Tıptan sanayiye, inşaattan otomotive kadar hayatımızı kolaylaştıran 3D (3 boyutlu) yazıcılar (3 boyutlu üretim yapabildikleri için bizce yapıcılar da denilebilir), geleceğin üretim devrimini gerçekleştiriyor. Kalıp üretimini ortadan kaldıran, maliyetleri düşüren ve tasarımları özelleştiren 3 boyutlu baskı teknolojisi sayesinde pek çok ürün evlerde üretilebiliyor.
HEM TASARLA HEM ÜRET
3D yapıcıdan çıkan abajurla evinizi süsleyebiliyorsunuz mesela…Çiçekleriniz için tasarladığınız veya hazır tasarımını bulduğunuz bir vazonun üretimini basabiliyorsunuz. Kıyafetlerinizi kendiniz çizip üretebiliyorsunuz.Tesisatınızda arızalanan parçanın yerini, kendi ürettiğiniz yedek parça alabiliyor. Tasarladığınız hediyelik ürünlerle sevdiklerinizi mutlu edebiliyorsunuz.
Çocuklarınız,hayal ettiğiniz ve tasarımı tamamen size ait oyuncaklarla oynayabiliyor. Hatta çikolata basan 3D yazıcılar ile istediğiniz çikolataları yapabiliyorsunuz.Büyük ölçekli işletmelerden ziyade girişimci ve meraklı bireylerin kontrolünde gelişen 3D yapıcılar, evleri adeta birer ‘akıllı fabrika’ya dönüştürüyor. Büyük işletmeler de özellikle maket, prototip ve acil yedek parça üretimi için kullanıyor. Söz konusu üretimi ise fiyatı 2 bin TL ile 50 bin TL arasında değişen 3D yapıcılar, diğer bir ifadeyle üreten robotlar yapıyor.
YENİ BİR İŞ ALANI
Fotokopi makinasına benzer bir cihazdan ayakkabı, kıyafet, otomotiv, ev, hatta yapay doku ve organ üretmek… Peki, insanoğlunun son keşiflerinden biri olan ve bilimkurgu filmlerini adeta gerçeğe dönüştüren bu 3D yapıcı nedir?
3 boyutlu yapıcılar, sanal ortamda tasarlanmış 3 boyutlu nesneleri katı formda somut nesnelere dönüştüren ve dilediğiniz her şeyi basma imkanı sunan makinalar aslında. Katmanlı ya da eklemeli üretim olarak da anılan teknolojiyle birçok farklı hammadde katmanlarını üst üste koyarak veya birbirine ekleyerek dijital tasarımları fiziksel ürünlere dönüştürüyorlar. 3D tarayıcı ile taradığınız bir ürünün çıktısını alabilir, çizdiğiniz bir tasarımın prototipini geliştirebilir, hatta kendi ürününüzü oluşturabilirsiniz. Ya da Mp3 indirir gibi beğendiğiniz ürün modelleri indirerek onları basabilirsiniz. Dolayısıyla önümüzdeki dönemde 3D modelleri geliştirip internet üzerinden ticaretini yapmak da yeni bir iş alanı olarak gündeme giriyor.
SÜRELERİ DOLUNCA
Tasarım ve üretim süreçlerinin birçoğunu içinde barındıran 3 boyutlu baskı teknolojisi, yaklaşık 40 yıllık bir geçmişe sahip. Hızlı bir prototipleme yöntemi olarak ortaya çıkan bu teknolojinin yaygınlaşmasında etkili olan temel faktörlerden biri ise ilk uygulayıcı şirketlerin patent sürelerinin dolması.
1980’lerde tescillenen patentlerin süresinin 2009 yılından itibaren dolmasıyla pazara yeni firmalar katıldı. 3 boyutlu baskı teknolojisi de yeni alt teknolojiler, malzemeler, yazılımlar ve endüstriyel uygulamalarla hızlı bir gelişme kaydetti. 2009 yılı sonrasında dolan patent koruma süreleri ile plastik malzeme esaslı uygulamalar yaygınlaştı. 2014 sonrasında ise benzer bir gelişim metal malzeme esaslı uygulamalarda başladı. Özellikle metal malzeme esaslı uygulamalar, pek çok sektörün dikkatini çekti ve bu teknolojiye ilgiyi artırdı.
