Bir önceki sayıda 3B yazım sürecine; detaylıca makine türlerine ve malzemelerine; tasarımcılar olarak 3B baskıya uygun ve doğru ürünler elde edebilmek için tasarım aşamasında dikkat edilmesi gereken hususlara değinmiştik. Bu sayıda ise 3B yazıcıların endüstriyel üretimde neden ve nasıl kullanıldığına/kullanılmadığına değineceğiz.

Üretimde 3B Yazıcılar

3B baskıya geçiş, işletmelerin ve odaklanmış ürün ekiplerinin yeni ürünleri daha sık piyasaya sürdüğü kısa vadeli parça üretimini düşünmelerini mümkün kılabiliyor. Hayal güçlerinin ötesinde ve kesinlikle geleneksel yöntemlerle gelen kısıtlamaların ötesinde çalışabilecekler. 3B yazıcılar fiziksel parçalar için çevik bir geliştirme süreci sunar; üretimi ve pazara sunulması için gereken süreyi hızlandırma yeteneğine sahiptir. İlk birkaç yüz parçanın üretilmesi söz konusu olduğunda 3B baskının geleneksel yöntemlerin çok ilerisinde olduğuna şüphe yoktur. Peki 3B baskı büyük ölçekli üretim için de uygun mudur? 3B baskı, üretim süreçlerini etkileme ve işletmelerin daha yüksek bir seviyede performans göstermesine yardımcı olma şekli nedeniyle diğer birçok teknolojiden daha hızlı gelişen ve büyüyen bir teknolojidir. 3B baskı için kurulan bir üretim hattının değiştirilmesi, geleneksel üretim için olan üretim hattından daha kolaydır. Tüm bunlar 3B baskıyı uygulanabilir bir seçenek haline getirir. Tüm üretim hattı, baskı üretim hattının hızına göre ayarlanabilir ve uyarlanabilir. Bu nedenle, makinelerde iyileştirmeler, baskı hızında ayarlamalar ve hatta ürün değişikliği neredeyse anında yapılabilir. Geleneksel yöntemle bu değişiklikleri yapmak ve ardından yeniden üretime başlamak birkaç hafta veya ay sürebilir.

Büyük Ölçekli Üretim İçin 3B Baskıyı Kullanmanın Zorlukları

Üretim için 3B baskıyı kullanmanın faydaları göz ardı edilemez: verimlilik, hız, israfı azaltma, daha az hata ve daha az maliyet. Bununla birlikte, birçok üretici hâlâ geleneksel yöntemlerden bu yeni üretim yöntemine geçiş yapmamaya karar veriyor. Belirli büyük ölçekli parçaların üretimi söz konusu olduğunda, bir 3B yazıcı kullanmak, şirketlerin uğraşması gereken bazı zorluklarla birlikte gelir, örneğin: Ekipmanın maliyeti Spesifik sektör için mevcut malzemeler İşlem sonrası ihtiyaçlar Üretim maliyetleri Uzmanlık gereksinimi Yazılım geliştirme ve yetenekler Geri dönüştürülebilirlik. Bunlar, herhangi bir işletmenin 3B baskı kullanmaya gelince karşılaşacağı tüm zorluklar değildir, ancak işletmelerin karşılaşacağı temel zorluklardır.

  • Üretim için 3B baskıyı kullanmanın avantajları
    1. Maliyetlerde azalma

      Geleneksel üretim yöntemleri 3B baskı sürecinin aksine oldukça maliyetlidir. Geleneksel üretimdeki bir dizi makine, ürünü bir araya getirmek için bir üretim hattı ve çok sayıda işçi gereksinimi 3B baskı söz konusu olduğunda ortadan kalkar. Her bir 3B yazıcı, üretilmek istenen tasarımın otomatik üretim sürecini başlatabilmesi için bir operatörün makineyi başlatmasını gerektirir; dolayısıyla işçilik maliyeti düşüktür.

      Büyümesi artan görece yeni bir teknoloji olan 3B baskı ile üretimde malzeme maliyetleri yüksek olabilir; ancak artan malzeme çeşitliliği ile bu maliyetler zamanla azalacaktır. Buna rağmen geleneksel üretim yöntemlerinde maliyet çok daha fazladır.

