3D Yazıcı (Baskı) Endüstrisinde Tekstür Analizi
3D baskı sürecinde, 3D dijital modelden fiziksel bir nesne üretilir. Bu genellikle dijital modeli hayata geçirmek için ardışık ince malzeme katmanlarının serilmesi ile gerçekleşir.
Bu süreçte yer alan adımlar, yazıcının türüne ve kullanılan hammaddelere bağlı olarak değişecektir, ancak genellikle aşağıdaki gibidir:
1: Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD) dosyası olarak kaydedilen bir modelleme paketi veya 3B tarayıcı kullanılarak bir 3B model oluşturulur
2: Kullanıcı CAD dosyasını dilimler ve yazıcıya yükler
3: Yazıcı, bir 3B nesne oluşturmak için her 2B dilimi okur ve oluşturur
Mevcut birçok farklı 3B baskı tekniği vardır ve hepsinin farklı sektörlerde avantajları vardır. Aşağıda en yaygın kullanılan tekniklerin bazı örnekleri verilmiştir:
• Stereolitografi (SLA), 3B şekli oluşturmak için sıvı ışığa duyarlı reçine katmanını katman katman sertleştirmek için bir lazer kullanır ve kullanıma fotopolimerizasyon adı verilen bir işlem koyar. Dijital Işık İşleme (DLP) benzer şekilde çalışır ancak lazer yerine projektör ekranı kullanır.
• Erimiş Biriktirme Modellemesinde (FDM), eritilmiş bir polimer ısıtılmış bir nozuldan ekstrüde edilir ve her katman CAD tasarımına göre filamentler halinde serilir.
• Seçici Lazer Sinterleme (SLS), polimer tozlarının katmanlarını birleştirmek ve katı bir yapı oluşturmak için bir lazer kullanır. Seçici Lazer Eritme (SLM) benzer şekilde çalışır, ancak tozları sadece sinterlemek yerine tamamen eritir.
3D baskı en çok plastik parçaların hızlı prototiplenmesi için kullanılır, ancak bu günlerde birçok farklı sektördeki çoğu malzeme grubuna uygulanabilir. Yiyecekler, yenilik değerinden ve mevcut özelleştirmeden yararlanılarak sık sık 3D olarak yazdırılır. Şırıngalar genellikle gıda sınıfı bir nozül aracılığıyla katman katman yerleştirilen baskı malzemesini tutmak ve biriktirmek için kullanılır. Mevcut özelleştirme şekil, doku, lezzet, beslenme ve rengi içerir.
Bir Tekstür (Doku) Analiz cihazı, 3D baskı ile ilgili Ar-Ge için çok yararlı bir araçtır. Örnek olarak gıda uygulamalarını kullanarak, alternatif bileşenler genellikle o gıdanın beslenme profilini iyileştirmek için 3D baskı kullanılarak gıda ürünlerine dahil edilir. Orijinal gıdanın dokusu önemli ölçüde değiştirilmeden önce eklenebilecek alternatif bileşen miktarını değerlendirmek için bir çalışma yapılacaktır. Doku Analizi, yüksek besin içeriği ile iyi dokusal özellikler arasındaki optimum kazanımı belirlemek için kullanılan farklı katkı yüzdelerine ve kabul edilebilirlik seviyelerine sahip numuneler üzerinde gerçekleştirilir.
Bu sürecin bir örneği, alternatif gıdalardan lifle zenginleştirilmiş 3D baskılı atıştırmalıkların geliştirilmesini araştıran Hindistan Gıda İşleme Teknolojisi Enstitüsü’nden araştırmacılar tarafından, düğme mantarı üzerine odaklanan bu çalışma ile gerçekleştirildi. Malzeme tedarikinin basılabilirliği, buğday unu ile kombinasyon halinde değişen mantar tozu seviyeleri ile optimize edildi. Baskı hızı ve nozül çapı gibi işlem değişkenlerindeki değişikliklerin etkisi incelenmiştir.
TA.HDplus Tekstür(Doku) Analizörünü mantar tozu, buğday unu,% 20 mantar tozu içeren malzeme tedarikinin ve son işlenmiş atıştırmalıkların malzeme tedarikinin dokusal özelliklerini ölçmek için kullandılar. Özel bir dizi baskı parametresi ile% 20 mantar tozu içeren formülasyonu kullanarak iyi stabiliteye sahip 3D baskılı yapıları imal etmenin mümkün olduğu bulundu. Bu çalışma, özellikle kişiselleştirilmiş beslenme için, 3D baskı teknolojisini kullanarak sürdürülebilir alternatif gıda kaynaklarından gıdaların geliştirilmesi için ön görüler sağlar. İlgili makale linki: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0260877420302144
3D gıda baskısı araştırmalarının bir başka dalı, baskı koşullarının araştırılmasını içerir. Bitmiş gıda ürününün dokusu, büyük ölçüde 3B baskı sürecindeki çeşitli parametrelere bağlıdır. Bu tür bir çalışmada, optimum dokuya sahip bir nihai ürün için değişkenler kümesini bulmak amacıyla bir dizi koşul kullanılır ve basılı ürünün dokusu değerlendirilir.
