İçindekiler
3D Yazıcıların İnşaat Sektöründe Kullanımı ve Hayatımızdaki Yeri
Teknoloji, günlük yaşantımızı her geçen gün daha da kolaylaştırmaya devam ediyor. İnsanoğlu halihazırda geliştirmiş olduğu ve geliştirmeye çalıştığı teknolojiler ile aklın sınırlarını zorlamaya devam ediyor. Bu teknolojilerden biri de hepimizin yakın zamanda aşina olacağı 3D yazıcılar. 3D yazıcı teknolojisi henüz bazılarımızın haberi olmamasına rağmen hayatımızın içine tahmin ettiğimizden fazla girmiş durumda. Öyle ki insanlığın en temel ihtiyaçlarından olan barınma ihtiyacı konusunda bile kullanılmaya başlandı. Barınma ihtiyacını giderme konusunda 3D yazıcıların inşaat sektöründe kullanımı günden güne konuşulmaya başlandı.
3D Baskı Nedir?
3D baskı bilgisayar ortamında hazırlanmış bir tasarımın katmanlar halinde oluşturularak tasarımı yapılmış nesnenin üretilme sürecidir. 3D baskı aynı zamanda katlamalı üretim olarak bilinir.
3D Yazıcılar Nasıl Kullanılır?
3D yazıcılar aynı prensibi temele alıp çalışarak üretime katkıda bulunurlar. Bu temel prensip en yalın haliyle, bilgisayar yazılımı üzerinden hazırlanan tasarımın katmanlar halinde malzemeler eklenerek üç boyutlu fiziksel bir nesneye dönüştürülmesi ve kullanıma hazır hale getirilmesi olarak açıklanabilir.
3D baskı süreci her zaman modelleme adımı ile başlar. Modelleme yapılarak üretime hazırlanan nesnenin fiziksel süreci oluşturulur. Hazırlanmış ve onaylanmış olan bu model yazıcının yazılımı tarafından 2D katmanlara ayrılır ve ardından 3D yazıcının baskıya alabilmesi için programlama dilleri kullanılarak bir kod yığını oluşturulur ve üretime hazır hale getirilir. Modelleme adımı inşaat sektöründe statik proje alanında çalışan inşaat mühendislerinin aşina olduğu bir konu olarak söylenebilir. Bu yüzden 3D baskı teknolojisinin inşaat sektöründe kullanımı bizler için çok yabancılık yaratacak bir konu olmayabilir.
Kullanılacak malzemeler 3D yazıcının kodlanmasına ve yapılması istenen işleme göre değişir. Plastik, dünya çapında 3D baskı yöntemiyle en çok üretilen malzemedir. Ancak bunun yanında metal ve çelik gibi malzemeler de 3D baskı teknolojisi kullanılarak üretilebilir. Metal ve çelik gibi malzemelerin üretilebiliyor olması 3D yazıcıların inşaat sektöründe kullanımı için umut verici gelişmelerdir.
Üretilecek cismin büyüklüğü, yazıcının türü ve yazıcının modernliğine göre 3D baskı işleminin tamamlanma süresi değişir. Ancak genel ortalamaya bakacak olursa 3D baskı süreci genellikle 4 ile 18 saat üzerinde sürer. Bu süre 3D yazıcıların inşaat sektöründe kullanımının ne kadar büyük bir fark yaratacağını gözler önüne çıkarıyor.
3D Yazıcıların Hayatımıza Girişi
3D yazıcı teknolojisinden bahsedildiğinde insanların genel yargısı bu teknolojinin son dönemde icat edildiği ve gelişme basamaklarını tırmanmaya yeni yeni başladığıdır. Ancak bu genel yargının aksine 3D yazıcılar 40 yılı aşkın bir gelişim sürecine sahiptir.
İlk olarak 1981 yılında Nagoya Endüstriyel Araştırma Enstitüsü’nden Hideo Kodama fotopolimerleri kullanan ve üretimde işlevselliği olağanüstü derecede artıracak olan hızlı bir prototipleme sistemi ürettiğini açıkladı. Bu açıklamanın ardından 3D yazıcıların günümüze kadar uzanacak serüveni başladı. Bundan sadece 3 yıl sonra 3D yazıcı tarihini derinden etkileyecek bir gelişme yaşandı. 1984’de Amerikan Chuck Hull stereolitografiyi icat ederek 3D yazıcı tarihinde yeni bir sayfanın açılmasına öncülük etti. Tasarımcıların dijital verileri ve yazılımları kullanarak 3D modeller oluşturmasına ve daha sonrasında somut bir nesne üretmesine büyük yardımları dokunan stereolitografi 3D baskının hayatımıza girişinin aslında ilk adımı oldu. Bundan sonra 1992 yılında Chuck Hull’ın şirketi daha kompleks parçaların modellenip üretilebildiği SLA makinesini üreterek bir kez daha 3D yazıcılar için çığır açmış oldu.
