Bu sayımızda, Kocaeli Üniversitesi Havacılık Fakültesinden Doç. Dr. Satılmış Ürgün hocamızın hava aracı parça imalatında 3D yazıcısından faydalanmasına yer vermek istiyorum.
Hayatımıza yeni giriyor görünseler de 3D yazıcılar otuzlu yaşta olanlarımızdan daha yaşlılar.
1981 yılında Nagoya Municipal Industrial Research Institute’den Hideo Kodama ilk prototipini üretmiştir. Bu zamandan günümüze kadar gelişimini sürdürmüşlerdir. Birçok firma bu gelişime katkıda bulunmuştur.
2010 yılından sonra fiyatlarındaki hızlı düşüş ve üretim kalitesindeki artış, biz son kullanıcılar açısından 3D yazıcıları ulaşılabilir hale getirmiştir. Tasarımcılar plastik objelerin üretimiyle sınırlı kalmamışlar, altın ve gümüş de kullanmaya başlamışlardır.
University of Southampton’daki mühendisler parçalarını 3D yazıcılar ile ürettikleri insansız hava araçlarını uçurmuşlardır. Ayrıca KOR Ecologic firması Urbee ismini verdiği aracın gövde kısmını üretmişlerdir. Günümüzde artık sayılamayacak miktardaki firma tarafından benzer üretimler yapılmaktadır[1]. Yapmanız gereken tek şey hayal etmek ve çizmek.
Genel olarak kullanılan hammadde cinsinden 3D yazıcıları sınıflandırmak gerekirse
- Ekstrüsyon (FFF ve FDM) tip yazıcılarda; plastik hammadde bir ısıtıcı vasıtasıyla platform üzerinde katman katman biriktirilerek obje üretilir.
- Reçineli (SLA ve DLP): yazıcılarda ham madde olarak ışığa duyarlı reçineler projektör veya lazer tarafından yazıcının reçine tankının içerisinde oluşturulurlar. Foto polimerizasyon kullanılan en yaygın yazıcı teknolojisi “stereolithography” (SLA)’dır.
- Toz (SLS, SLM, DMLS) kullanılan yazıcılarda toz malzeme lazer tarafında sinterlenir ya da eritilir. İşlenen yüzey üzerine tekrar toz serpilerek bu işlem obje üretilene kadar devam eder. Bu alanda en çok kullanılan teknoloji Selective Laser Sintering (SLS)’dir.
Konuya havacılık açışından bakmak gerekirse NASA 3D yazıcıların ana destekçilerinden bir tanesidir. Yerçekimsiz ortamda kullanılabilecek 3D yazıcılar üzerinde çalışılmaktadır.
Boeing firması 787 uçağında 3D yazıcılar tarafından üretilen titanyum alaşımlı parçaları kullanmayı planlamaktadır.
Toby Lankford 3D yazıcılar ile tasarladığı Icarus 3.0 UAV uçağını uçurmuştur.
McCormick Northwestern üniversitesinden Eric Massanet uçaklarda kullanılan parçaların 3D yazıcılarla üretilerek ağırlığın önemli ölçüde azaltılacağını ortaya koymuştur.
GE firması Boeing 777 için üreteceği parçalardan FAA onayı almayı düşünmektedir[3].
Sizleri sıkmayalım o kadar çok örnek var ki,
Şimdi biraz da 3D yazıcılarla nasıl parça üreteceğimize bakalım. Bunun için öncelikle bir yazıcı almamız gerekir veya ödünç kullanacağız. Burada kullanacağınız objeden elde etmek isteğiniz kalite ve dayanım önemli. Piyasada ABS ve ya PLA malzeme kullanan birçok yazıcı bulunmaktadır. PLA malzemeler mısır nişastası ve şeker kamışından elde edilmektedir ve bu nedenle bu hammaddeyi kullanan yazıcılar kapalı ortamlarda kullanılabilmektedir. Fakat nihai ürün istiyorsanız hammadde olarak ABS kullanan yazıcılar idealdir. Biz de çalışmalarımızda bu tip bir yazıcı kullanmaktayız.
Bir yazıcıdan parça üretmeden önce 3D çizim ortamında parçanızı çizmeniz gerekir. Burada dikkat etmeniz gereken çizdiğiniz şeklin ölçülerinde bir miktar değişimler olabileceğidir. Çünkü 3D yazıcılar yığma prensibine göre üretim yaptıklarından mutlaka ölçü kaçmaktadır. İç içe geçecek parçalar üretmiyorsanız pek sorun olmayacaktır. Eğer birçok parçayı birleştirecekseniz ilk ürününüzü ölçüp toleranslarınızı buna göre ayarlayabilirsiniz.
Parça çizimi bittikten sonra 3D STL formatında dosyayı kaydediyoruz. Yazıcımızın kendisine ait programına objemizi yükleyip istenilen sıklık ve kalite değerlerini ayarlayarak yazıcıda basılacak hale getiriyoruz. İşte bu noktada sabır giriyor işin içine, çünkü üreteceğimiz parçanın büyüklüğüne göre saatlerce bekliyoruz. Örneğin aşağıdaki parçanın üretimi için 1 saat 20 dakika beklememiz gerekiyor.
Ya da aşağıdaki sıfırlama sisteminin tamamı için 24 saate yakın zaman harcamamız gerekiyor. Tabi eğer bu üründen plastik enjeksiyonla üretim yapmaya kalkarsanız kalıplarına vereceğiniz ücretler o kadar yüksek olur ki!
Yaşasın 3D yazıcı diyoruz.
Ürettiğimiz bir diğer simülatör parçası da 100mm çapındaki trim tekerleğimiz. Üretimi yaklaşık 6 saat sürmüştür.
Bu parçalar dışında simülatörümüzde nab, konsantrik nab, lövyelerin başlıkları, yakıt seçme anahtarları vb. her şeyin üretimini yapabiliyoruz.
Son olarak ürettiğiniz parçaların daha pürüzsüz görünmesini isterseniz parçaları aseton buharına maruz bırakabilirsiniz ya da yüzeyini doğrudan sprey boya ile boyaya bilirsiniz.
[1]. https://www.autodesk.com/redshift/history-of-3d-printing/
[2] https://www.aniwaa.com/3d-printing-technologies-and-the-3d-printing-process/
[3] https://3dprinting.com/aviation/
[4] https://www.3dhubs.com/knowledge-base/pla-vs-abs-whats-difference