KALIP ÜRETİMİNE SON
3 boyutlu yapıcılar, hemen hemen her şeyin üretilme biçimini kökten değiştirebilecek potansiyele sahip. En temel yenilik ise ürünlerin özelleştirilmesi ve kişiselleştirilmesi. Bu da kalıp üretiminin tarihe karışması, tüketicilerin kendi tasarımlarını yapması, müşterilerin beklentilerine uygun özel ürün üretilmesi anlamına geliyor. Bunun en başarılı örnekleri ise medikal alanda görülüyor. İmplant, alçı, protez, kafatası, doku ve hatta organlar, 3D yapıcıların imzasını taşıyan başarılardan sadece birkaçı…
MALİYETİ DÜŞÜRÜYOR
3D yapıcıların bir diğer avantajı ise hızlı üretim. Büyük ölçekli yatırım gerekmediği için ürünler hızlı üretilebiliyor ve maliyetler yüzde 70’e kadar azalıyor. Süreler ise saatlere iniyor. Tedarik zinciri sadeleştiği için de kısa sürede ve daha hızlı teslimat yapılabiyor. Yeni teknolojinin inşaat ve otomotivde başarılı örnekleri mevcut. Fransa’da 3D yapıcı ile 4 odalı bir evin yapımı 54 saat sürdü. ABD’de 24 saat içinde yaklaşık 53 bin TL maliyet ile 37 metrekarelik bir ev inşa edildi. Çin firmaları, 1 günde maliyeti sadece 25 bin TL olan 10 ev üretti.
HAMMADDE FİRESİ AZ
İtalyan ve Çinli firmaların işbirliği sonucunda 3 boyutlu yapıcı ile dünyanın ilk seri üretim elektrikli aracı üretildi. Yaklaşık 500 kilo olan araçta plastik parça sayısı 35 kat azaltıldı. Bu sayede elektrikli otomobilin üretim maliyeti de yüzde 70 düşürüldü. McLaren, Formula 1’de yarışacak araçların arka kanadındaki birçok irili ufaklı parçayı 3D yapıcılar sayesinde üretti.
Geleneksel metodlarla 5 hafta süreceği düşünülen işlemler iki haftadan az bir sürede tamamlandı. ABD otomobil firmasının tasarladığı Strati isimli araç, yalnızca 44 saatte üretildi. Aracın gövdesi 3D yapıcılar ile bastırılırken, tekerleri ve bataryasında hazır parçalar kullanıldı. NASA astronotları ihtiyacı olan materyalleri uzaya gönderdikleri özel bir 3D yapıcıdan basarak elde ediyor. Hatta 3D yapıcı ile yeni 3D yapıcı üretiliyor.Yeni teknolojinin bir diğer avantajı ise çevre dostu olması ve dönüştürülebilir malzemeler kullanması. Hammadde firesi de çok daha az olduğu için atık üretimini azaltacağı öngörülüyor.
38 yıllık 3D kronolojisi
1981: Japonya Nagoya Municipal Industrial Research Institute’den Dr. Hideo Kodama tarafından ilk hızlı prototipleme patent başvurusu yapıldı. Ancak takip eden bir yıllık zorunlu süre içerisinde patent spesifikasyonları tam olarak doldurulmadı.
1984: Hızlı prototipleme tekniği olan stereolitografi Charles (Chuck) Hull tarafından bulundu.
1986: 3 boyutlu yapıcı ve hızlı prototipleme üzerine ilk şirket olan 3D Systems, Charles Hull tarafından kuruldu.
1989: Baskı tekniklerinin en eski ve en popüleri olan birleştirmeli yığma modeli (Fused Deposition Modelling-FDM) 3 boyutlu yapıcıyı üretecek olan Stratasys şirketi kuruldu.
2008: 3 boyutlu yapıcı ile protez bacak üretildi.
2009: Patent sürelerinini dolmasıyla pazara yeni firmalar katıldı.
