Son 50 yıl içerisinde sayısız teknolojik gelişmeye ve bu teknolojilerin dünyadaki etkilerine tanıklık ettik. Bu gelişmelerin içinde önemli bir yere sahip olan 3 boyutlu yazıcılar, endüstriden sanata her alanda benzersiz çözümler üretilmesine olanak verdi. Yaratıcılığı besleyen, üretimi kolaylaştıran ve birçok alanda özgürlük vaat eden 3B yazıcıların serüveni 1980 yılında Japon Doktor Hideo Kodama’nın SLA (stereolitografi) patent başvurusu ile başladı, ancak patent işlemlerindeki sorunlar nedeniyle resmi mucidi 1984 yılında Chuck Hall olarak kesinleşti. [1]
Kullanım amacına göre farklı çalışma prensipleri olan yazıcılar, SLA, DLP, FDM, SLS, SLM, EBM ve LOM olarak özetlenebilir. Her birinin detaylı bilgisine buradan ulaşabilirsiniz. Bu yazıda genel anlamda bireysel kullanıcılara daha uygun olan FDM, yani eriyik yığma modelleme (Fused Deposition Modeling) teknolojisinden bahsediyor olacağız. Günümüzde her alanda fayda sağlayan bu kişisel 3B yazıcıları detaylı bir şekilde ele alalım.
FDM 3D Yazıcılar Nasıl Çalışır?
Üretilmek istenen ürünün öncelikle dijital ortamda oluşturulması gereklidir. AutoCad, SolidWorks vb. birçok program ile istenilen obje tasarlandıktan sonra, bir dilimleme (slicing) programı yardımıyla yazıcının diline çevrilir ve bir USB-SD Kart veya WI-FI gibi bağlantılarla yazıcıya aktarılır. Gelen 3 boyutlu şekli oluşturmak için, yazıcı çok ince katmanlar halinde üst üste malzemeyi dizmeye başlar. Lisedeki matematik derslerinizi hatırlıyorsanız, bu süreç size integral ile hacim hesabı sorularını hatırlatacaktır.
Katmanların incelik seviyesi, ortaya çıkacak ürünün görüntüsünü ciddi şekilde etkiler. Kalın tabakalar kullanılması, şeklin detaylarını kaybetmeye neden olurken, hızlı bir üretim imkanı sunar. İnce tabakalarda ise, detayları çok daha net yakalamak mümkündür, ancak bu da baskı süresinin uzamasına neden olur. [2] Girinti çıkıntının ve eğimli yüzeylerin fazla olduğu şekillerin basımında ince katmanların tercih edilmesi mantıklı olacaktır.
3 Boyutlu Baskıda Kullanılan Ham Madde Nedir?
Ham madde olarak plastik, metal, beton, seramik, kağıt ve bazı yenilebilir maddeler kullanılabilir. Bu malzemeler filament adı verilen, kalın iplikler formunda kullanılır. Üretim tekniğine bağlı olarak ham madde filament veya sıvı reçine formunda olabilir. Katı malzemeler ısıyla eritilerek, sıvı reçineler ise UV ışınlar ile katılaştırılarak kullanılabilir. FDM teknolojisinde katı malzemelerden, yani filamentlerden yararlanıyoruz.
Ham maddelerle ilgili daha detaylı bilgiye buradan ulaşabilirsiniz.
3D Yazıcıların Kullanım Alanları Nelerdir?
3B yazıcılara erişmek günümüzdeki kadar kolay değilken, endüstriyel kullanım yaygındı. Özellikle yeni tasarımların prototiplenmesinde ve imalat gereçlerinin üretiminde yaygın olarak kullanılıyordu. İmalat alanında plastik enjeksiyon ile kalıp çıkarmak oldukça maliyetli ve uzun zaman gerektiren bir işlem iken, 3B baskı ile prototipleme sayesinde sürecin hızı arttı, malzeme yelpazesi genişledi ve maliyet azaldı.
Ham madde ve yazıcıların ulaşılabilir fiyatlara gelmesi, malzeme çeşitliliğinin artışı ve her bütçeye uygun yazıcı modellerinin ortaya çıkmasıyla, 3B yazıcılar günlük hayatta ihtiyaç duyulan birçok materyalin üretiminde kullanılmaya başlandı.
Başlıca uygulama alanları şöyle:
- Biyomedikal ve Tıbbi Malzemeler: Eklem, kemik ve diş protezleri, kafatası nakli, yapay doku ve organ üretimi, tıbbı ekipman üretimi, vücut sensörleri, sentetik deri ,el, kol ve bacak protezleri üretimi.
- Yapı ve Mimari: Maket ve modelleme, şehir planlaması süreçleri.
sculpteo.com
- Mücevherat: Mücevher tasarımı sürecinde prototip üretimi.
- Sanat: Tabloların 3B replikalarının üretilmesi, sahne tasarımı, heykelcilikte daha özgür üretim imkanı.
3D Baskının Artısı Eksisi Nedir?