Tabi ki üretilmesi ve geliştirilmesiyle birlikte 3D yazıcılar bir anda inşaat sektöründe kullanılmaya başlanmadı. Şirketlerin avantajlarına inanması ve getirdiği yenilikleri kabul etmesi her konuda olduğu gibi zaman aldı. 3D yazıcıların inşaat sektöründe kullanımı için ilk adımları atan firmalardan biri olarak Apis Core şirketi örnek verilebilir.
3D Yazıcıların Kullanımının Avantajları
3D yazıcıların faydaları saymakla bitirilemeyecek kadar çoktur ve neredeyse hayatımızın her alanında bizlere çok büyük avantajlar sağlamaktadır. 3D baskının en çok etkilediği ve en çok fayda sağladığı alan kuşkusuz üretim sektörüdür.
3D yazıcıların üretim sektörü başta olmak üzere tüm sektörlere kazandırdığı en önemli artı üretim maliyetlerinin azalmasını sağlamaktır. İnşaat sektörünü düşündüğümüz zaman hem malzeme maliyetlerini hem de proje süresinde oluşan sıkıntıları göz önüne aldığımızda çok büyük paralar harcadığımızı söyleyebiliriz. İşte tam bu yüzden 3D yazıcıların inşaat sektöründe kullanımı bizlerin yakın zamanda aşina olması gereken bir konu olarak karşımıza çıkmaktadır.
3D baskı teknolojisi sayesinde kompleks geometrik şekiller ekstra malzeme kullanılmadan kolayca üretilebilir ve böylece üretim maliyetleri ciddi oranlarda düşürülmüş olur. Bunun yanı sıra 3D baskı sürecinde herhangi bir kalıp kullanımı gerekmediğinden malzemeden tasarruf sağlanmış olur. Bu durum ekonomikliği artırdığı kadar çevre kirliliğinin azalmasında da büyük bir adımdır.
Üretim süreçlerinde projenin revize edilmesi hemen hemen her sektörde mali kayıplara yol açmaktadır. 3D baskı süreci bilgisayar yazılımları üzerinden yapıldığı için modelin değiştirilmesi çok kolaydır. Bu da hem malzeme kullanımını azaltır hem de proje revizelerinden kaynaklanan maliyetlerin sıfıra indirilmesini sağlar. İnşaat sektöründe de projelerimizin sürekli revize edildiğini düşünecek olursak 3D yazıcıların inşaat sektöründe kullanımı bizlere projeyi revize etme ve modeli güncelleme konusunda geniş bir alan sunmaktadır.
Bunların yanı sıra 3D yazıcılar kullanılarak üretim yapmak geleneksel üretim metotlarına göre çok daha hızlı gerçekleşir. Hız kazanmanın ve proje yönetiminin çok kritik olmaya başladığı inşaat sektörü başta olmak üzere tüm üretim sektörlerinde 3D yazıcılar bu özellikleri ile ön plana çıkmaya başlamıştır.
3D Yazıcılar Hangi Sektörlerde Kullanılır?
3D yazıcılar aklımıza gelebilecek neredeyse her sektörde aktif bir şekilde rol almaktadır. Sağladığı avantajlar sayesinde 3D baskı teknolojisinin kullanımı günden güne artmakta ve yayılmaktadır.
3D baskı teknolojisinin kullanımının arttığı sektörlerin başında havacılık ve savunma sanayi bulunmaktadır. Dünyada ki hemen hemen her ülkenin çok büyük yatırımlar yaptığı bu sektörde 3D yazıcıların kullanımı 90’lı yıllardan bu yana önem kazanmıştır. Bu sektörde üretimin hızı çok önemli bir yer kaplamaktadır. Hızlı üretimleri daha az maliyetle yapma potansiyelinden dolayı 3D yazıcılar 1989 yılından beri bu sektörde kullanmaktadır. Özellikle metallerle 3D baskı, roket üretiminde giderek daha fazla kullanılmaktadır. Mühendislerin yeni dizaynlar yapmasına kolaylık sağlayan yapısı ve üretimde malzeme kullanımını azaltması gibi sebeplerden dolayı roket üretiminde 3D yazıcıların kullanımı tercih edilmektedir.