2011: Kor Ecologic tarafından 3 boyutlu yapıcı ile Urbee araç üretildi.
2012: Hollanda’da LayerWise tarafından 3 boyutlu yapıcı ile çene yapıldı.
2016: Daniel Kelly’s Lab 3 boyutlu yapıcıdan kafatası ürettiklerini duyurdu.
Global Baskı Federasyonu FESPA’ya göre yılın en iyi 3D baskı uygulamaları şunlar:
- Okyanuslardaki protez atıklarından üretilen protez
- Kalp krizi geçiren veya kalp yetmezliği olan çocuklar için geliştirilen anatomik modeller
- Kırılganlık kıyafeti
- Otomobile monte edilen dev kahve makinası
- Klasik otomobil Lancia B24’ün 4 günde üretilen kopyası
- Kişiye özel ayakkabı
- 65 milyon yıl önce ABD’de yaşayan dinazor türü Triceratop’un kopyası
- Ayutthaya Tapınağı’nın minyatür versiyonu
- Kar küreme makinası
- Star Wars’taki X-Wing’ge benzeyen tekerlekli sandalye
ÜNİVERSİTELER YENİ BÖLÜMLER AÇTI
3D baskı teknolojisi, üretimde olduğu kadar istihdamda da yeni fırsatlar sunuyor. Üniversiteler ise gençleri geleceğin mesleklerine hazırlamak için lisans ve önlisans eğitiminde yeni bölümler açıyor.
İşte o bölümlerden bazıları:
* 3D Modelleme ve Animasyon / Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi (İlk kez 2019-2020 döneminde öğrenci kabul etti)
* Yapay Zeka Mühendisliği / TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi ve Hacettepe Üniversitesi
*Yazılım Geliştirme / Yeditepe Üniversitesi
*Lisans, yüksek lisans ve doktora seviyesinde ‘Biyomodelleme ve İmalat’ ve ‘Eklemeli İmalat’ dersleri müfredata alındı.
*Medikal Cihaz Tasarımı dersi, Boğaziçi Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Enstitüsü’nde 2013 yılından beri veriliyor.
*Gazi Üniversitesi, endüstriyel 3 boyutlu yapıcı sistemleri ve malzeme üretimini hedefleyerek müfredatına aldı. Ayrıca Michigan Devlet Üniversitesi ile 3 boyutlu baskı teknolojilerine odaklanan ortak doktora programı geliştirmek için çalışmalara başlandı.
‘Potansiyelini keşfet’ 5 Aralık’ta İstanbul’da
Serigrafi, dijital ve tekstil baskı sektörlerine yönelik 37 ulusal üye derneği bünyesinde barındıran Global Baskı Federasyonu’nun (FESPA), 2013 yılından beri düzenli olarak gerçekleştirdiği Global Baskı Fuarı, bu yıl 5-8 Aralık tarihleri arasında İstanbul Fuar Merkezi’nde ziyaretçilerini ağırlayacak. ‘Potansiyelini Keşfet’ sloganıyla sektörün tüm taraflarını bir araya getirecek fuarda,
3 boyutlu baskıya dair tüm yenilikler sergilenecek.
22.5 milyar dolarlık pazarda payımız 49.1 milyon dolar
- Küresel endüstriyel 3 boyutlu baskı pazarının yıllık yüzde 26.7 artışla 2023’te 22.5 milyar dolara ulaşması öngörülüyor. Türkiye, bu pastadan yıllık yüzde 13.8 artışla 49.1 milyon dolar pay alacak. Stratejik sektörler ise medikal, otomotiv, makina,havacılık ve savunma olacak.
- 3 boyutlu baskı teknolojisi ile oluşacak yeni iş modellerine ilişkin bir diğer öngörünün odağı ise e-ticaret. Nitekim Amazon, internet üzerinden sipariş ve teslimat arasındaki süreyi daha da kısaltmak için bu teknolojiyle donatılmış bir araç filosu kurma fikrini değerlendiriyor.
