Makine Mühendisliği’nde Türkiye’nin sayılı üniversiteleri arasında yer alan Koç Üniversitesi’nin öğretim üyeleri Dr. Demircan Canadinç, Dr. Çağatay Başdoğan, Dr. Murat Sözer, Dr. B. Erdem Alaca, ve Dr. İsmail Lazoğlu Moment Expo’nun makine mühendisliği bölümünün çalışmaları ve üniversite – sanayi işbirliği hakkındaki sorularını yanıtladılar.

Koç Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Dr. Demircan Canadinç Türkiye’nin lisans alarak üretim yerine kendi tasarım ve teknolojisini birleştirmek üzerine yatırım yapması gerektiğini aktarıyor. Dr. Çağatay Başdoğan, Robotik ve Mekatronik Laboratuarında (RML) makine ve bilgisayar mühendisliğinin kesişim alanlarında araştırmalar yaptıklarını belirtiyor. Dr. Murat Sözer ise TÜBİTAK MAG 104M290 Araştırma Projesi kapsamında, “Reçine Transfer Kalıplama (RTM) Yöntemiyle Kompozit Parça Üretiminde Karşılaşılan Sorunlara Çözüm Getirilmesi ve Üretimin Otomasyona Geçirilmesi” projesinin yürütücülüğünü üstlendiğini söylüyor. Dr. B. Erdem Alaca ise Mikro ve Nano Sistemler Laboratuvarı bünyesinde gerekli litografi, kaplama ve aşındırma teknikleri kullanılarak 2 mikrometre çizgi kalınlığı ile imalat yapıldığını belirtiyor. Dr. İsmail Lazoğlu, “Gelişmiş ve gelişmekte olan iki ülke arasında en temel farklardan biri, küresel ölçekte satılabilecek gelişmiş ürünlerin tasarımlarını ve üretimlerini yapabilme yeteneğinin olup olmadığıdır” diyor.

LİSANSLI URETİM YERİNE KENDİ TEKNOLOJİMİZE YATIRIM YAPILMALI

Dr. Demircan Canadinç, Türkiye’deki makine sektörünü daha çok yerli veya yabancı lisansa dayalı üretime ağırlık vermiş olarak gördüğünü aktarıyor ve son yıllarda güzel örnekler görünmeye başlanmasına rağmen henüz yeteri kadar Ar-Ge’ye dayalı üretim ve akademi ile işbirliği yapılmadığını söylüyor. Dr. Canadinç, makine sektöründe teknoloji üreten ABD ve AB ülkeleri ile karşılaştırıldığında Türkiye makine sektörünün izlemesi gereken yol haritasını şöyle açıklıyor: “Lisans alarak üretim yerine kendi tasarım ve teknolojimizi birleştirmek üzere yatırım yapılmalı, bu amaçla da gerektiği yerde üniversiteler ile daha sıkı işbirliğine gidilmeli. Türkiye’de çok daha fazla sanayi destekli projeye ihtiyaç var. Sektör ve üniversite işbirliğini ilerletmeli, üretim ve bilim ortak bir noktada buluşturulmalıdır. Fakat burada hem sanayi hem de akademi özveride bulunarak bu buluşmayı sağlamalıdır.”

Dr. Canadinç, Türkiye makine sektörü firmalarına daha çok proje bazında katkıda bulunduklarını söylüyor ve şöyle devam ediyor: “Sektörün istekleri doğrultusunda ve akademiyi tatmin edecek düzeyde bir araştırma sonucu ortaya çıkan bulgular sektöre üretimde yardımcı oluyor.” Fakültenin temel makine mühendisliği eğitimi konusunda yeterli altyapıya sahip olduğunu belirten Dr. Canadinç, “Fakat temel eğitimle sektörün ihtiyacı olan pratik bilgileri daha kuvvetli bağdaştırabilmek amacıyla üniversite ve sektör işbirliğine dayalı altyapı geliştirilmesi (örneğin yeni teçhizat alımı) ve gerek ziyaret gerekse staj gibi yollarla öğrencilerin ve bizlerin sektörün ihtiyacını daha iyi kavraması sağlanabilir” diyor.