    1. Risklerin azaltılması

      Üreticiler bir tasarımı üretimden önce onaylayabilmek amacıyla 3B baskı prototipleri ile hata, malzeme ve para israfı riskini ortadan kaldırabilir. Üstelik 3B baskı bir prototipi yeniden tasarlamanın ve değiştirmenin geleneksel yöntemlere göre oluşturulanlardan daha kolaydır ve daha güven vericidir.

      Geleneksel üretim yöntemleri genellikle seri üretimin verimliliğine dayanır ve çok sayıda montaj işçisi gerektirir. Üreticilerin kurulum maliyetlerini gerekçelendirmek için çok fazla ürün üretmesi gerekir.

    1. Başarısızlık daha ucuz ve daha hızlıdır

      Üretim turları arasında 3B yazıcıların farklı bir ürün yapmak için yeni bir makine ve alet takımı ile donatma gereksinimi bulunmamakta. Monte edebilme hızı söz konusu olduğunda geleneksel montaj hattı daha hızlıdır; fakat geleneksel imalatta üretimi durdurma noktasına getirebilecek insan hatasından makine sorunlarına kadar ters gidebilecek birçok durum vardır.

    1. Pazara giriş zamanı 3B baskı, tasarım fikirlerinin daha hızlı geliştirilip üretilmesini sağladığı için şirketler rakiplerinin önünde kalmasının yanı sıra üretim süresini aylardan günlere düşürebilir. 3B konseptlerin tasarımına göre bir ürün aynı gün tasarlanıp basılabilir.
    1. Oluşturun ve büyütün 3B üretimde hızlıca ve geleneksel yöntemler için uçuk olan fikirler, konseptler, tasarımlar modellenip üretilir ve daha sonra geliştirilebilir. Bu nedenle, herhangi bir işletme için, bir ürün bir fikirden, bir konsepte ve bitmiş parçaya kadar gidebilir.
    1. Geometrilerde Sınırlama Yok Geleneksel üretim yöntemleriyle yön değiştiren delikler, kare iç boşluklar gibi geometriler uzun yıllar boyunca üretilemedi. 3B üretim ile bugün var olan ve gelecekte yapılacak birçok iyileştirme sayesinde ürünlerin tasarımına yetebilen olası geometriler listesi sonsuz.
    1. Daha az atık Maliyetle orantılı olarak geleneksel üretim yöntemleri söz konusu olduğunda çok fazla kaynak israfı mevcut. 3B baskıda ise kaynaklar daha verimli kullanılır. Bir 3B yazıcı üretim esnasında temelde yalnızca yazıcının püskürtme haddesinden geçen ve ürünün montajı için kullanılan malzemeyi kullanacaktır. Enjeksiyon kalıplarının aksine kalıpları doldurmak için ek bir malzemeye de ihtiyaç vardır. Sonuçta destek malzemesi gibi atıklar ortaya çıkacaktır.
    1. Daha az depolama alanı 3B baskı ile üretim talep anında üretilebilme kapasitesine sahip olduğundan geleneksel yöntemlerle seri üretim sonucunda oluşan depolama alanı gereksinimi ve dolayısıyla maliyet büyük oranda azalır.

Uygulama Alanları

Havacılık ve Savunma Endüstrisi

🚀 3B Baskılı Roket Bileşenleri Özellikle metallerle 3B baskı, roket üretiminde giderek daha fazla kullanılmakta. 3B baskı, mühendislerin roket parçalarının tasarımında yenilik yapmasına ve bunları daha kısa sürede üretmesine olanak sağlıyor. Bunun bir örneği, Airbus Group ve Safran'ın ortak girişimi olan Ariane Group tarafından geliştirilen Ariane 6 başlatıcısı için bir enjektör kafasıdır. Enjektör kafası, yakıt karışımını yanma odasına zorlayan bir tahrik modülünün temel elemanlarından biridir. Geleneksel olarak enjektör kafaları, birlikte işlenmesi ve kaynaklanması gereken düzinelerce hatta yüzlerce parçadan yapılır. Buna karşılık, 3B baskı, bu bileşenlerin tek parça olarak üretilmesini sağlar. Ekip, başlangıçta 248 bileşen gerektiren bir tasarımı aldı ve bunu SLM teknolojisiyle malzemesi nikel bazlı bir alaşım olan bir adet 3B baskılı parçaya indirdi . Eskiden döküm ve işleme üç aydan uzun sürerken, dört paralel lazer ile bir EOS M 400-4 3B yazıcı kullanılarak Eklemeli Üretim ile üretim süresi 35 saate düşürüldü. Ek bir avantaj, %50'lik bir maliyet azalmasıydı.

