3 Aralık Dünya 3D Baskı Günü kutlu olsun! Onaranlar Kulübü olarak onarım süreçlerimizde yararlandığımız ileri 3D baskı teknolojisinin gelişimine birlikte göz atmaya ne dersin?
“3D baskı” kavramı ilk duyduğumuzda fütüristik bir teknoloji izlenimi veriyor. Bilim kurgu romanlarından fırlamış gibi hissettiren ve baştan uca bir imalat süreci sunan 3D baskı teknolojisi esasında çok daha geçmişe dayanıyor. Ancak 3D yazıcıların son yıllarda kişisel kullanımının artması ev, iş yeri, okul gibi gündelik hayatın parçası olan alanlarda bu teknolojiye erişimimizi kolaylaştırdı. Bu nedenle 3D baskı teknolojisini hem eski hem de gelişim sürecinde yenilikler getiren bir inovasyon olarak değerlendirebiliriz.
3D baskı teknolojisinin dünü
1980-1999 arası yaşanan gelişmeler
Yakın geçmişe kısa bir yolculuk vakti. Bilinen en eski 3D yazıcı 1981 yılında Dr. Hideo Kodama tarafından icat edildi. Kodama’nın geliştirdiği makine UV ışığıyla polimerize edilebilecek bir reçine kullanarak parçaları katman katman oluşturan ilk hızlı prototipleme makinesi olarak yerini aldı.
1986 yılında stereolitografi (SLA) için ilk patent 3D baskının mucidi olarak kabul edilen Chuck Hull tarafından dosyalandı. Hull hem SLA hem de 3D baskı için kullanılan en yaygın dosya türü olan .stl formatını oluşturmak ve ticarileştirmek için patent yoluna başvurdu.
1988 yılında Teksas Üniversitesi öğrencisi Carl Deckard, toz haline getirilmiş malzemeyi katı yapılara sinterlemek için lazer kullanan başka bir 3 boyutlu baskı türü olan seçici lazer sinterleme (SLS) teknolojisinin lisansını aldı.
1989’da ise Scott Crump 3D baskı endüstrisinin ana oyuncularından biri olan Stratasys’i kurdu. Crump, aynı zamanda erimiş filament üretimi (FFF) olarak da bilinen erimiş biriktirme modellemesinin (FDM) patentini aldı. Aynı sene Chuck Hull’un şirketi 3D Systems Corporation SLA-1 3D yazıcıyı piyasaya sürdü.
1990’lı yıllara geldiğimizde ise yeni şirketlerin kurulması ve yeni katmanlı üretim teknolojilerinin keşfedilmesiyle 3D baskı endüstrisinde büyük bir büyüme gözlemlendi. Ancak ilk SLS yazıcının ticari olarak satışa sunulması 2006 yılına kadar mümkün olmadı.
Kaynak: Unsplash
2000li yıllarda yaşanan gelişmeler
Bu yıllarda CAD araçları da daha kullanışlı hale geldi. Böylece insanların bilgisayarlarında 3D modeller geliştirmesinin önü açılmış oldu. CAD teknolojisinde yaşanan gelişimin 3D baskı oluşturmanın kaderini olumlu yönde etkilediğini söyleyebiliriz. Üretimin kişiselleştirilmesinin önü açıldıkça 3D yazıcıların gelişimi de hızlandı. 3D baskının ilk dönemindeki makineler şu anda kullandığımız makinelerden çok farklıydı. Kullanımı zordu, pahalıydı ve son baskıların çoğu çok sayıda son işlem gerektiriyordu. Ancak zaman geçtikçe yaşanan keşifler ve yöntemler yeni uygulamaların geliştirilip süreçlerin kolaylaştırılmasının önünü açtı.
Daha sonra 2005 yılında açık kaynak 3D yazdırmanın kurallarını değiştirerek insanlara bu teknolojiye daha fazla erişim olanağı sağladı. Dr. Adrian Bowyer, diğer 3D yazıcılarla birlikte başka bir 3D yazıcı oluşturabilecek bir 3D yazıcı oluşturmaya yönelik açık kaynaklı bir girişim olan RepRap Projesini yarattı.
Kaynak: Unsplash
2008 yılında ilk protez bacak basılması 3D baskının ön plana çıkmasını sağladı. Günlük hayattaki kritik bir soruna çözüm olabilmesiyle göz dolduran 3D baskı teknolojisi terimleşti ve dünya çapında milyonlarca kişi tarafından tanındı. 2009 yılında ise 80’lerde başvurulan FDM patentlerinin kamu malı haline gelmesi bildiğimiz 3D baskının tarihini değiştirdi. Artık teknoloji yeni şirketlerin ve kişilerin kullanımına açıktı. Artan rekabet sayesinde 3D yazıcıların fiyatları düşmeye başladı ve 3D baskı giderek daha erişilebilir hale geldi.