Şu an yürürlükte olan sanayi destekli araştırma projeleri mevcut olduğunu ve bunu son derece olumlu bulduğunu belirten Dr. Canadinç, “Fakat bu daha çok üretim ile ilgili araştırmalarla sınırlı. Bu işbirliği makine mühendisliğinin diğer alanlarına da yayılmalı ve üniversite ile ortak Ar-Ge’ye daha çok önem verilmeli” diye konuşuyor.

Dr. Canadinç, Koç Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü’nde gerçekleştirdiği faaliyetleri ise şöyle özetliyor: “Benim araştırmam malzemenin davranışını mikro yapısı ile ilgilendirmek üzerine kurulu. Öncelikle sektörde sıkça kullanılan çelik gibi malzemelerin ya da yeni nesil bazı malzemelerin deneysel yolla temel özelliklerini belirliyoruz. Daha sonra, yine deneysel yolla malzemelerin kullanım sırasında içinde bulunduğu koşullar ideal bir ortamda tekrarlanıyor. Bu sayede, malzemelerin gerçek koşullarda mikro yapısında meydana gelen değişikleri izleme şansını elde ediyoruz.

Örneğin elektron mikroskobu ya da dijital imaj korelasyonu gibi yeni yöntemlerle bu konuda detaylı bir şekilde bilgi edinmenin yanı sıra malzemenin bize yansıyan davranışını mikro yapıdaki sebeplerle bağdaştırmış oluyoruz. Fakat her zaman malzemelerin gerçek koşullarda maruz kaldığı durumları laboratuar ortamında tekrar yaratmak mümkün olmuyor. Bu durumda da mikro yapının modellenmesi sayesinde masrafsız bir şekilde malzemelerin değişik koşullarda nasıl davranacağı nümerik analiz sonucu tahmin edilebiliyor.

Şu anda popüler olan ve üzerinde çalışmakta olduğumuz diğer bir konu ise tıpta kullanılmak üzere yeni malzemeler geliştirilmesi. Bu malzeme grupları arasında öne çıkan şekil hafıza alaşımları, alışılmışın dışında mekanik özelliklere sahip olmaları ve özellikle de cerrahi uygulamalarda avantaj sağlamaları dolayısıyla tercih edilmektedir. Fakat maliyeti pahalı olan bu alaşımlarda fiyatı düşürmek amacıyla daha ucuz alternatişerin geliştirilmesi ve bu malzemelerin de mekanik özelliklerinin ortaya çıkarılması bizim yaptığımız işler arasında.”

MAKİNE VE BİLGİSAYAR MUHENDİSLİĞİNİN KESİŞİM ALANI

Koç Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü’nde öğretim üyesi Dr. Çağatay Başdoğan ve öğrencileri, Robotik ve Mekatronik Laboratuarında (RML) makine ve bilgisayar mühendisliğinin kesişim alanlarında araştırmalar yapıyor.

Bu laboratuarda çalışan makine mühendisliği öğrencileri robotik, kontrol, mekatronik, biomekanik, nanoteknoloji konularında, bilgisayar mühendisliği öğrencileri de fiziksel-bazlı simülasyon, bilgisayar grafiği ve hayali ortamlar konularında kendilerini geliştiriyorlar.

Dr. Başdoğan, New Science Tech Dergisi’nde de yayınlanan bir araştırmasında tıpta kullanılan ?haptik yöntemi?ni iklime uyarlıyor. Robotik ve haptik (dokunsal çalışmalar) konularında uzman olan Dr. Başdoğan’ın geliştirdiği sisteme önce meteorolojik veriler yükleniyor. Ardından istenen bölgedeki rüzgar hızı gibi veriler, bir joystick vasıtasıyla, dokunsal olarak algılanıyor. Böylece iklim araştırmacıları, sadece görsel olan haritalar yerine, iklim ile ilgili çeşitli bilgileri ‘hissederek” anlayabilecekleri bir platforma kavuşuyorlar.

