Lütfen cihazı dikey konumda tutunuzLütfen cihazı dikey konumda tutunuz
Yaşamımız boyunca özellikle çocukluk döneminde üçüncü bir boyut hep daha ilgi çekici olmuştur. Hikâye kitaplarının, hatta filmlerin üç boyutlu versiyonları hayatımıza girdiğinde kendimizi gerçeğe hep daha yakın hissetmişizdir. Akıl almaz bir hızla gelişen teknoloji sayesinde birkaç sene öncesine kadar sadece doküman bastırdığımız yazıcılar, şimdi 3 boyutlu modelleriyle sektörlere çözüm üretmeye başladılar. Sizin bu konu hakkındaki düşünceleriniz nelerdir?
Çocukluğumuzda kâğıtlar üzerine çizgilerle resim yapmak, desenler çizmek ve boyamalar yapmak her ne kadar ilgimizi çekse de çamurla oynamak, çamurdan şekiller yapmak ve deniz kenarında kumdan kaleler yapmak her zaman bizi daha da mutlu etmiştir. Esasında bu durum bizlerin 2 boyutta elde edemediğimiz duyguları 3 boyutla yakalamasıdır. Benzer şekilde şu an 3 boyutlu yazıcıların kullanılmasıyla bilgisayar ekranlarındaki çizimler, modeller ve eskizler artık şekil bulmakta, somutlaşmakta ve hissedilir hale gelmektedir. Böylelikle, tasarımlar artık daha özgürce yapılmaya başlanmakta, daha hızlı prototipler üretilerek test edilmekte ve daha hızlı nihai ürünlerin üretilme yolu açılmaktadır.
Şu an Gazi Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü’nde öğretim üyesi olarak çalışmalarınıza devam ediyorsunuz. Sizi daha yakından tanıyabilir miyiz?
1997 yılında Makine Mühendisliği’ni bitirdim. O zamanlar pek bilinmeyen Yapay Zekâ üzerine yüksek lisans yaptım. İngiltere’de bulunan Nottingham Üniversitesi’nde burslu olarak doktoraya kabul edildim ve uçak motor parçalarının imalat süreçleri üzerine tez çalışmamı tamamladım. Eklemeli imalat ile ilk tanışmam İngiltere’de oldu ve doktora tezimin bir bölümünde eklemeli imalat teknolojisini kullandım. Tabii o zamanlar bu kadar popüler ve bilinen bir alan değildi. 1 yıl kadar doktora sonrası çalışmalar yaptıktan sonra Türkiye’ye dönerek ileri imalat teknolojileri ve eklemeli imalat teknolojileri alanında bilimsel çalışmalar yürütmeye başladım. Şu an Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü’nde, yüksek lisans ve doktora öğrencilerimden oluşan yaklaşık 20 kişilik bir ekiple eklemeli imalat diğer bir adıyla 3 boyutlu yazıcılar konusunda çalışmaktayım. Ayrıca, Türk Eklemeli İmalat Birliği’nin de kurucu üyesiyim.
Akademik çalışmalarımın yanında, eklemeli imalatın ülkemizdeki sektörlerde kullanılması ve yaygınlaşması amacıyla birçok havacılık ve savunma sanayisi firmasına danışmanlık hizmeti vermekteyim.
Eklemeli imalat hakkında kısaca bilgi verebilir misiniz? Bu imalat sürecini farklı kılan nedir?
Daha önce 3 boyutlu yazıcılar dedik, şimdi eklemeli imalat terimini kullanıyoruz. Tabii ilk etapta farklı terminoloji gibi algılansa da esasında kronolojik açıdan hepsi farklı zaman aralıklarında tercih edilen ancak aynı manaya gelen terimler. Bu teknoloji aslında hızlı prototipleme adıyla ilk etapta kullanılmaya başlandı. Asıl amaç, 3 boyutlu modeller oluşturmak ve prototip amaçlı kullanmaktı. 3 boyutlu yazıcı denmesinin nedeni, baskı teknolojisi mantığıyla, üst üste mürekkep püskürterek 3 boyutlu nesneler üretildiği içindir. Katman katman üretim prensibi nedeniyle katmanlı imalat da denilmektedir. Ancak yöntemler farklılaştıkça ve çeşitlendikçe görüldü ki, 3 boyutlu parça üretiminde katman katman malzeme ekleme var ve esasında bu bir tür eklemeli imalat. Türk Eklemeli İmalat Birliği olarak, kapsayıcı olması nedeniyle kullanılması gereken terimin “Eklemeli İmalat” şeklinde olmasıdır.
