Bilim-TeknolojiYazılar

3 Boyutlu Yazıcı Teknolojileri – Dünü, Bugünü ve Yarını

‘3B Yazıcı’ ya da ‘3D Yazıcı’, hangisi doğru? Bir zamanların computer-bilgisayar ikileminde kaldığımız zamanları düşünelim… Sanırım biraz yaklaştık. Evet tahmin edebileceğimiz gibi yabancı kökenli teknolojilerin veya terimlerin ülke sınırlarımız içerisine ilk girişindeki durumun ta kendisi. Aslında bu iki harften oluşan kısaltmalar aynı anlama gelmekte. 3B’deki B ‘Boyut’, 3D’deki D ise ‘Dimension’ yani ‘boyut’ kelimesinin İngilizce karşılığıdır. Görüldüğü gibi bir farkları yok. Fakat biz gerek haber içeriklerinde gerekse söylemlerimizde bu ikileme düşebiliyoruz. ‘3D Yazıcılar Hayatımızın Her Alanında’ başlıklı bir Türkçe haber manşetinde ‘D’ harfi bir kısaltma olarak çok sırıtmasa da aslında olması gereken ve benim kullanmayı tasvip ettiğim ‘3B’ kısaltmasıdır. Umarım dilimize tam olarak yerleşmeden, ‘bilgisayar’ kelimesindeki başarıyı bu teknolojide de yakalayabiliriz.

 

Bir 3B Yazıcıda Baskı Aşamasında Olan Vazo Modelleri

Buraya kadarki giriş ile biraz edebiyat yaptık ve konuya ısınmaya başladık sanıyorum. Sizleri çok fazla teorik bilgilere boğmadan herkesin anlayabileceği yalın bir şekilde bu teknolojiyi, tarihçesini, günümüzdeki ve gelecekteki konumunu anlatmaya çalışacağım. Umarım bu yazıyı okuduktan sonra konuya farkındalığımız daha da artacaktır.

3 boyutlu yazıcılar için kısaca; 3 boyutlu bir bilgisayar çizimini somut (elle tutulur, gözle görülür) olarak üretmemize yarayan cihazlardır diyebiliriz. Günümüzde kullanılan yazıcıların çoğu katmanlı üretim teknolojisi ile üretim yapmaktadır. Katmanlı üretim denmesinin sebebi eriğik ya da akışkan hale gelmiş bir hammaddenin bir delikli uç yardımıyla (nozzle) şerit şerit ve üst üstte (katman katman) bir nesneyi inşa etmesidir. Zihnimizde biraz canlanması için birkaç örnek verecek olursam; pastanızı yaptınız ve sıra üzerini süslemeye veya yazı yazmaya geldi. Akışkan pasta kremasını ya da çikolatayı bir tüp içerisinden pastanızın üzerine sıktığınızı hayal edin… Bir başka örnek olarak da sıcak ya da soğuk silikon tabancanızla sıvı haldeki malzemenizle bir dolgu yaptığınızı düşünün… İşte bu kadar basit olmasa bile temel olarak 3 boyutlu yazıcılarda bu işlemleri siz değil bu cihazlar yapmakta. Bu sebeple 3 boyutlu yazıcılar için literatürde, katmanlı üretim teknolojisi ibaresi de geçmektedir. Sizin yalnızca ne yapmak istediğinizi makineye söylemeniz yeterli olacaktır (Bir bilgisayar çizimi dosyasının, 3B yazıcının anlayacağı kodlama diline çevrilmiş halinin yazıcıya aktarılması).