Hindistan Gıda İşleme Teknolojisi Enstitüsü’nden araştırmacılar da bu tipte bir çalışma yaptılar. Pirinç nişastasının 3 boyutlu ekstrüzyonla basılabilirliği ve proses değişkenlerinin optimizasyonu araştırıldı. Üç boyutlu ekstrüzyon baskı, gıda endüstrisinde ortaya çıkan sayısız uygulamaya sahip bir katmanlı üretim yaklaşımıdır.
Bu araştırmada nozül boyutu, baskı hızı ve motor hızının pirinç nişastasının basılabilirliği üzerindeki etkisi incelenmiştir. Tekdüzelik ve ekstrüzyon kolaylığı dikkate alındı ve basılı yapılar, iplik kalitesi, bağlanma özelliği, bitirme, doku, katman tanımı, şekil, boyutsal stabilite ve görünüm açısından dikkatle gözlendi. Sertlik, kırılabilirlik, yapışkanlık ve yaylanma dahil olmak üzere 3B yazdırılmış numunelerin dokusal özelliklerini ölçmek için TA.XT2i Doku Analizörünü kullandılar.
Malzeme tedarikinin reolojik davranışı incelendi ve nişastanın basılabilirliğinin arkasındaki bilimsel mantık ayrıntılı olarak tartışıldı. Pirinç nişastasını daha düşük baskı hızlarıyla daha yüksek motor hızlarında basmak, daha iyi basılabilirlik ile sonuçlandı. Bu çalışmanın sonuçları, pirinç nişastası kullanarak gelecekteki 3D gıda baskısı çalışmaları için bir temel oluşturacaktır. İlgili yayın linki: https://link.springer.com/article/10.1007/s11947-020-02453-6
Bir gıda 3D baskı çalışmasında yer alan Doku Analizi, sıradan gıda Doku Analizinden farklı değildir. Kullanılan yöntem, belki de 3B baskı işlemiyle en fazla değişebilen bir özelliğe vurgu yapılarak, söz konusu yiyeceğe uygundur. Örneğin, renklerini veya tasarımlarını değiştirmek çok basit olduğu için, 3D baskılı bisküviler sıklıkla yeni bir gıda olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, 3B baskı işleminin yeteneğini göstermek için genellikle süslü, dantelli, açık tasarımlar kullanılır. Bunlar özellikle güçlü değildir ve depolama veya nakliye sırasında parçalanabilir. Mukavemetlerini değerlendirmek için, bir TA.XTplus Tekstür Analizörü ve bir Üç Noktalı Bükme Donanımı, HDP / 3PB kullanan standart bir bisküvi bükme testi kullanılır. Çeşitli tasarımların kırılma dayanımı bu şekilde değerlendirilebilir.
Tekstür Analizi, yalnızca nihai ürün özelliklerinin ölçümü için değil, 3B baskı sürecinin diğer aşamalarında da kullanılabilir. Örneğin, Seçici Lazer Sinterlemede kullanılan baz tozun özellikleri sinterleme sürecini olduğu kadar nihai ürünün özelliklerini de etkiler. Toz akışı bu özelliklerden biridir. Her yeni toz tabakası sinterleme yatağı üzerine süpürülürken, tabaka üniform ve doğru kalınlıkta ve dağılımda olmalıdır. Toz Akış Analiz Cihazı (PFA), bu akış özelliklerinin ölçülmesine yardımcı olmak için bir Plus Doku Analizörüne çok faydalı bir eklentidir.
PFA, kohezyon, topaklanma ve hız akış bağımlılığının yanı sıra yığın yoğunluğu ve diğer özellikleri ölçme yeteneği ile kuru ve ıslak tozların akış özelliklerini ölçmenin doğru ve güvenilir bir yöntemini kanıtlamaktadır.
TA.XTplus Tekstür Analiz cihazına hızlı bir şekilde takılabilir, üreticilerin bileşenlerin parti ve kaynak çeşitliliği, depolama / nakliye sırasında kekleşme ve haznelerden veya bidonlardan boşaltma problemleri gibi tipik sorunları değerlendirmesine ve bunlardan kaçınmasına olanak tanır. belirli toz özellikleri. Toz, yüklemedeki değişiklikleri ortadan kaldırmak için her testin başında uygun hale getirilir ve hassas mühendislik ürünü, patentli bıçak daha sonra numunede döndürülerek kontrollü akışa neden olur.
Bir Tekstür Analiz cihazı, herhangi bir 3D baskı üreticisi için değerli bir araçtır ve kullanıcının ham maddeden nihai basılı ürüne kadar dokusal özellikleri değerlendirmesine olanak tanır. Daha fazlasını öğrenmek için bugün bizim ile iletişime geçin.