KALIP KONUSUNDA MUHENDİSLERE BUYUK KOLAYLIK


Dr. Murat Sözer ise TÜBİTAK MAG 104M290 Araştırma Projesi kapsamında, “Reçine Transfer Kalıplama (RTM) Yöntemiyle Kompozit Parça Üretiminde Karşılaşılan Sorunlara Çözüm Getirilmesi ve Üretimin Otomasyona Geçirilmesi” projesinin yürütücülüğünü üstleniyor.

Özellikle savunma, havacılık ve otomotiv endüstrilerinde, hafif, mukavemeti yüksek, korozyon ve dış etkenlere dayanıklı malzeme ihtiyacı her gün daha da artıyor. Metallere alternatif olarak, kompozit malzemeler bu açığı doldurmakta büyük rol alıyor. Bu çalışmada, Reçine Transfer Kalıplama (“Resin Transfer Molding” = RTM) üretim yöntemindeki çeşitli sorunlara çözüm aranarak, üretim yöntemi otomasyona geçiriliyor. Dr. Sözer projenin temel hedefini şöyle açıklıyor: “Kompozit malzeme ile parça üretiminde dünyaca geçerli olacak standart tasarım ve üretim yönteminin geliştirilmesini hedeşiyoruz. Metal ve plastik üretim sektörlerinde neredeyse mükemmelliğe ulaşan standart tasarım ve üretim yöntemleri mevcuttur. Ancak, nispeten daha yeni olan kompozit malzeme üretimi sektöründe, mühendisleri büyük bilinmeyenler beklemekte, büyük masraşı laboratuar ve üretim düzenekleri olmadan seri üretime geçmeleri çok zor olmaktadır. Bu çalışmanın hedefi, karmaşık teçhizat ve modellemeleri daha kolay ve pürüzsüz bir şekilde entegre etmektir.”

Dr. Sözen çalışmada çözüm bulunan en önemli sorunları ise şöyle özetliyor: “Endüstride, kalıp tasarımı (enjeksiyon ve ventilasyon noktalarının tespiti) tecrübeyle yapıldığı için, çok masraşı olmakta ve süre almaktadır. Polimerin kalıp içinde akışını modelleyen simülasyonlar, kalıp tasarımı konusunda mühendislere büyük kolaylık getirmektedir.

Ancak, modelin ana parametreleri olan polimerin vizkozitesi sıcaklık ve kür ile doğrusal olmayan bir şekilde değişmektedir ve dokuma geçirgenliğinin ölçümleri ve modellemeleri büyük değişkenlik gösterdiği için, bu konuda güvenilir veri tabanları mevcut değildir. Daha da önemlisi, prensip olarak bakıldığında, polimerin geçirgen dokuma içerisinden akışını modellemede kullanılan “Darcy Kanunu” bazı durumları modellemeye uygun değildir. Dokuma hazırlama işçiliğindeki (kesme ve kalıp içine yerleştirme) değişkenlik ve malzemedeki homojen olmayan yapı nedeniyle, dokumanın polimerin akışına olan geçirgenliği değişmektedir. Normal şartlar altında tamamen doldurulabilen bir kalıp, bir başka enjeksiyon sırasında polimerin akış yönünün etkilenmesi nedeniyle tamamen doldurulamayabilir. Bu sorunun üstesinden gelmek için geliştirilmiş olan kontrol sistemlerinde çeşitli sorunlar mevcuttur. Bu çalışmada geliştirilen kontrol sistemi sayesinde, bu değişiklikler enjeksiyon sırasında tespit edilip, hemen anında yapılan kontrol müdahaleleriyle (enjeksiyon parametrelerinde değişiklik yaparak), kalıbın tamamen doldurulması mümkün olmuştur. Kontrol sisteminin enjeksiyon makinesi ve kalıba entegrasyonu sayesinde, tamamen otomasyon haline getirilen, fire oranı ve maliyeti düşük kompozit parça üretimi mümkün olacaktır.

