Genetikten IT’ye, tıptan sanayiye tüm hayatımızı değiştirmeye aday 3D yazıcı teknolojileri, bir nevi dördüncü sanayi devriminin de habercisi oldular. 1970’li yılların sonlarına doğru bilim dünyasının gündemine girmeye başlayan bu yazıcılar, o dönemler çok büyük ve çok pahalı cihazlardı. 1980 ve 1990’lı yıllarda ticarileşen yazıcılar, temelde CNC tezgahına monte edilmiş bir yazdırma ucundan oluşan teknik ürünlerdi. İlk 3D yazıcı 1984 yılında Charles Hull tarafından geliştirildi. O zaman sadece basit baskılar yapabilen makineler 30 yılda bir hayli yol katetti. Bugün 3D yazıcılar protez kol, otomobil hatta uzay malzemelerinin üretimini yapıyor. Üç boyutlu yazıcılar temelde, bir ürünün piyasaya çıkmadan önce son halini görebilmek için tasarlanmış makineler olarak tanımlanıyor. Bu sayede bir ürün seri üretime geçmeden önce bu yazıcılardan çıkış alınıp son haline bakılarak ürünün elle tutulduğunda nasıl bir şeye benzediği görülebiliyor. Bu da hem maliyet tasarrufu hem de olası sorunların önceden görülmesini sağladığı için ciddi bir kolaylık getiriyor. Genelde bir CAD/CAM programı ile uyumlu çalışan 3 boyutlu yazıcılar standart yazıcılardan farklı olarak mürekkep yerine farklı materyaller kullanıyor. Plastik, polikarbon kadar birçok malzemeyi kullanabilen 3D yazıcılar birçok karmaşık nesneyi basabiliyor.

NASIL ÇALIŞIYOR?

3D yazıcı teknolojileri birçok farklı teknolojiyi bir arada sunuyor. Bu teknolojiler, fused deposition (bileşimli yığma), lazer sinterleme, polimer kurleme gibi sıralanabilir. Yaygın kullanıma ve farklı tasarıma sahip olsa da temelde en çok kullanılan teknoloji “fused deposition modeling” tekniği ile çalışan cihazlardır. Bu teknikte bilgisayarda 3 boyutlu modeli bulunan cisim 2 boyutlu katmanlar halinde yığılarak 3 boyutlu ürün elde edilir. Bu prosesi gerçekleştirmek ise günümüz makine imalat sektöründe hiç de zor değil, ihtiyacınız olan şeyler üç eksenli bir CNC ve kontrol kartı; bu kontrol kartı ve CNC ile iletişimde olabilecek bir yazılım ve malzeme yığma özelliğine sahip bir takımdan oluşuyor. FDM bir yazılım prosesi ile başlar, yazılım STL formatındaki modelleri matematiksel olarak katmanlara ayırır ve bu katmanları üst üste inşa etmek üzere 3 eksenli CNC kontrollü bir cihaza gönderir. Genellikle termoplastik malzemeler kullanılır. Termoplastik malzemeler thermoset malzemeler ile karşılaştırıldığında defalarca eritilebildikleri ve belirli sıcaklık aralığında sıvılaşabildikleri için bu teknoloji için oldukça uygun malzemelerdir. Termoplastik malzemenin düzgün bir şekilde yığılabilmesi için erime sıcaklığına ısıtılmış bir nozuldan ekstrude edilmesi gerekiyor. Bu nozul bilgisayar tarafında konrol edilerek parça geometrisini simule edecek şekilde hareket ettirilir ve termoplastik malzemenin yığılması ile beraber parça 2 boyutlu katmanlar halinde tablaya yığılır ve üretilmiş olur.

PROTOTİPLEME CİHAZLARINDAN FARKLILAR

3 boyutlu yazıcılarda basılabilen nesneler arasında hareketli parçalara sahip ürünlerden, İngiliz anahtarına, insan figürlerinden, satranç taşlarına kadar farklı seçenekler bulunuyor. Günümüzde 3 boyutlu modellemesi bulunan hemen hemen her şey basılabiliyor. Modellemesi olmayan ürünler üç boyutlu tarayıcılarla anında dijitalize edilip yazıcının anlayacağı formatlarda kullanılabiliyor. 3D yazıcılar, hızlı prototipleme cihazlarının basitleştirilmiş versiyonları olarak karşımıza çıkıyor. 3D yazıcılar prototipleme cihazlarına göre daha ucuzlar, ancak hız ve çözünürlük açısından performansları daha düşüktür. Hızlı prototipleme cihazları yılardır havacılık ve otomotiv endüstrileri tarafından kullanılıyor. Genel olarak 3D yazıcılar hızlı prototipleme cihazlarından daha küçükler ve daha az yer kaplarlar. Büyük endüstriyel parçalar yerine küçük hobi amaçlı parçalar üretirler. Tüm bunlara ek olarak hızla gelişen 3D yazıcılar hızlı prototipleme cihazları ile yarışan özelliklere sahipler.

KULLANIM ORANI YÜZDE 68 ARTTI

Bağımsız Araştırma Şirketi Canalys‘in küresel 3D yazıcı pazarını inceleyen raporuna göre, 2015 yılında sevkiyatı yapılan toplam 3D yazıcı sayısı bir önceki yıla göre yüzde 68 oranında artarak, toplam 133 bin adete ulaştı. 3D yazıcılar, destekleyici servis ve ürünlerle birlikte pazarın toplam büyüklüğünün 3,3 milyar doları geçtiğini söyleyen rapora göre bu, bir önceki yıla göre yüzde 34’lük bir artışa tekabül ediyor. Yazıcı sevkiyatlarının özellikle 2015 son çeyrekte artış gösterdiğini söyleyen Canalys, bu dönemde gerçekleşen satış hacminin 1 milyar doların üstünde olduğunu tahmin ediyor. 3D yazıcı pazarının bölgelere göre kırılımında ise tüm sevkiyatların yüzde 42‘sinin yapıldığı ABD ilk sırada yer alıyor. Onu yüzde 31‘lik payla EMEA (Avrupa, Orta Doğu, Afrika) ve yüzde 27 ile Asya-Pasifik izliyor.

TÜRKİYE DE 3D ÜRETİM YAPIYOR

Türkiye’nin teknoloji alanındaki önemli şirketlerinden biri olan infoTRON, 3D yazıcı sektöründe önemli adımlar atıyor. Mojo, bunlardan biri. Bu ürün, 10 bin euro’nun altına inen ilk 3D yazıcı ünvanını elinde bulunduruyor. Diğer taraftan 3bfab.com, MakerBot marka 3D yazıcıların Türkiye bayisi olarak karşımıza çıkıyor. Mağazada 3D Akademi adıyla 3D yazıcılar ve modelleme konusunda eğitimler düzenleniyor. Sabancı Üniversitesi’nde de bu alanda birçok çalışma yürütülüyor. Üniversite en son, canlı hücrelerle üç boyutlu biyo-baskı yöntemi kullanarak yapay doku üretmeyi başardı. Ekip, MR verilerini kullanarak Türkiye’de ve dünyada ilk kez aort damarı doku örneğini, hücreleri ve destek yapılarını kat-kat üç boyutlu basarak oluşturdu.