💡 Elektronik 3B baskı, PCB'leri (printed circuit boards: baskılı devre kartları) imal etmek için 3B yazıcıları kullanmak, savunma şirketleri için giderek büyüyen bir alanıdır. PCB'ler elektroniklerin beynidir; akıllı telefonlarımızı ve blu-ray oynatıcılarımızı çalışır hale getiriyor. Prototip oluşturma için şirket içinde PCB yazdırmak yalnızca prototip oluşturma sürecini hızlandırmakla kalmaz, aynı zamanda yüksek düzeyde IP koruması sağlar . Ancak PCB baskı teknolojisi, küçük ve orta ölçekli seri üretim için de kullanılabilecek noktaya gelmiştir.

Otomotiv Endüstrisi

🚗 3B Baskılı Özel Koltuklar
3B Baskılı Özel Koltuklar Porsche, kısa süre önce, 3B baskı ve kafes tasarımından yararlanan yeni bir spor araba koltuğu konseptini tanıttı. Yeni koltuklar, üç sertlik seviyesi ile özelleştirilebilen poliüretan 3B baskılı orta koltuk ve sırtlık minderi bölümlerine sahiptir: sert, orta ve yumuşak. 17 Mart 2020 tarihli Porsche haberine göre, "Başlangıçta Avrupa'da olmak üzere Mayıs 2020'den itibaren 911 ve 718 serileri için sürücü koltuğu olarak Porsche Tequipment'ten satışa sunulacak. Menzil başlangıçta, altı noktalı emniyet kemeri ile birlikte Avrupa'daki yarış pistlerinde kullanılmak üzere 40 koltuk prototipiyle sınırlı olacak. Müşterilerden gelen geri bildirimler geliştirme sürecine dahil edilecektir. Bir sonraki adım olarak, 2021 ortasından itibaren Porsche Exclusive Manufaktur'dan üç farklı sertlik seviyesinde ve renklerde, trafikte kullanıma uygun olacak olan koltuklar sunulacak."

Porsche, genel olarak koltuğu müşterinin özel vücut hatlarına göre kişiselleştirerek koltuk özelleştirmesini sertlik ve rengin ötesine taşımak istiyor. 3B baskı şu anda bu düzeyde özelleştirmeyi sağlayabilen tek teknoloji olmaya devam ediyor.

🚘 Ford firmasının ödüllü araçlarından biri, FDM kullanılarak üretilen kalıp yenilikçiliğinin bir örneği bir montaj asansörüdür. 3B baskılı parça, geleneksel bir muadilinden %50 daha düşük maliyetlidir ve tedarik sürelerini önemli ölçüde kısaltmıştır. Ağırlık azaltma, kullanım durumunda önemli bir faktör, çalıştırmayı kolaylaştıracak ve tekrarlayan hareket yaralanmalarını azaltacaktı. 3B baskı ile mühendisler, önemli ölçüde daha hafif bir fikstür üretebildiler.