BİRCOK PROJE TUBİTAK DESTEKLİ

Dr. B. Erdem Alaca ise Mikro ve Nano Sistemler Laboratuarı bünyesinde gerekli litografi, kaplama ve aşındırma teknikleri kullanılarak 2 mikrometre çizgi kalınlığı ile imalat yapıldığını söylüyor ve şöyle devam ediyor: “İmali yapılan mekanik sistemler, elektronik, kimya ve biyoloji mühendislikleri ile kesişen çeşitli sahalarda kullanılmaktadırlar.

Birçok projemiz, Tübitak destekli olarak yürütülmektedir. İmali yapılan sistemlere bir örnek olarak narkotik madde algılayıcısını verebiliriz. Bu algılayıcının merkezinde çok yüksek hızlarla salınım yapan manyetik ve mikrometre mertebesinde boyutları olan bir çınlaç yer alır. Çınlacın yüzeyi, narkotik maddeye duyarlı proteinlerle kaplıdır ve bir bakıma ortamdaki narkotik maddeleri koklayarak algılayacak bir burun gibi davranır. Eğer algılayıcı, hassasiyet limiti içerisindeki narkotik moleküllerine maruz bırakılırsa proteinlerin yakalayacağı bu moleküller, salınım yapan çınlacın toplam kütlesini değiştirmiş olur. Değişen kütle sonucu salınım frekansının değişmesi ortamdaki narkotik maddenin mevcudiyetini de göstermiş olur.

Bir başka araştırma sahamız ise nanoteller ile mikro sistemlerin birleştirilmesi için seri imalata uygun tekniklerin geliştirilmesidir. Nano ölçekli yapıların basit elektrotlardan ziyade karmaşık mikrosistemlerle entegrasyonu, süreçler arası uyuşmazlıklar, topografya gibi nedenlerle aşılması gereken teknolojik bir sorun haline gelmiştir ve bu alandaki ticarileşmenin önündeki en büyük sorunlardan bir tanesini teşkil etmektedir.

Nanocımbız yapısı, parmakları nanometrik hassasiyetle açılıp kapanabilen bir sistemdir. Açıp kapama hareketi için gerekli tahrik, sistemin kuyruk kısmında bulunan dişler sayesinde elektrostatik etkileşim ile gerçekleşir. Hareketi yapan her parmağın ucunda ise bir adet nanotel yer alır. Şimdiye kadar olan çalışmalarımızda bu nanoteller silisyum ya da nikel malzemeden çeşitli yollarla imal edilip cımbız sistemlerine entegre edilir.

Parmakların küçüklüğü dolayısıyla büyük deplasmanlara maruz bırakıldıklarında bile kırılmadıkları ve bu sebeple çok ince sondalar olarak kullanılabildikleri gözlemlendi. Çalışmalarımız, Avrupa’daki çeşitli araştırma merkezleri ile irtibatlı olarak sürdürülmektedir.

URETİM VE OTOMASYON COK ONEMLİ

Koç Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi ve Üretim ve Otomasyon Araştırma Merkezi Direktörü Dr. İsmail Lazoğlu, günümüzün rekabetçi dünyasında bir ülkede refah düzeyinin arttırılması için üretim ve otomasyonun çok önemli iki kritik faktör olduğunu söylüyor. Dr. Lazoğlu şöyle devam ediyor: ?Gelişmiş ve gelişmekte olan iki ülke arasında en temel farklardan biri, küresel ölçekte satılabilecek gelişmiş ürünlerin tasarımlarını ve üretimlerini yapabilme yeteneğinin olup olmadığıdır. Temel olarak yüksek teknoloji içeren ürünlerin yaratılabilmesi için yüksek seviyede teknik bilgi ve yetenek gerekmektedir. Bu ileri seviyedeki bilgi ve yeteneğin oluşturulabilmesi için, yüksek kaliteli ve çok-disiplinli mühendislik eğitimi ve araştırmaları gerekmektedir.