Cumhurbaşkanlığı Strateji ve Bütçe Başkanlığı tarafından hazırlanan ‘Üretimde Paradigma Değişikliği, Artırımsal Üretim, Üç Boyutlu Yazıcılar’ raporuna göre, Türkiye’nin 2017’de 22.5 milyon dolar olarak hesaplanan 3 boyutlu baskı pazarının yıllık yüzde 13.8 büyüyerek 2023’te 49.1 milyon dolara ulaşacağı tahmin ediliyor.
Türkiye, istikrarlı bir büyüme ile 2023 yılında hammaddesinden üretim aşamasına kadar yerli ve milli bir yol izleyeceğinin sinyallerini veriyor. Hızla gelişen 3 boyutlu baskı teknolojisinin Türkiye ve dünyadaki durumunun incelendiği raporda, bu teknoloji, pazarı, uygulamaların mevcut durumu, stratejik olabilecek sektörler ve beklentiler analiz ediliyor.
İSTİKRARLI BÜYÜME
Rapora göre, Türkiye’de 3 boyutlu baskı pazarında küresel oyuncuların hakimiyeti gözleniyor, ancak ülkedeki sektör oyuncularının da bu teknolojiye yönelik ürün ve hizmetleri çeşitlendirmeye yönelik çabaları bulunuyor. 3 boyutlu baskı pazarının küresel pazara kıyasla yavaş, ancak istikrarlı ve sürekli büyüme gösterdiği değerlendiriliyor.
467 ENDÜSTRİYEL YAZICI
Türkiye’de mevcut 3 boyutlu yazıcı sistemleri düşük kapasiteyle kullanılırken, bu teknolojiye yönelik farkındalık artıyor. Küresel eğilimlerin aksine Türkiye’deki sanayi şirketleri, hizmet sağlayıcılarla çalışmak yerine, 3 boyutlu yazıcı sistemlerine yatırım yapıyor. Türkiye’de 2017 itibarıyla 467 endüstriyel 3 boyutlu yazıcı bulunuyor. Bu rakam, dünya genelinde kurulu endüstriyel 3 boyutlu yazıcı sistemlerinin
yüzde 1.3’üne tekabül ediyor.
PROTOTİPTE YOĞUNLAŞIYOR
Türkiye’de 3 boyutlu baskı teknolojisinin en yaygın uygulama alanı prototip üretiminde. Bu durum, Türkiye’deki şirketlerin teknolojinin en yaygın ve bilinen uygulamalarına yoğunlaştıklarını gösteriyor. Dünya örneklerinde ise ürünlerin doğrudan imalatına yönelik bir eğilim görülüyor. 3 boyutlu baskı kullanımı Ar-Ge bölümlerinde yoğunlaşıyor. Firmalar yüksek oranda plastik malzemeleri ve buna uygun alt teknolojileri kullanıyor.
YERLİ ÜRETİM GELİŞMELİ
Türkiye’deki 3 boyutlu baskı teknolojisi uygulamalarına yönelik politika önerilerine de yer verilen raporda, bu teknoloji için daha tanımlı bir politika rehberliğine ihtiyaç duyulduğu ifade ediliyor. Organize sanayi bölgeleri, teknoparklar ve özel sektöre yol gösterici niteliğindeki raporda, 3 boyutlu baskı teknolojisinin bütüncül ve faydacı bir yaklaşımla mevcut üretim ekosistemine entegrasyonunun sağlanması ana strateji olarak öneriliyor. Bu kapsamda, 3 boyutlu baskı ekosisteminin işbirliği ağları ve insan kaynağına odaklanılarak, yerli üretimin geliştirilmesi, imalat sanayinde farkındalığın ve uygulama seviyesinin artırılmasıyla bu teknolojinin yaygınlaştırılması tavsiye ediliyor.