Tıp ve Dişçilik Endüstrisi

🧬 Biyolojik Baskı — Biyo-mürekkep: Plastik veya metal parçaları kullanmak yerine, 3B biyoyazıcılar ile organ dokularını taklit eden biyomürekkep ile canlı hücreleri katman katman diziliyor. Kıkırdak, deri ve kemik gibi görece basit yapay doku ve yapıları; kan damarları ve kalp yamaları üretmek için hazırda kullanılıyor. ABD merkezli bir tıbbi laboratuvar ve araştırma şirketi olan Organovo biyolojik baskılı dokuları üretmek için donör organlardan alınan hücreleri biyo-mürekkebe dönüştürüyor. Bu hücreler küçük doku alanları oluşturmak için katmanlanıyor. Bu katmanlı üretilmiş dokular, büyük bir rejeneratif tıp potansiyeli ile yeni ilaç ve tedavileri test etme; hayvanlar üzerinde test etme veya riskli deneyler yapma ihtiyacına çözüm olabilir.
🦷 Şeffaf diş telleri, dişleri ayarlamak ve düzeltmek için kullanılan dental cihazlardır ve doğası gereği kişiselleştirilmiş ürünlerdir. 3B baskı uygun maliyetli kişiselleştirilmiş baskı için birebirdir. Bu baskıyı mümkün kılan anahtar teknolojiler, yüksek hızları ve doğrulukları nedeniyle Stereolitografi (SLA) ve Malzeme Püskürtme (MJ)'dir. Invisalign markası altında tanınan en büyük şeffaf plaklar (çarpık dişlerin sırasını düzelten plastik ortodonti aleti - diş teli alternatifi olarak kullanılıyor) üreticisi olan Align Technology de şeffaf hizalayıcılar için 3B baskı kullanan bir şirket örneği. Şirketin 2019 yılında günde yarım milyondan fazla benzersiz 3B baskılı parça ürettiği bildirildi.
🦷 Dijital Diş Hekimliği

Dental ölçüleri oluşturmak için kullanılan geleneksel süreçler, masaüstü 3B baskı sistemleri, 3B tarayıcılar ve materyallerin daha erişilebilir hale gelmesiyle giderek yerini dijital teknolojilere bırakıyor. Ağız içi tarama ve 3B baskıyı birleştirerek, diş laboratuvarları bir hastanın anatomisine mükemmel şekilde uyan kronlar, köprüler ve ısırma atelleri gibi diş ürünleri daha hızlı ve daha ucuza oluşturabilir. SLA ve SLS masaüstü makineleri üreticisi Formlabs, makinelerinde yapılan cerrahi kılavuzlar kullanılarak 50.000'den fazla ameliyatın gerçekleştirildiğini tahmin ediyor.

🦴

3B baskı ile plastik veya metal malzemeden protez ve ortopedik cihazlar oluşturmak için de kullanılıyor. İmplantlar söz konusu olduğunda, 3B baskı şu anda kalça ve diz eklemi protez, kafatası rekonstrüksiyon implantları ve omurga implantları oluşturmak için kullanılmaktadır. Lima Corporate, ortopedik ürünlerde 3B baskının öncülerinden biri olan İtalyan bir şirkettir. Kalça protezlerinin temel parçaları olan asetabular kaplar gibi parçaları üretmek için şu anda en az 15 metal 3B yazıcı kullanıyor. Bir vaka: Kalça protezi ihtiyacı duyan bir dağcı, Lima'nın 3B baskılı asetabular kapağa sahip kalça implantını aldı. 3B baskı sayesinde, doğal kemiğin gözenekli yapısını taklit eden, kemik entegrasyonunu iyileştiren, implantın vücudun kalıcı bir parçası haline gelmesini sağlayan bir işlem olan bir kap üretmek mümkün oldu. Sonuçta hasta, implantasyondan iki buçuk ay sonra tekrar yürüyebildi ve tırmanabildi.

