöne dağıtır. Bir 50 W CO2 lazer, 10.600 nm dalga boyunda kızıl ötesi radyasyon üretir. Bu bir çok malzeme tarafından emilip sıcaklıkların yükselmesine neden olur. Lazer radyasyonu parça silindirindeki toz yüzeyine odaklanır. Bilgisayar kontrollü tarama aynaları ışığın pozisyonunu yönlendirir.
Parça işleme bölümü asal gazdan temizlenir ve ısıtılarak tozun üstteki tabakalarının, malzeme erime sıcaklığına yakın sıcaklıklara getirilir. Ortamın ısınması, tozu erime sıcaklığına getirmek için harcanan ilave lazer enerjisini düşürür. Ayrıca imalat sırasında tabakaların çekmesi dolayısıyla çarpılmayı engeller. Tüm tabakalar işlendikten sonra, parça pistonu yükselir. Kalan toz, parça üzerinden bir spatula veya bıçakla alınır.

Sıvı polimer yerine farklı malzeme tozları bir silindir tarafından bir platforma yayılır. Bir lazer, erimesine daha sonra da katılaşmasına neden olan seçilmiş alanları sinterler. Sinterlemede iki çeşit geçiş vardır: katıdan sıvıya ve tekrar katıya. Bu yöntem seçici lazer sinterleme olarak adlandırılır.

2.5 KATI TABAKA KURUTMA (SGC-Solid Ground Curing)
SGC (SOLIDER) sistemi Cubital Ltd. (İsrail) tarafından geliştirilip piyasa sürülmüştür

Çalışma Aşamaları: Parça eksenlerinin tanımlanmasından sonra dilimleme için tabaka kalınlığı tanımlanır. Maske oluşturulurken, çalışma platformu ince sıvı fotopolimer malzeme ile kaplanır. Daha sonra çalışma bölümüne konumlandırılır. Optik maske, platform üzerine hassas bir şekilde getirilir. Kapağın açılması ile iş parçası 3 sn süre ile 2.0 W güçteki morötesi ışığa maruz kalır. Işık maskeden tabakayı tamamen kurutur. İşlenmemiş kısımlar sıvı şekilde kalır. İş parçası kalan sıvı polimeri alan aerodinamik silecek altından geçer ve yalnızca katılaşmış kısmın arkasında kalır aske levhası maske çiziciye döner, boşaltma ve silme işlemleri ile ilk tabaka maskesini gelecek tabakaya hazırlar. İş parçası şimdi gelecek istasyona hareket eder. Burada eritilmiş mumu ince tabakası yüzey üzerine yayılır, tüm boşluklar ve işlenmemiş sıvının giderilmesinden sonra, kalan çukurlar doldurulur. Bir soğutma levhası yüzey üzerine alçalarak soğutma ve katılaştırma yapar.
İş parçası, tabaka kalınlığını daha önceden tanımlanan değere indiren bir freze takımının altına geçer. Böylelikle gelecek tabaka için düz ve iyi bir yüzey hazırlanmış olur. bu işlem parça tamamlanıncaya kadar devam eder. Son tabaka tamamlandığında, model veya mumu bloğuna gömülmüş durumdadır. Mum bir mikrodalga fırında eritilebilir. Sıcak bir hava tabancası veya 60° C sıcak su kullanılır.
Modellerde doğruluğun elde edilmesi tam kurutma ve her tabaka işlenirken desteklenmesi ile gerçekleştirilebilir. x-y düzlemlerindeki maskenin doğruluğu, her tabakanın z düzleminde istenilen kalınlığa tam getirilmesi ile sağlanır.

SONUÇLAR
HPÜ sistemleri bir ürününün geliştirilmesi sırasında veya imalatı öncesinde çok farklı amaçlar için gerekli prototip ihtiyaçlarını hızlı ve doğru bir şekilde karşılayabilmektedir. Bu nedenle kullanımı gittikçe yaygınlaşmaktadır. Farklı HPÜ sistemleri, çalışma prensipleri ve malzeme kullanımları yönleriyle kullanıcıya değişik alternatifler sunar. Prototip üretimi için teknoloji seçiminde, sistemlerin yeterlilikleri kadar kullanıcının da özel istekleri büyük bir etkendir.