Eklemeli imalatı farklı kılan en öncelikli unsur, üretilecek parçanın malzeme eklenmesiyle katman katman oluşturulmasıdır. Böylelikle, çok karmaşık geometriler, gözenekli yapılar, içi boş yapılar ve organik geometriler üretilebilmekte. Esasında, benzer bir yaklaşımı, iyi bir gözlemle tabiatta da görebiliriz. Diğer bir deyişle, eklemeli imalat doğada gördüğümüz bir imalat yöntemi.
Birçok sektörde kurtarıcı bir buluş olarak anılan 3 boyutlu yazıcılar; sağlıktan endüstriye, otomotivden havacılığa kadar oldukça geniş bir alana hizmet veriyor. Dünyada yaygın kullanımı olan bu sistemlerin ülkemizdeki durumu nedir?
3 boyutlu yazıcılar ülkemizde prototipleme amaçlı uzun yıllardır kullanılmakta. Özellikle metal 3 boyutlu yazıcı teknolojisinin gelişmesiyle dişçilik ve sağlık alanında kullanım alanı buldu ve implant üretiminde tercih edilir konuma geldi. Bununla birlikte, savunma ve havacılık alanında da ülkemizde bu teknoloji üzerine yatırımlar yapıldı ve kritik parça üretimlerinde araştırmalar yapılmakta ve üretilen parçalar kullanılmakta. Dünyayla karşılaştırıldığında, halen istenilen seviyede değil ancak bunun en önemli nedeni eklemeli imalat teknolojisinde dışa bağımlı olmamız, kur farkı ve ülkemizde bu teknolojinin henüz yerlileştirilememesi olarak söylenebilir.
Sizce bu yazıcıların ulaşılabilirliği ülkemizde yeterli mi? Üniversitelerde öğrenciler bu sistemlerden yeterince faydalanabiliyor mu? İleride 3 boyutlu yazıcılar üzerine bir lisans bölümü açılması söz konusu olur mu?
Ülkemizde 3 boyutlu yazıcıların sadece FDM dediğimiz yöntemini kullanan ve daha çok polimer bazlı malzemeler basan yazıcılara ulaşım kolay denilebilir. Üniversite öğrencileri bırakın ulaşabilmeyi artık proje olarak bu tip yazıcıları yapabiliyorlar. Ancak, metal malzeme kullanan yazıcılara ulaşmak ve kullanmak mümkün olmakla birlikte çok maliyetli. Fakat 3 boyutlu yazıcı mantığını anlamak için FDM tipi yazıcılar yeterli olabilir.
3 boyutlu yazıcı teknolojisi esasında CAD/CAM teknolojisinin bir uzantısı ve evrimleşmiş hali denilebilir. CAD/CAM ise daha çok makine mühendisliği alanında kullanım alanı bulan ancak kontrol ve yazılım gibi alt branşlara ihtiyaç duyan bir alan. 3 boyutlu yazıcılarla ilgili bir lisans bölümünün açılmasından ziyade, bu yeni nesil imalat yönteminin prensiplerinin anlatıldığı uygulamalı dersler sadece makine mühendisliğinde değil diğer mühendisliklerde de anlatılabilir.
Türkiye’nin ilk 3 boyutlu metal yazıcısının üretim projesinde yer aldınız. Bize bu projeden kısaca bahsedebilir misiniz?
TÜBİTAK tarafından “Eklemeli İmalat Tezgâh Geliştirme ve Toz Üretimi” başlıklı çağrılı proje kapsamında, Bursa’da faaliyet gösteren Ermaksan firması ile 3 senelik bir proje yürüttük. Benim de içinde bulunduğum akademik bir ekip projeye bilimsel ve teknik destek sağladı. Yürütücü firma ise gerekli mühendislik desteği verdi. Projede, öncelikle dünyadaki benzer sistemler ve patentler çok titiz bir şekilde etüt edildi. Özgün yönler belirlendi ve kavramsal bir tasarım ortaya konuldu. Proje süresince, 3 boyutlu bir metal yazıcıda olması gereken tüm ekipman, alt sistem, parça ve donanımlar üzerinde detaylı tasarım ve analizler gerçekleştirildi. Bu projenin en önemli bileşeni lazer üreteciydi ve yürütücü firmanın bu alandaki kabiliyeti belki de bu projenin en önemli gelişmesi oldu ve Türkiye’nin ilk metal eklemeli imalat cihazı ortaya çıktı ve dünya prömiyeri diyebileceğimiz ve eklemeli imalatın kalbinin attığı Frankfurt FormNext Fuarı’nda sergilendi. Bizim ve ülkemiz için çok gurur verici bir olaydı ve o yıl yaklaşık 10 metal eklemeli cihazdan birisi olarak fuarda yer aldı.