Tüketim Ürünleri

👟 Örneğin Adidas, Carbon’ın tescilli Digital Light Synthesis 3B teknolojisini kullanarak Futurecraft 4D spor ayakkabıları için orta tabanları 3B olarak yazdırıyor. 3B baskıyı bu şekilde kullanmanın en önemli avantajlarından biri, orta tabanın çeşitli özellikleri sayesinde çeşitli sporlar için ayakkabı performansını arttırmaktır. Spor ayakkabının tabanında daha iyi yastıklı bir orta taban için 20,000 destekleyici bulunuyor; bunu geleneksel yöntemlerle üretmek mümkün değil. Örneğin enjeksiyon veya kompresyon kalıplama ile, ihtiyaç duyulan değişken özelliklere sahip orta taban oluşturmak neredeyse imkansızdır ve montaj gerektirir.
👁️ Fransız moda şirketi Chanel, 2018'de dünyanın ilk 3B baskılı maskara fırçasını piyasaya süren 3B baskının potansiyelini gösteren bir şirkettir. Révolution Volume maskara fırçası, lazer ışını kullanan SLS teknolojisiyle poliamid tozu katmanları birleştirilerek üretildi. Fırçadaki pürüzlü yüzeyi sayesinde maskaranın kirpiklere yapışmasını iyileştirmesiyle tasarımda optimizasyon sağlanmıştır.
✂️ Gillette, müşterileri için daha fazla kişiselleştirme sunmak için 3B baskıyı kullanarak Formlabs ile ortaklaşa, Razor Maker platformunu piyasaya sürdü. Bu pilot program sayesinde müşteriler, SLA kullanılarak üretilecek olan özelleştirilmiş tıraş makinesi saplarını sipariş etmek için 48 tasarım seçeneği arasından seçim yapabilirler.

Sanayi Ürünleri

🏭 Başlıca endüstriyel ürünler şirketleri, eklemeli üretimi, nihai parça üreten ortalama bir yöntem olarak araştırıyorlar. Örneğin, 3B baskı, İngiltere'nin önde gelen rulman üreticisi Bowman Additive Production'daki rulman üretimini dönüştürmeye yardımcı oluyor. Bowman, HP’nin Multi Jet Fusion teknolojisini ve PA11 naylon malzemesini kullanarak ısmarlama Rollertrain kafesini üretebildi. Parça, üretim sürecinin karmaşıklığını gösterir; kafesin her bir bölümünü birbirine sabitlemek için yuvarlanan elemanları kullanan birbirine kenetlenen bir yapı içerir. Sonuç: %70 daha fazla yük taşıma kapasitesine ve %500'e kadar artırılmış çalışma ömrüne sahip rulmanlar.
🛠️ İhtiyaç üzerine yapılan 3B baskı sayesinde yedek parçaları hızlıca ve ucuza üretebilmek mümkündür. Örneğin eski bir ekipmanın değişim parçasına ihtiyaç olduğunda üretilebilmesiyle düşük talebe sahip yedek parçaların maaliyetli depolanmasını es geçerek envanterin azaltılmasına yardımcı olur. Üstelik maaliyeti ve üretim zamanını haftalardan saatlere kadar azaltıp daha fazla fiili çeviklik getiriyor. Siemen Mobility, Siemens Mobility RRX Demiryolu Merkezi [RRX (Rhine-Ruhr Express) Rail Service Center]'nde ihtiyaç durumunda kalıp ve yedek parça üretiminde 3B yazıcıları kullanan şirketlerden biridir. Siemens Mobility'ye göre demiryolu merkezi yedek parçalar için üretim süresini %95 azaltabilme kapasitesine sahip.
Rulman
Siemens Mobility RRX Demiryolu Merkezi

Hızlı bir geri dönüş zamanında ve düşük maliyetli tek bir (veya yalnızca birkaç) parçaya ihtiyaç duyulduğunda veya parça geometrisi başka herhangi bir üretim teknolojisi ile üretilemediğinde, 3B baskı en iyi seçenektir. 3B baskı mükemmel geometrik esneklik sunar ve özel parçaları ve prototipleri hızlı ve düşük bir maliyetle üretebilir; ancak büyük hacimler, sıkı toleranslar veya zorlu malzeme özellikleri gerektiğinde geleneksel üretim teknolojileri genellikle daha iyi bir seçenektir.

