Bu yazımızda sağladığı tasarım özgürlüğü sayesinde geleneksel yöntemlerle üretilmesi zor ve/ veya imkansız parçaların üretimine olanak sağlamak olan katlamalı imalatı işleyeceğiz. Kısaca tanımını yapmak gerekirse; ASTM standardı F2792-10’a göre katmanlı imalat, “geleneksel yöntemlerin aksine, malzemelerin 3 boyutlu model verilerinden nesneler yapmak için genellikle üst üste katmanlar şeklinde birleştirilmesi sürecidir”.

Eklemeli İmalat Teknolojileri

Basit bir swot analizi yardımı ile Eklemeli İmalat Nedir sorusuna cevap bulabiliriz.

 

A) Eklemeli İmalat Zorluklar ve Tehditler

A.1)  Yüksek maliyetler

Günümüzde katmanlı imalat yöntemleri ile farklı sektörlerde yaygın kullanımının karşılaştığı en büyük engel şüphesiz yüksek tezgah maliyetleridir. Hammadde kalitesi, saklama koşulları, raf ömrü gibi kısıtlarda bu maliyeti daha da katlamaktadır. Ek olarak Eklemeli İmalat yöntem ve teknolojilerine ilk yatırım maliyetlerinin  hala yüksek olması da yüksek maliyetler başlığında yer almaktadır.

A.2) Tasarımdan Üretime Geçiş Zorluğu

Metalik malzemelerde bazı elementler lazerden dolayı buharlaşabilmektedir. Süreç esnasında çinko gibi ürünler kullanılabilirlik açısından zorlayıcı olabilmektedir. Bu yüzden alüminyum titanyum daha çok kullanılmaktadır. Bunlarla beraber toz kalitesi, hatalı veya yetersiz destek yerleşimi vb. sorunlar kaynaklı olarak, tasarımın, tezgâhta üretilememesi üretime geçiş zorluklarından bazılarıdır.

A.3) Standardizasyon/Parametre/Validasyon/Kalibrasyon Sorunları ve Gerekli Parametrelerin Geliştirilmesi

Hem malzeme hem de uygulanacak testler için belirli bir standardın olmaması. Malzemelerin, fiziksel ve mekanik testlerinin geleneksel yöntemlere göre yapılması. Her alaşım için enerji yoğunluğu, lazer gücü, tarama hızı gibi uygun parametrelerin geliştirilmesinin gerekmesi zaman, ürün range’i ve maliyette sorunlar yaratabilmektedir. (Özellikle Bakır gibi enerjiyi sönümleyen malzemelerin  üretilmesinde uygun lazer ve proses parametrelerinin geliştirilmesi)

A.4) Faz farklılıklarından kaynaklanan zorluklar

Metal çalışmalarında toz morfolojisi zorluk yaratıyor, kompozit tozların farklı morfolojik yapılarından kaynaklanan zorluk. Kaliteli toz gereksinimi (Metaller)

Eklemeli İmalat

B) Eklemeli İmalat Fırsatlar ve Güçlü Yönler

Burada maddelendireceğimiz olumlu Yönler kategorisi aslına bu çalışmaların ne kadar önemli olduğunu bir kez daha kanıtlıyor.

B.1) Daha Ucuz, Kişiselleştirebilir Son Kullanıcı Ürünlerin Hızlı ve Yerinde Üretimi (ADİDAS-CARBON ÖRNEĞİ)

Adidas ve Carbon, yeni bir ürün ve platformu hayata geçirmek için Carbon’un Dijital Işık Sentezi teknolojisinden yararlanarak atletik ayakkabılarda yeni bir fırsat alanı yaratıyor: Futurecraft 4D ve Adidas Futurecraft Loop  Müşterilerin benzersiz ihtiyaçlarını karşılayan özel, yüksek performanslı ayakkabıların önünü açan devrim niteliğindeki 3B yazdırılabilir malzemelerle daha önce gerçekleştirilmemiş orta taban geometrileri oluşturan ilk seri üretim sürecini geliştiriliyor.

 

B.2) Biyo Uygulamaların Katmanlı İmalat ile Üretilmesi

Kişisel organ, hücre, doku basımları da medikal sektörü için artan trendler arasındadır. Bu alandaki dayanımsal özelliklerin çeşitli biyomalzemeler ile arttırıldığı çalışmalar mevcuttur.

B.3) Katmanlı İmalat ve Gıda

Sadece polimer, metal gibi ürünlerde değil gıda ürünlerinde de kullanımı oldukça artmaktadır. Gıda ürünlerinde hem kişiselleştirmeyi mümkün kıldığı hem de farklı tasarımlara kolaylık sağladığı için çikolata, pasta gibi çeşitli gıda sektörlerinde kullanımı giderek artmaktadır.

B.4)  Öksetik Malzeme Üretimi

Başta tekstil ve otomotiv olmak üzere katma değeri yüksek malzeme üretiminde yeni bir üretim biçimi olarak görülmekte ve farklı malzemelerle de uygulanarak mevcut malzemelere daha üstün özellikte ve davranışta yeniden tasarlanabilmektedir. Özellkle koruyucu tekstil ürünleri ve endüstriyel dayanıma sahip ürünlerin üretiminde potansiyeli yüksek bir özelliktir. Ayrıca Covid test çubuklarının ucundaki kısmın doğruluk konusunda katkı sağlayabilecek öksetik malzeme ile üretimi yapılan en güncel çalışmalar arasındadır.

B.5) İlaç Sektöründe Katmanlı İmalat

Örnek: Nourished isimli firma yüksek etkili vitamin ve besinlerle dolu, 3D yazdırılmış, kişiselleştirilmiş sakız üretmektedir. Günde birden fazla vitamin kullanan tüketiciler için 30’dan fazla aktif bileşenden oluşmaktadır. Vitamin ve çeşitli besinlerle tüketicinin ihtiyaçlarına özel olarak katmanlar ile üretilmektedir.

Eklemeli İmalat

Tüm bu incelemelerle özetlemek gerekirse; eklemeli imalatın geleneksel yöntemler ile karşılaştırıldığında üretile bilirlik potansiyelinin yüksek olması, optimize edilmiş karmaşık tasarımların üretilmesi konusunda avantaj sağladığı için mevcut trendlerde üretimi eğilim gösterilen uygulamalardandır.

Özet

Eklemeli imalatta en çok kullanılan malzemeler; reçineler ve termoplastik polimerler, titanyum ve süper alaşım gibi metaller ve kompozitlerdir. Endüstriyel uygulamalarda bu malzemeler sıklıkla kullanılırken ev/ofis tipi uygulamalarda genellikle kullanılan malzeme grupları polimerler ve reçinelerdir.

Eklemeli imalat teknolojileri, daha hafif parçaları üretebilmesi, manuel montaj işlemlerini azaltması, üretim adımlarının sayısını azaltması, üretim döngüsünün daha kısa olması, malzeme tüketimini önemli ölçüde azaltması, protez, implant ve yapay organ üretimine olanak sağlaması ve son kullanıcı ürünlerin üretilebilmesi vb. nedenlerden dolayı başlıca; Havacılık & Uzay, Biyo-Medikal, Tıp, Otomotiv, Enerji sektörlerinde yaygınca kullanılmaktadır.

Tags: Eklemeli İmalat

 


Serhan ARSLAN

What's Your Reaction?

hate hate
0
hate
confused confused
0
confused
fail fail
0
fail
fun fun
0
fun
geeky geeky
0
geeky
love love
0
love
lol lol
0
lol
omg omg
1
omg
win win
0
win