Sistemin çalışma prensibini, baskı öncesi yapılan çalışmaları ve kullanım aşamalarını kısaca özetleyebilir misiniz? 3 boyutlu yazıcıları herkes rahatlıkla kullanabilir mi?
3 boyutlu yazıcılar, bilgisayarda oluşturulan 3 boyutlu modeller kullanmaktadır. Bu modeller, bilgisayar destekli çizim/modelleme programları ile çok kolaylıkla oluşturulabilmektedir. Katman katman üretim prensibi nedeniyle, bu modellerin dilimlenmesi gerekmektedir. Her bir dilim bir katmanı oluşturur ve 3 boyutlu yazıcı malzemeyi bu katmanlara ekler/bırakır. Parça geometrisine göre destek yapılarına ihtiyaç duyulduğundan bunların tasarımlarının da dikkate alınması gerekmektedir. Bu açılardan, bilgisayar kullanımı ve 3 boyutlu katı model oluşturma gibi belirli bir deneyim ve bilgi birikimi gerektirdiği söylenebilir. Kısacası şu an için herkesin rahatlıkla ve kolayca kullanabileceği bir teknoloji değildir.
Şu an sıklıkla duyduğumuz bir diğer terim de “Endüstri 4.0”. 3 boyutlu yazıcıların Endüstri 4.0 ile ilişkisi nedir?
Endüstri 4.0 esasında dijitalleşme ve insansız üretim modelidir. 3 boyutlu yazıcılarda doğrudan bilgisayar verisinin cihazda ürüne dönüşmesi olarak ele alındığında bu kapsama girmektedir. Dolayısıyla 3 boyutlu yazıcı teknolojisi geleceğin üretim teknolojisi olarak ileriki yıllarda çokça göreceğimiz bir yöntem olarak karşımıza çıkacağından emin olabilirsiniz.
Bu alanda kendisini geliştirmek isteyen öğrencilere tavsiyeleriniz nelerdir?
Bu alana sadece mühendislikte okuyan değil diğer alanlarda okuyan öğrencilerin de ilgi gösterdiğini yakinen görmekteyim. Gençlerimizin yeni teknolojilere açık olması ve bu teknolojilere karşı ilgilerinin olması çok güzel ancak bizim gençlerimize bu teknolojileri sadece kullanan değil üreten ve geliştiren olmaları yolunda eğitimler vermemiz gerekiyor. Bilim ve teknoloji her çağda ve zamanda yeniliklere ve yeni buluşlara açık. Nasıl ki 3 boyutlu yazıcılar bu alanda bir çığır açıyor, ister bu alanda olsun isterse farklı alanlarda halen sınırsız yenilikler ve buluşlar bizleri bekliyor. Ancak bu buluşların anahtarı çok gözlemlemek, çok çalışmak ve kararlı olmak. İpucu ise doğada gizli. En mükemmel tasarımlar ve sistemlerin doğada olduğunu bildiğimize göre doğayı incelemek, gözlemlemek ve doğadan/canlılardan esinlenerek insanlık namına fayda sağlayacak buluşlar yapmak bilinen ve kestirme yol olarak karşımızda duruyor.
3 boyutlu yazıcılar konusunda ise öğrencilerimizin öncelikle bir bilgisayar destekli tasarım ve modelleme yazılımı öğrenmeleri gerekmekte. Daha sonra 3 boyutlu yazıcı mantığını anlamalı ve yapacağı tasarımlara bu bakış açısından bakarak özgür tasarımlar ortaya çıkarmalıdır.
3 boyutlu yazıcılar yardımıyla üretilen parçaların tek seferde 5 farklı parametrede (paralellik, triboloji, pürüzlülük, form parametreleri ve basamak yüksekliği) profilometre yardımıyla ölçülmesi kalite kontrol aşamasında ne gibi avantajlar sağlar?
3 boyutlu yazıcıların proseslerinin geliştirilmesi için kalite kontrol en önemli aşamalardan bir tanesidir. Eklemeli imalat sürecinde çıkan parçanın parametresi, elde edilip kullanılan parçalarla ilişkilendiriliyor. Üretilen parçanın formu, hassasiyeti ve yüzey pürüzlülüğü gibi özelliklerine bakılıyor. Bilgisayar verisi ile çıkan parçanın bire bir uyumu büyük önem taşıyor.