Mühendislik öğrencilerinin uzmanlık alanlarının üst sınırlarında olmaları için sadece mühendislik ve bilim temelleriyle donatılmış olmaları yetmez, aynı zamanda ileri seviyede teorik ve deneysel araştırma yapabilmeleri gerekmektedir. Bugün için iyi olanın yarın için yeterli olmayacağı bilinen bir gerçektir. Bütün bunlar sadece akademik dünya için değil aynı zamanda endüstri için de geçerlidir. Rekabetçi piyasa ortamı sürekli olarak yeni zorluklar getirmektedir.

Bu yeni zorluklar gelişim için fırsatlar haline gelmelidir. Endüstriler faaliyetlerini sürdürebilmek ve rekabet ortamı içinde kalabilmek için yeni üretim ve otomasyon felsefesiyle donatılmış olmalıdırlar. Gelişme süreçlerini koruyabilmeleri için, üretim ve otomasyon felsefelerinin çevikliklerini arttırması, seri üretim çıktıları ve daha kısa ürün geliştirme süreçleri elde etmesi ve aynı zamanda yenilikçi beceri ve bilgilerini geliştirmesi bir zorunluluk halini almıştır.”

Koç Üniversitesi’ndeki Üretim ve Otomasyon Araştırma Merkezi’nin (Manifacturing and Automation Research Center - MARC) 2000 yılında üretim, otomasyon, mekatronik, biyomedikal ve alternatif enerji alanlarında gelişmiş disiplinlerarası bilimsel araştırma yapmak ve eğitim vermek üzere kurulduğunu söyleyen Dr. Lazoğlu, “MARC’ın ilk görevi disiplinlerarası eğitim ortamı aracılığıyla mühendislik öğrencilerinin üretim konusundaki bilgilerinin arttırılmasını içermektedir” diyor. Araştırma merkezinde ürün ve sistemleri tasarlayan, analiz edebilen ve bunlara değer katabilen mühendisler yetiştirmeyi amaçladıklarının altını çizen Dr. Lazoğlu şöyle devam etti: “MARC’ın ikinci görevi ise bilimsel araştırma yolu ile üretim ve otomasyon sistemlerinin geliştirilmesi ve bunların endüstriye transferini gerçekleştirmektir. MARC’da uygulanan araştırma aktiviteleri, üretim süreçlerinin modellenmesi, optimizasyonu, planlanması, kontrol edilmesi ve otomasyonunu içeren analitik, sayısal ve deneysel çalışmaları içermektedir. Ayrıca MARC sanayi ile etkileşim yoluyla teknoloji transferine olanak tanır.

Dr. Lazoğlu MARC’ta birçok uluslararası ve ulusal araştırma enstitüleri, laboratuarlar ve şirketlerle işbirliği yaptıklarını söylüyor ve projelerinin bir kısmını şöyle örnekliyor: “Yeni Dizel Motor Üretiminde Borlama Sürecinin Analizi ve Sürec Optimizasyonu

- Renault A.Ş. destekli proje, 2008-2009. Titanyum ve Inconel 718 İleri Malzemelerin İşlenme Sürecinin Mekanik ve Termal Analizleri

- General Electric firmasından destekli proje, 2008-2009.

 

SPOT:

“ Dr. İsmail Lazoğlu “Mühendislik öğrencilerinin uzmanlık alanlarının üst sınırlarında olmaları için sadece mühendislik ve bilim temelleriyle donatılmış olmaları yetmez, aynı zamanda ileri seviyede teorik ve deneysel araştırma yapabilmeleri gerekmektedir” diyor.”

 


Dr. Çağatay Başdoğan ve öğrencileri

Robotik ve Mekatronik Laboratuarında (RML) makine ve bilgisayar mühendisliğinin kesişim alanlarında araştırmalar yapıyoruz


Dr. B. Erdem Alaca

Mikro ve Nano Sistemler Laboratuarı bünyesinde gerekli litografi, kaplama ve aşındırma teknikleri kullanılarak 2 mikrometre çizgi kalınlığı ile imalat yapılıyor.



Dr. Demircan Canadinç

Türkiye’deki makine sektörü daha çok yerli veya yabancı lisansa dayalı üretime ağırlık vermiş durumda.