GLOBAL TİCARET DEĞİŞİYOR
Geleneksel imalat pazarlarıyla kıyaslandığında niş bir pazar olarak değerlendirilen 3 boyutlu baskı teknolojisinin, şirketlerin üretim lokasyonlarını da etkilemesi bekleniyor. Böylelikle üretimin müşteriye veya tüketiciye yakınlaşacağı, ithalat bağımlılığının azalacağı ve uluslararası ticaret yapısının değişeceği öngörülüyor. Teknolojinin entegrasyonuyla birlikte hızlı pazar erişimi, hızlı parça üretimi, düşük maliyetli bakım, düşük stok ve azaltılmış envanter ile düşük lojistik maliyeti mümkün olacak. Bu durum, toplam üretim maliyetlerinin azaldığı dağıtılmış üretim yapısının uygulanmasına olanak sağlayacak.
3 boyutlu baskı teknolojisi ile oluşacak yeni iş modellerine ilişkin bir diğer öngörünün odağı ise e-ticaret. Nitekim Amazon, internet üzerinden sipariş ve teslimat arasındaki süreyi daha da kısaltmak için bu teknolojiyle donatılmış bir araç filosu kurma fikrini değerlendiriyor. Buna göre siparişin sisteme ulaşması ile birlikte en yakın araç, müşterinin belirlediği bir teslimat noktasına doğru ilerlerken sipariş edilen ürünün üretimini gerçekleştirebilecek. Böylece envanter maliyetinden tasarruf edilirken, teslimat hızı artacak.
STRATEJİK SEKTÖRLER
3 boyutlu baskı teknolojisi, geleneksel yöntemlerleimalatı mümkün olmayan veya zor olan parça ve ürünlerin kolaylıkla, kısa sürede ve etkin maliyetle üretilmesini sağlıyor. Medikal, otomotiv, makina, havacılık ve savunma Türkiye için 3 boyutlu baskı uygulamalarının fark oluşturabileceği stratejik sektörler olarak sıralanıyor. Rapora göre, özellikleotomotiv ve havacılık sektörleri büyümede rol oynayacak.
Küresel uygulamalarda 12 puan artış ile yüzde 36 olması beklenen toplam olgunluk seviyesinin Türkiye’de de yüzde 17’den yüzde 28 seviyesine ulaşması hedefleniyor. 3 boyutlu baskı teknolojisinde plastik malzemelerden metal malzemelere yönelme de olacak. Sektörlerde kullanılacağı öngörülen diğer malzemeler seramik, inşaat malzemelerinde kullanılan hammaddeler (çimento, alçı, kum, reçine) ve biyomalzeme.
LİDER ÜLKELER
Küresel endüstriyel 3 boyutlu baskı pazarının büyüklüğü 2017’de 5.4 milyar dolar seviyesindeydi. Bu rakamın yıllık yüzde 26.7 artışla 2023’te 22.5 milyar dolara ulaşacağı öngörülüyor. Almanya, Güney Kore, Çin ve ABD lider ülkeler olarak değerlendiriliyor.
TÜRKİYE İÇİN ÖNEMLİ FIRSATLAR GETİRİYOR
Geleneksel üretim modelleriyle rekabetin sürdürülemeyeceğine dikkat çekilen raporda, 3 boyutlu baskı teknolojilerinin Türkiye için önemli bir fırsat oluşturabileceği belirtildi. Rapora göre bu teknoloji özellikle imalat, otomotiv ve elektronik sektöründe yeni yatırımlar çekmek, küresel işbirliği ve uluslararası değer zinciri hiyerarşileri içinde üst basamaklara çıkmak için önemli bir fırsat. Bu sektörlerde tasarım ve üretim süreçlerini geliştirerek verimliliği artırmada ve üretim maliyetlerini düşürmede önemli katkıları olabilecek.
GİRİŞİMCİ ÖĞRENCİLERE DESTEK
Türkiye’nin ilk 3 boyutlu baskı teknolojisi girişimlerinden 3Dörtgen, proje üreten üniversite öğrencilerine destek veriyor. Kafe, showroom ve atölye çalışmalarını bir konseptte birleştiren firmanın desteklerinden ayda yaklaşık 50 öğrenci yararlanıyor. Savunmadan havacılığa, sağlıktan mimarlığa, otomotivden tekstile kadar farklı sektörler için 3 boyutlu ürünler üreten firma, TÜBİTAK başta olmak üzere kamu kurumları ve özel sektörle de projeler yürütüyor.