   
   - https://www.3dhubs.com/guides/3d-printing/

   - https://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing

   - https://tr.wikipedia.org/wiki/Üç_boyutlu_baskı

   - https://builder3Dprinters.com/industrial-3D-printers/?gclid=Cj0KCQjwit_8BRCoARIsAIx3Rj45akQM3Jpf7WM-3eqgfZiA0MAzJDpa7FNqTDQsy58oun6JCK8FS2YaAjgNEALw_wcB

   - https://3dlaboratorio.es/eng/3d-printing-examples.htm

   - https://www.apics.org/apics-for-individuals/apics-magazine-home/magazine-detail-page/2018/07/03/principles-of-3d-printing

   - https://manufactur3dmag.com/3d-printing-technology-choice-fdm-v-s-sla-v-s-sls/

   - https://www.manufacturingglobal.com/technology/evolution-3d-printing-manufacturing

   - https://www.3dhubs.com/knowledge-base/additive-manufacturing-technologies-overview/

   - https://www.3dhubs.com/knowledge-base/additive-manufacturing-process/

   - https://www.3dhubs.com/knowledge-base/3d-printing-vs-cnc-machining/

   - https://en.wikipedia.org/wiki/Applications_of_3D_printing#Manufacturing_applications

   - https://3dprinting.com/what-is-3d-printing/#Consumer-Products

   - https://amfg.ai/industrial-applications-of-3d-printing-the-ultimate-guide/#tab-con-4

   - https://www.researchgate.net/publication/327760995_Watching_and_Safeguarding_Your_3D_Printer_Online_Process_Monitoring_Against_Cyber-Physical_Attacks

   - https://markamuduru.com/4-tuketim-urunu-kategorisi/

   - https://newsroom.porsche.com/en/2020/products/porsche-3d-printed-bodyform-full-bucket-seat-concept-study-19996.html

   - https://www.crea3d.com/en/module/psblog/module-psblog-blog?id=13&controllerUri=blog

   - https://www.multi-circuit-boards.eu/en/pricing/printed-circuit-boards.html

   - https://www.elektor.com/voltera-v-one-desktop-pcb-printer

   - https://www.medicalexpo.com/prod/lima-corporate/product-94137-599193.html

   - https://www.medicalexpo.com/prod/lima-corporate/product-94137-740028.html

   - https://www.limamemorial.org/health-library/HIE Multimedia-TextOnly/3/100006

   - https://www.researchgate.net/publication/276370694_Additive_manufacturing_of_Trabecular_Titanium_orthopedic_implants/figures?lo=1

   - https://www.additivemanufacturing.media/columns/10-years-producing-hip-implants-through-am

   - https://digital.hbs.edu/platform-rctom/submission/organovo-bioprinting-tissue-to-speed-up-drug-development/,

   - https://redshift.autodesk.com/3d-printed-organs-bioficial-heart/

   - https://interestingengineering.com/the-science-fiction-world-of-3d-printed-organs

   - https://boutique.humbleandrich.com/adidas-futurecraft-4d-sneakers-review/

   - https://www.3dprintingmedia.network/siemens-mobility-3d-printing-rail-center/

   - https://press.siemens.com/global/en/pressrelease/siemens-officially-opens-rrx-maintenance-depot

   - https://www.thefreedictionary.com/retooling   

Dergimize Reklam Verin

Reklam

Dergimize reklam vererek ürününüzü, içeriğinizi öne çıkarabilirsiniz. C reklam alanına şimdi reklam verebilirsiniz.


Bu makale tarihinde MARKUT Dergi Sayı: 05 altında Hilal Doruk tarafından yazılmıştır. Sayının devamını aşağı kaydırararak okuyabilirsiniz. Üst menüden diğer sayılarımızı okuyabilir, buraya tıklayarak anasayfaya dönebilir veya alt bölümdeki formu doldurarak dergimize abone olabilirsiniz.

Paylaş:
Dergimize Abone Olun
Yeni Sayıları Mailinize Gönderelim

ücretsizdir.

Markut D1 Reklam Alanı Görselidir.

Dergimizin Bir Parçası Olun

Reklam

Dergimize reklam vererek ürününüzü, içeriğinizi öne çıkarabilirsiniz. D1 reklam alanına şimdi reklam verebilirsiniz.

Markut D2 Reklam Alanı Görselidir.

MARKUT'un Yanında Uçun

Reklam

Dergimize reklam vererek ürününüzü, içeriğinizi öne çıkarabilirsiniz. D2 reklam alanına şimdi reklam verebilirsiniz.