3D yazıcıların çığır açtığı sektörlerin bir diğeri de sağlık sektörüdür. 3D yazıcılar diş hekimliği sektöründe sıklıkla kullanılan şeffaf hizalayıcıların üretiminde kullanılır. Ayrıca implant üretimi de yapabilen 3D yazıcılar diş hekimliği sektöründe birçok malzemenin üretiminde rol alır. Bunun yanı sıra tıp alanında son dönemlerde ilham verici çalışmalar yapılmaktadır. 3D baskı teknolojisinin aktif rol aldığı bu çalışmalarda vücudun belirli uzuvları üretilebilmektedir. Bu uzuvlara örnek olarak burun ve kulak verilebilir. Bu gelişmelerin en ileri seviyesi olarak görülebilecek olan çalışma Wake Forest Yenileyici Tıp Enstitüsü’nün yaptığı çalışmadır. 3D yazıcıları kullanarak yapay organ üreten bu firma ve bu çalışmalarla organ nakli bekleyen birçok hastaya umut olmaktadır.
Bu sektörlerin yanı sıra ülkelerin ihracatında büyük bir pay sahibi olan otomotiv sektöründe de kullanımı günden güne artan 3D baskı teknolojisi bu sektörde de çok büyük avantajlar sağlamaktadır.
3D Yazıcıların İnşaat Sektöründe Kullanımı
Barınma, beslenme ihtiyacıyla birlikte insanoğlunun hayatının en temelinde yer alan şeydir. İnsanoğlu varoluşunun en başından beri hava olayları, hayvanlar ve diğer doğa olaylarından korunabilmek için barınma ihtiyacı duymuştur. İnşaat sektörü insanoğlunun bu ihtiyacına cevap verebilmek için doğmuştur.
İnşaat sektörü de en az diğer sektörler kadar, teknolojiye ihtiyaç duymaktadır. Bu sektörde proje hızının kontrolü ve proje yönetimi son yıllarda ciddi anlamda önem kazanmıştır. İnşaat projelerinin maliyetinin çok büyük olması ve uzun zamanlar alması bu ihtiyacı doğurmuştur. 3D yazıcılar hızlı üretim sağlayabilmesi ve insan vücuduyla kıyaslandığında 7 gün 24 saat çalışabilmesiyle inşaat sektöründeki bu beklentilere cevap vermektedir.
Bunun yanı sıra inşaat sektörü çevreyi ciddi anlamda kirletmesiyle bilinir. Kurulan şantiyelerin hava kirliliği ve gürültü kirliliği başta olmak üzere çevreye ve insanlara ciddi zararları vardır. İngiltere’de ülkedeki atıkların yaklaşık olarak yüzde 33’ü inşaat firmalarını atıkları tarafından oluşmaktadır. Bunun büyük bir kısmı yıkımlardan dolayı oluşurken yeni kurulan şantiyelerin ürettiği kirlilikte göz ardı edilemez bir seviyededir. Normal inşaat süreciyle karşılaştırıldığında 3D baskı, malzeme israfını ve bununla birlikte gelen çevre kirliliğini neredeyse sıfıra indirmektedir. Sadece yapıyı yazdırmak için gerekli malzemeleri kullanan 3D yazıcılar büyük bir tasarruf sağlamaktadır.
Dünyanın 3D yazıcı ile tamamlanmış olan en büyük binası Dubai’de yer almaktadır. Dünya’nın en büyük robotik firmalarından biri olan Apis Cor öncülüğünde gerçekleştirilen bu çalışmada 3D yazıcı ile 2 katlı ofis binası inşa edildi. 9,5 metre yüksekliğe ve toplamda 640 m² kapalı alana sahip olan bu bina, inşaat mühendisleri tarafından büyük bir ilgiyle karşılandı. Sütunlar ve döşemelerin oluşturulması için sadece 1 adet 3D baskı makinesinin kullanıldığını belirten şirket yetkilileri 3D yazıcı malzemeleri dışında sadece belirli bölgelerde inşaat demiri kullandıklarını belirtti.
Bu sayede maliyeti azaltan firma aynı zamanda malzeme kirliliğini de neredeyse tamamen yok etti. Firma mühendisleri bu teknoloji ile çok daha ileri seviyelerde binalar üretilebilecek çalışmalar yapıldığını söylerken ilerleyen zamanlarda işçi ihtiyacının da bu gelişmelerle birlikte sıfıra inebileceğini söyledi.
Kaynaklar / References
3DHubs
Redshift by Autodesk
Apis Core
AMFG
