3D Printer son on yılda populerliği artan bir teknoloji olmasına ragmen son yıllarda yapay zeka gelişmeleriyle arka plana itilmiş gibi gözüküyor. Bu yazımızda 3D Printer olarak dilden dile dolaşan üç boyutlu yazıcının ne olduğuna değinip hangi teknolojiler barındırdığını inceleyeceğiz.
3D Printer Nedir
3D yazıcı bilgisayarda tasarladığınızı üç boyutlu nesneleri eklemeli üretim (additive manufacturing) teknolojisini kullanarak katı cisimler halinde üretmenizi sağlayan bir yazıcıdır arkadaşlar. Eklemeli üretimden kastettiğimiz şey, katman katman nesnenin oluşturulmasıdır.
CNC makinelerinde bu işlem bir kütük parçadan katman katman talaş kaldırılarak (subtractive manufacturing) şeklinde olmaktadır. 3D yazıcıda ise talaş kaldırma yok. Sadece nesnenizin katmanlarını üst üst oluşturarak nesneniz oluşturulmaktadır. Bu sayede daha komplex kapalı hacimli nesneler imal edilebilmektedir.
Endüstri 4.0’ da olur mu bilmiyorum ama Endüstri 5.0’ da öyle fabrikalar düşünün ki sadece hammadde girişi olucak. Siz sadece aynı sokaklardaki gibi parayı atıp çikolata düşüren ürünler gibi, fabrikaya sipariş çektiğinizde hat kenarlarındaki yüzlerce 3d yazıcı parçaları basarak robotlar tarafından alınıp montajlanacak ve size sunulacaktır. Bizde dilerim her zaman her şeye olduğu gibi sadece çuval çuval para basma tarafında olmayız.
3D Printer Tarihçesi
Yaklaşık 40 yıldır var olduğu bilinen 3d printer teknolojisi ilk olarak, 1981 yılında, Nagoya Belediyesi Endüstriyel Araştırma Enstitüsü’nden Hideo Kodama, fotopolimerleri kullanarak fonksiyonel bir hızlı prototipleme sistemini açıkladı. 1992’de Bill Clinton The Arsenio Hall Show’da sax oynadı ve 3D Systems dünyanın ilk stereolittografik aparatı (SLA) makinesini icat etmiştir. 2005 yılında Dr. Adrian Bowyer’in RepRap Projesi, temel olarak kendisini inşa edebilecek veya en azından kendi parçalarının çoğunu basabilecek bir 3D yazıcı oluşturmak için açık kaynaklı bir girişim başlatmıştır. Bu sayede bir çok amatör kullanıcı 3d yazıcının potansiyel gücüne kavuşmuştur.
3D Printer Nasıl Çalışır
Bir üç boyutlu nesne çıktı alabilmeniz için haliyle o nesnenin dijital datasına sahip olmanız gerekmektedir. Yani bilgisayarda parçanızı 3d olarak çizmeniz gerekmektedir. Yada elinizde bulunan bir parçayı üç boyutlu tarayıcılar (3D Scanners) ile taratıp bilgisayarda 3d datasını oluşturabilir üzerinde işlem yapabilirsiniz.
Bundan sonra dijital modelinizi 3d yazıcınızın programı import ettikten sonra program bu datayı dilimleyerek (slicing) katmanlara böler. Her katman için aynı cnc makinelerindeki gibi g-code denilen x,y koordinatları üretir. Buna ek olarak 3d printer extruder’ in hız bilgisinide ekler. Daha sonra bu kodlar işletilerek parçanız oluşur. Bu yöntem sadece fdm için geçerlidir. Farklı teknolojili 3d printer’ larda farklı işleme yöntemleri bulunmakla birlikte hepsinde dilimleme yöntemi kullanılmaktadır.
3D Printer Maliyetleri
Maliyet konusu teknolojisine göre değişmekle birlikte, piyasa e ucuza bulanan cihazlar FDM teknolojisine sahiptir. 500 TL gibi bir fiyata bulabildiğiniz gibi 10bin TL ye daha hassas çift extruder gibi özellikleri olan cihazlarda bulabilrisiniz. Yada isterseniz parçalarını alıp kendiniz montajlayabilirisiniz. Bunlara ek olarak SLS teknolojisi ile metal çıktı verebilen cihazlar milyon TL civarında olmaktadır.
3D Printer Sektörleri
Başta prototip üretimi (rapid prototyping) için kullanılsa da hızlı üretim (rapid manufacturing) için de çok yaygın olarak kullanılmaktadır.
Otomotiv sektöründe üretim yüksek hacimli olduğu için 3d printer sektörü henüz baskın değildir. Gelişen teknoloji sayesinde otomobil tasarımlarında üreticiler 3d printer teknolojilerini kullanmayı tercih ediyorlar. Çünkü adetli üretim konusunda yatırım maliyeti (kalıp, aparat, otomasyon, vs.) yüksek olmaktadır. 3D printer sayesinde istenilen ürün istenilen zamanda kendi bünyesinde üretilebilmektedir. Ek olarak kullanılan malzeme bakımında geri dönüşümlü olması da büyük bir avantajdır.
Havacılık sektöründe adetli üretim olmadığından 3d printerlar bu sekörde daha baskındır. Özellikle titanium malzemesinden üretilen parçalar bu yöntemle daha ucuza imal edilmektedir. Dolayısıyla 3D printer cihaz üreticileri bu sektöre daha yakından takip etmektedir.
İnşaat sektörlerinde consept olarak kullanım örnekleri vardır. Sıvı betonu fdm teknolojisindeki gibi katman katman nozzle’ dan akıtarak duvarlar örülmektedir. Bu şekilde 24 saat içerisinde bir evin iç ve dış duvarları oluşturulabilmektedir.
Mimarlar 3d printer cihazlarını son zamanlarda sıklıkla kullanmaktadır. Mimarların çalışmalarını fiziksel bir ölçek modeli olarak sunmaları gerektiğinde, 3d printer bu konuda çok hızlı ve düşük maliyetli bir çözüm olmaktadır. 3D yazıcılar, müşterilerin tasarımlarını görselleştirirken insan gücünü ve zamanını azaltmaya yardımcı olmaktadır.
Aksesuar ve kuyumculuk sektöründe de sıklıkla kullanılmaktadır. Br aksesuar tasarımının elide nasıl duracağını görmek için dakikalar içerisinde tasarladığınız ürünü basabilir ve deneyebilirsiniz.
Sağlık sektöründe bio-printing olarak kullanılan bu teknolojiye de rastlamaktayız. Biyoteknoloji firmaları ve akademisyenler tarafından, organ ve vücut parçalarının mürekkep püskürtmeli teknikler kullanılarak oluşturulduğu doku mühendisliği uygulamalarında kullanılabilecekleri araştırılmıştır.
Yemek sektöründe Food Ink ve Melisse gibi restoranlar bunu dünyanın her yerinden müşterileri çekmek için benzersiz bir satış noktası olarak kullanıyor.
Moda sektöründe de giyilebilir 3d baskı kıyaferlerini görmekteyiz. Adidas Futurecraft 4D 3D baskılı bir tabana sahiptir. Bir çok ayakkabı geliştiricisi tasarladığı ayakkabıyı direk 3d printer’ dan basmaktadır.
Bir sonraki yazımızda 3D Printer Teknolojilerini inceleyeceğiz.