1980’li yılların başlarında Amerikalı mühendis, mucit ve 3D Systems şirketinin kurucu ortağı Charles Hull tarafından üretimi yapılan ilk 3B yazıcı ile teknolojinin emekleme sürecine geçmiş olduğunu söyleyebiliriz. Charles’ın tasarladığı ilk model SLA(Stereolitografi) tipi 3B yazıcıydı. Fotopolimerler (ışık kaynağına maruz kaldığında katılaşan malzeme) üzerine çalışmaları bulunan Charles, ultraviyole ışığa maruz kaldığında katılaşan reçine içerikli akışkan maddeyi hammadde olarak kullandı ve bilgisayar kaynaklı bir 3 boyutlu çizimi icat ettiği makinesiyle üretti. Daha sonraları 80’li yılların sonlarına doğru farklı tekniklerin kullanıldığı 3B yazıcı modelleri de tasarlanıp üretildi. Bu yazıcı modellerinden günümüzde en yaygın kullanılanı FDM (Fused Deposition Modelling-Eriğik Yığma Modelleme) tipi yazıcılardır. Bu tip yazıcılarda hammadde nozzle’da (başlık-kafa) yarı eriğik hale gelmekte ve üretim tablasına katmanlar halinde dökülmektedir. FDM tipi yazıcıların baskı hızlarının yavaş olması, tek seferde üretim kapasitesinin az olması bir ürünün seri üretim olarak baskısının alınması için uygun olamamaktadır. Bu tip yazıcılar günümüzde daha çok prototip baskı alanında kullanılmaktadır. Eğitim, sanat, kalıplama, havacılık, moda tasarımı, maket, tıp gibi giderek artan birçok alanda bu teknolojinin şu an için kullanıldığını görmekteyiz. FDM tipi yazıcılarda hammadde olarak daha çok polimer grubu ürünler tercih edilmektedir. Hammadde ürün yelpazesi giderek genişlese de daha çok; PLA, ABS, FLEX, PETG gibi başlıca polimer gruplarının kullanıldığını söyleyebiliriz. Filament olarak adlandırılan bu polimer hammaddeler; belli bir çapta (genellikle 1,75 mm), makara halinde ve 500 gr-1000 gr’lık paketler halinde satılmaktadır. Ayrıca daha çok sanatsal ve dekoratif alanlar için seramik hammaddeli, gıda sektöründe ise çikolata, peynir vb. içerikli yenilebilir malzemelerde kullanılmaktadır. Son yıllarda özellikle inşaat sektöründe büyük çaplı 3B yazıcılar ile beton ev-bina yapımlarının olduğu da görülmektedir. İlk başlarda deneme amaçlı tasarımı ve üretimi yapılan bu yapıların artık yaşanabilir alanlar olarak üretildiği ve hatta ticaretinin yapıldığı görülmektedir. Yakın gelecekte ülkemizde de 3B yazıcıdan basılmış yaşam alanları görebileceğimizi umuyorum. Bunlarla birlikte farklı hammaddeleri kullanan ve farklı amaçlarla geliştirilmiş yine katmanlı üretim yapan; SLS, EBM, LOM gibi yazıcı tiplerinin ve benzerlerinin olduğunu da söyleyelim.

3B Yazıcı Teknolojisi ile Üretimi Yapılmakta Olan Bir Bina

Günümüzde 3 boyutlu yazıcı teknolojine baktığımızda belki de bu teknolojinin en önemli ve heyecan verici kısmını tıp alanındaki çalışmalar oluşturmaktadır. Özellikle şu an hayati olmayan dokuların üretimi yapılabilmektedir. Belli sebeple yaralanmış hayvan veya insanların kafatası, kaburga, diz kapağı vb. bu teknoloji ile üretilebilmektedir. Ayrıca kol ve bacak protezi ihtiyacı olanlar için de önemli adımlar kaydedilmiştir. Fakat dünyayı en çok heyecanlandıran gelişmeler hayati dediğimiz kalp, böbrek gibi organların üretim aşamalarında gerçekleşmektedir. Şu an farklı ülkelerde yapılmış olan çeşitli çalışmalar bulunmaktadır. Üretimi yapılan bu organların kısa süreli ve aktif olmayan bir çalışma performansı gösterdiği haberlere yansımaktadır. Bir gerçek var ki bu hayati organların üretilip insanlar üzerinde kullanılmasıyla tıp alanında yeni bir devir başlamış olacak.

3B Yazıcıyla Üretilmiş Bir Kalp

Günümüzde FDM tipi çeşitli modellerde birçok yazıcı markası bulunmaktadır. Bu yazıcıların bir kısmı yerli üretim, bir kısmı da ithal yazıcılar olarak son kullanıcıya sunulmaktadır. Fiyatları boyutlarına ve yazılımsal-donanımsal özelliklerine göre değişse de fiyat/performans durumu değişkenlik gösterebilmektedir. Görece olarak daha ucuz bir yazıcıdan iyi bir baskı kalitesi de elde edilebilmektedir. Piyasada son kullanıcı için satılan hazır bir yazıcı 2.000 TL’den başlayıp 100.000 TL’ye kadar ulaşabilmektedir. Şu an evlerde yalnızca hobi amaçlı kullanılmaya başlansa da ilerleyen yıllarda, ev tipi yazıcıların daha da yaygınlaşmasıyla, öğretmenler tarafından öğrencilere, yazı çıktısı ödevleri gibi obje çıktısı ödevlerinin de verileceğini öngörmek çok da zor olmasa gibi.

Teknolojiyi takipte kalın, bilimle kalın. Bir sonraki yazıda görüşmek üzere.

Caner AZKESKİN

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Göz Atın
Kapalı
Başa dön tuşu