3D baskı teknolojisinin bugünü
Ticari 3D yazıcıların yükselişinden bu yana endüstrinin hareket yönü büyük ölçüde değişti. Artık hem kişisel kullanıma hitap eden hem de endüstriyel amaçla kullanılan 3D yazıcılar havacılık, mimari, imalat, otomotiv, sağlık, inşaat gibi endüstrilerde ve pek çok alanda kullanılıyor.
Elbette geçen zaman içinde 3D yazıcıların kullandığı malzemeler de gelişti. Artık yaygın olarak bulunabilen çeşitli plastikler ve filamentler mevcut. Karbon fiber ve cam elyaf gibi malzemeler de 3D olarak basılabilir hale geldi. Hatta çikolata veya makarna gibi baskı malzemeleriyle yapılan denemeler bile mevcut.
Dünyanın en büyük işlevsel 3D baskılı binasının inşası ise 2019’de tamamlandı. 2018 yılında Uluslararası Uzay İstasyonu düşük yerçekimli bir 3D yazıcı kullanarak uzaydaki ilk aleti basmıştı. Böylece astronotlar uzayda bakım için ihtiyaç duyulan araçlara Dünya’dan teslim edilmesini beklemekten çok daha hızlı bir şekilde erişebilecekti,
Yukarıda da belirttiğimiz gibi 3D baskı artık işitme cihazlarının ve diğer sağlık uygulamalarının geliştirilmesinde tutarlı bir şekilde kullanılabiliyor. Ve birçok endüstrinin veya sektörün bu teknolojiyi günlük hayatlarında benimsediğine dair örnekler görmek mümkün.
Kaynak: Unsplash
Günümüzde yaygın kullanılan 3D baskı malzemeleri
Bugün pek çok farklı amaçla kullanılan 3D baskı malzemelerini basitçe kategorize edebiliriz: Plastikler, tozlar, metaller, reçineler ve kompozit gibi diğer malzemeler. Bu malzemeler 3D baskıyı son derece hassas havacılık ve endüstriyel makine bileşenlerinden özelleştirilmiş tüketim mallarına kadar birçok parça için oyun değiştiren bir seçenek haline getiriyor.
Plastik
3D baskıya yönelik tüm hammaddeler arasında en yaygın olanı plastik. Nispeten uygun fiyatlı bir seçenek olan plastik, genellikle dekorasyon ve hızlı prototipleme ürünlerinde kullanılıyor. Plastik yapıya sahip filamentlerin üretimi ise genellikle termoplastik filamentlerin eritildiği ve katman katman şekillendirildiği FDM yazıcılarla yapılıyor. PLA, ABS, PC gibi filament türlerinin yer aldığı plastik yelpazesi özellikle hobi kullanıcıları için iyi bir seçenek sunuyor.
Toz
Günümüzün daha ileri teknolojiye sahip 3D yazıcıları ise ürün oluşturmak için toz halindeki malzemeleri kullanıyor. 3D yazıcının içinde eritilen toz; istenilen kalınlık, doku ve desenler elde edilene kadar katmanlar halinde dağıtılıyor. Naylon malzemesini yaygın olarak kullanılan toz malzeme tipleri arasında sayabiliriz.
Reçine
Reçineler ise 3D baskıda daha sınırlayıcı ve dolayısıyla daha az kullanılan malzemelerden biri olarak karşımıza geliyor. Diğer malzemelerle karşılaştırıldığında reçine sınırlı esneklik ve dayanıklılık sunuyor. Bu nedenle daha dar bir kullanıcı kitlesinin ihtiyaçlarına hitap ediyor.
Metal
3D baskı endüstrisindeki popüler malzemelerden biri de metal lazer sinterleme (DMLS) olarak bilinen bir işlemle kullanılan metaldir. Bu teknik, bileşen parçalarının yapımını hızlandırmak ve basitleştirmek için metal 3D baskıyı kullanan hava yolculuğu ekipmanı üreticileri tarafından halihazırda benimsenmiştir. Metal yapısı gereği daha güçlü ve daha çeşitli gündelik eşyalar üretebilir. Bu sürecin temel avantajlarından biri ise gravür işini yazıcının üstlenmesidir. Böylece ürünler bir zamanlar gravürün gerektirdiği emeği gerektirmeyen, yalnızca mekanik olarak programlanmış birkaç adımda kutu yüküyle tamamlanabilir.
2015 yılında İsveçli Cellink şirketi, biyolojik doku ve potansiyel olarak insan organlarını basmak için kullanılabilecek, deniz yosunu bazlı bir malzeme olan “biyo-mürekkebi” piyasaya sürdü. Bu gelişme 3D baskı şirketlerinin çeşitli endüstrilerde devrim yaratmak için kullanabileceklerine dair inancı artırdı. 3D baskının potansiyelini gerçekleştirdiğini ve geleceğinin fırsatları bizi şimdiden heyecanlandırıyor.
