Aditif İmalat / Additive Manufacturing

Dünyanın en büyük imalatçılarından olan General Electric (GE), jet parçası üretiminde 3 Boyutlu Baskı Kullanmaya başlıyor.

General Electric (GE) geleneksel üretim yöntemlerinden köktenci bir kopuşu gerçekleştiriyor. Dünyanın en büyük jet motorları tedarikçisi olan şirketin havacılık bölümü, yeni bir uçak motoru için üreteceği bir parçayı, yakıt memesini metal döküm ve eritme yolu yerine lazer baskı aracılığıyla üretmeye hazırlanıyor. Ürünü malzemeye tek tek olağanüstü ince katmanlar ekleyerek oluşturduğu için aditif üretim adı verilen bu teknik, GE’nin ürettiği, gaz türbinlerinden ultrason makinelerine dek her şeyde kullanılan çok sayıda karmaşık parçayı tasarımlama ve üretme biçimini büyük bir dönüşüme uğratabilir.

2
Uçak motorlarında kullanılmak üzere tasarlanmış fotoğraftaki kelepçe prototipleri, aditif üretim yoluyla bütün ayrıntılarıyla tasarımlanmış karmaşık şekillerin üretilebileceğini gösteriyor.

3 boyutlu baskının endüstriyel alandaki uyarlaması olan aditif üretim, tıbbi implantlar gibi bazı niş parçaların yapımı ile mühendisler ve tasarımcıların plastik prototipler üretmesi için zaten kullanılmaktaydı. Ancak binlerce jet motorunda kullanılacak kritik bir metal alaşımlı parçanın seri üretim kararının alınması, bu teknoloji açısından önemli bir dönem noktası olma özelliği taşıyor. Günümüzde tüketiciler ve küçük girişimcilerde azımsanmayacak bir tanınırlık kazanan 3 boyutlu baskı teknolojisinin en önemli ticari etkisi gelecekte imalat sektöründe görülebilir. (Bu konuda bkz: “The Difference Between Makers and Manufacturers” [Kendisi İçin Yapanlar ile Piyasa İçin Yapanların Farkı], Ocak/ Şubat 2013, MIT Technology Review)

General Electric geçtiğimiz sonbaharda otomatikleştirilmiş hassaslıkta metal imalatı alanında teknik bilgi ve uzmanlık sahibi iki şirketi satın aldı ve hemen ardından da bu teknolojiyi GE Havacılık operasyonlarına katma çalışmalarına başladı. Grubun bu yeni teknolojinin geniş ölçekte kullanılabileceğini uzun uzun sergilemeye yetecek kadar zamanı yoktu. GE’nin Fransız Snecma ile müşterek girişimi olan CFM International, 3-D baskıyla hazırlanacak memeleri LEAP jet motorunda kullanacak ve bu motorların 2015’in sonu veya 2016’nın başında uçaklarda kullanılması hedeflenmekte (CFM şimdiden bu alanda 22 milyar $’lık bir taahhütte bulunmuş durumda).

Her motorda 10 ila 20 meme kullanılacak ve GE’nin üç yıl içerisinde yıllık 25.000 meme üretim ihtiyacına ulaşması bekleniyor. GE’nin memelerin imalatında aditif süreci tercih etmesinin altında, bu teknolojide alışılagelmiş tekniklere oranla daha az malzeme kullanılıyor olması yatıyor. Bu durum GE’nin üretim maliyetlerini düşürüyor ve parçalar daha hafif olacağı için de uçaklardaki yakıt harcamalarında önemli bir düşüş olanağı sağlıyor. Konvansiyonel teknikler yaklaşık 20 küçük parçanın lehim ve kaynaklanmasını gerektirdiği için, bu emek-yoğun süreçte malzemelerin büyük bir bölümünün ıskartaya çıkması söz konusu oluyordu. Şimdi ise parçanın bir kobalt-krom toz yatağından üretimi gerçekleşecek. Bilgisayar kontrollü lazerlerle yatağa nokta atışları yapılarak istenilen bölgelerde metal alaşımları eritiliyor ve bu yolla her biri 20 mikrometre kalınlığında katmanların tek tek oluşturulması olanaklı oluyor. Makineler tam belirtilen sürede işlem yapabildiği için karmaşık şekilleri oluşturma açısından bu süreç çok daha hızlı ilerleyebiliyor. Ayrıca aditif üretim genel olarak malzeme korunumunu da sağlıyor, çünkü yazıcı gereksiz artıkları ortadan kaldıran biçimleri şekillendirebiliyor ve üretimi tipik artıklardan kaçınarak sağlıyor.

Şu an sadece rakipleri değil GE’nin diğer departmanları da bu süreci dikkatle izliyor. Büyük gaz ve rüzgâr türbinleri imal eden GE Enerji & Su, aditif süreçle üretebileceği parçaları şimdiden belirlemiş durumda. GE Sağlık Hizmetleri de ultrason makinelerinde kullanılan pahalı seramik problar olan güç çeviricileri basmak için bir yöntem geliştirmiş bile. GE’nin teknoloji baş sorumlusu Mark Little bu durumu “Bu yeni durum bizim şirket hakkında düşünme biçimimizi temelden değişikliğe uğratıyor” diyerek değerlendiriyor. Malzeme dökümü ve makineyle işleme gibi geleneksel imalat teknikleriyle tüm ilişkilerini koparmak GE ürün tasarımcılarına çok büyük bir esneklik tanıyor.

Aditif imalat makineleri doğrudan bir bilgisayar modelinden hayata uzanıyor, dolayısıyla insanlar varolan imalat sınırlamalarına dikkat etmek zorunda kalmaksızın tamamıyla yeni biçimler geliştirme olanağına sahip oluyorlar. Little bu durumu “Daha önce yapamadığımız yapılandırmaları hayata geçirebiliyoruz” diyerek vurguluyor. GE mühendisleri şu anda aditif imalat kullanımını nasıl daha geniş bir metal alaşım aralığına taşıyabileceklerini araştırmaya başlamış durumdalar, bu araştırmalara özellikle 3 boyutlu baskı için tasarımlanmış bazı malzemeler de dâhil edilmiş durumda. Örneğin GE Havacılık titanyum, alüminyum ve nikelkrom alaşımları kullanım olanaklarını araştırıyor. Tekil bir parçanın çok sayıda alaşımdan yapılması olası ve bu da tasarımcıların malzeme karakteristiklerini kalıp dökümde olanaklı olmayacak tarzda belirleyebilmesini mümkün kılıyor. Örneğin bir motor veya türbin kanadı farklı malzemelerle yapılabilirse eğer, bu durumda kanadın bir ucu kuvvet diğer ucu ısı dayanıklılığı optimize edilecek şekilde üretilebilir. Tüm bunlar tabii kâğıt üzerinde veya ürün geliştirme mühendislerinin bilgisayar tasarımlarında henüz. Şu an için kesin olan şu: GE’nin motor memesi (avuç içine sığacak küçüklükte bir parça), aditif imalatın yüksek performanslı karmaşık ürünlerin üretilme biçiminde devrimci bir değişim yaratıp yaratmayacağının ilk büyük sınaması olacak.

Kaynak: Mühendis ve Makina

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s