Yukarıda bahsedilen kullanım alanlarının yanında, saymakla bitmeyecek örnekler bulmak mümkün. Fiziksel engelli bireylerin protez uzuvlara ulaşmasından, günümüzdeki pandemi sürecinde gereken siperlik, gözlük vb koruyucu ekipmanın üretimine geniş bir kullanım yelpazesi var. Bireysel kullanım ile tasarım ve yaratı sürecinde muazzam bir özgürlük sağlayan 3B yazıcılar, endüstride de verimliliği artırıyor. 3B dijital tasarımlar açık kaynak kütüphaneler sayesinde dünyanın her yerinden erişilebilir hale geldiğinden, çarpıcı büyüklükte bir bilgi ve tasarım birikimi sağlanıyor. Dijital modelin iletilmesi seçeneği ile, belli ürünler için numune gönderme ve alma gereksinimi de azalıyor.
3 Boyutlu yazıcılar, eksiltmeli imâlat yerine, eklemeli üretim mantığını kullandığı için ham madde israfını yok denecek kadar az seviyesine indiriyor
Oldukça benzersiz bir örnek olarak, Uluslararası Uzay İstasyonu’nda ihtiyaç duyulan malzemeler istasyondaki 3B yazıcı sayesinde üretilebiliyor. Bu sayede maddi kaynaktan ve zamandan ciddi bir tasarruf ediliyor.
Peki böyle bir teknolojinin olumsuz yanı ne olabilir? İlk cevap silahlanma. Her çeşit ürün için dijital tasarım modeline erişmek mümkün, maalesef bu silah tasarımları için de geçerli. 3B yazıcılar ile bireysel silahlanmanın artması ciddi bir sorun teşkil ediyor.
Kötü senaryolardan biri de Person of Interest isimli dizinin bir bölümünde yer alan parmak izi kopyalama olabilir.
Geleceği Nasıl?
Birey vurgusunun toplumun önüne geçtiği bu modern zamanda, özellikle hazır tüketim ürünlerinde ‘kişiye özel’ tasarım seçenekleri yaygınlaştı. Giyim, mücevher ve aksesuar markaları, 3B yazıcılar ile talep üzerine üretim modellerine geçiş sağlayabilir. Ford ile başlayan seri üretim macerasından, teknoloji destekli zanaat günlerine geçiş olabilir. Ayrıca yeni ham maddelerin bulunması ile çeşitlilik artacaktır.
3 boyutlu yazıcılardan bahsederken son yıllarda hayatımıza giriş yapan üretimin demokratikleşmesi kavramını es geçmeyelim. Senelerdir kapitalist düzende belirli kalıplara maruz kalıyoruz, her ürüne ait büyük şirketler özelinde kalıplaşan belirli tasarımlar var. 3 boyutlu yazıcıların yaygınlaşması ve bireysel kullanımlarının artmasıyla birlikte ilerleyen yıllarda bu durum ortadan kalkacakmış gibi görünüyor. Kendi istekleriniz doğrultusunda renk, şekil, büyüklük her birine kendiniz karar vererek istediğiniz nesneleri basmakta özgür olacaksınız. Bu her ne kadar bireysel bir eylemmiş gibi görünse de birbirimize ihtiyacımız var. Açık kaynak kültürünün önemi de burada ortaya çıkıyor, basılan ürünlerin 3 boyutlu modelleri thingiverse, youmagine, myminifactory gibi platformlarda isteyen herkesin erişim sağlayabileceği şekilde paylaşılıyor ve el ele vererek güncellemelerle herkes için işe yarar verimli bir ürün ortaya konulmuş oluyor.
İtalya’da bir hastanede yoğun bakım ünitesinde kullanılan valfler tükendi. #coronavirüs‘ten dolayı üreticiye ulaşamayan hastane, 10 kişinin hayatını 3B yazıcı kullanarak kurtardı #Yıkıcıyenilik https://t.co/ITuHU3fQ8m pic.twitter.com/c8M9b9hJEv
— Gelecek Burada (@gelecek_burada) March 16, 2020
COVID-19 salgını sırasında üretim parkurlarında yaşanan krizden dolayı Çin ve İtalya gibi ülkelerde yaşanan anlık krizlerin 3B yazıcılar yardımıyla çözülmesi ve benzer sorunların yaşanmamasını garanti etmek isteyen kolektif üretim hareketi 3 Boyutlu Destek‘i de anmadan olmaz.
[button color=”red” size=”normal” alignment=”center” rel=”follow” openin=”newwindow” url=”https://www.gelecekburada.net/podcast-whatsapp-sohbetleri-3-boyutlu-destek/”]PODCAST | Whatsapp Sohbetleri: 3 Boyutlu Destek[/button]
Toparlamak gerekirse, her koşulda 3B yazıcıların üretimin ve tasarımın demokratikleşmesinde önemli bir pay sahibi olmaya devam edeceği kesin.
[1] 3B Yazıcı Tarihi
[2] Layer Slicing
