Metal Eklemeli İmalat Nedir?
Eklemeli İmalat (Additive Manufacturing), 3D tasarımların geleneksel üretim yöntemlerinin aksine takım, kalıp ve benzeri alet ya da işlemlere ihtiyaç duyulmadan doğrudan hammaddenin katman katman üst üste eklenmesiyle üretilebilmesine imkân sağlayan teknolojiler bütünü olarak tanımlanabilir.
İlk olarak 1980’li yılların başlarında kullanılan eklemeli imalat teknolojisi ile sadece plastik malzemelerden oyuncak, anahtarlık, prototip eşyalar üretilebilmekteyken son yıllarda metal malzemelerin kullanımının geliştirilmesi ile endüstriyel parçalar da imal edilmeye başlanmıştır.
Metal 3D Yazıcılarda kullanılan en yaygın metal malzemelerden bazıları paslanmaz çelikler, nikel, kobalt-krom, titanyum alaşımları ve alüminyumdur. Metal eklemeli imalat teknolojileri, kompleks parçaların üretiminde sağladığı avantaj ile uzay, havacılık, otomotiv, biyomedikal ve enerji endüstrisinde çok tercih edilmekte, bu alanlarda çalışan bilim adamları ve mühendislerin büyük ilgisini çekmektedir.
AM Power’a göre metal eklemeli imalat pazarının 2025’e kadar şimdikinin neredeyse dört katına çıkacağı tahmin ediliyor. Bu pazar büyüklüğünün havacılık, uzay, otomotiv ve genel mühendislik sektörlerindeki gelişmelere paralel olarak dağılması bekleniyor.
Eklemeli İmalat Ne Amaçla Kullanılır? Avantajları Nelerdir?
Eklemeli İmalat, geleneksel üretim yöntemlerinden çıkan parçalara göre daha hafif, daha güçlü parça ve sistemlerin oluşturulmasını sağlayan bir endüstriyel dönüşüm olarak kabul edilebilir. Eklemeli İmalat özellikle az sayıda üretim söz konusuysa ve şartlara özel parçaların üretiminde sıklıkla tercih edilmektedir. Kişiye özel tasarlanan ve üretilmesi gereken medikal parçalar için çok uygun olması nedeniyle medikal sektöründe de eklemeli imalatın sıkça kullanıldığını görürüz. Eklemeli imalat ile üretilen medikal parçalarda kişiye özel geometride tasarımlarla vücut anatomisi birebir taklit edilebilir olduğu için bu yolla hasta konforu artırılıyor, gözenekli formda tasarımlar gerçekleştirilerek osseointegrasyona izin veriliyor ve canlı doku gelişmesi sağlanıyor, vücutta çözünebilen malzemelerle üretim yapılarak ikincil operasyona gereksinim ortadan kaldırılıyor.
Uçak jet motorlarında kullanılan yanma odaları yüzlerce parçadan oluşmakta iken eklemeli imalat ile yeniden tasarım geliştirilerek parça konsolide edilebiliyor ve yekpare üretilebiliyor. Uzay araçları ve uydularda kullanılan bağlantı elemanları tekrardan tasarlanıp eklemeli imalat ile daha hafif ve daha dayanıklı halde üretilebiliyor.
Yukarda sıraladığımız tüm bu avantajlar katmanlı üretim olarak da bilinen eklemeli imalat teknolojilerinin neden bu kadar fazla tercih edildiğini açıkça ortaya koyuyor.
Aşağıda geleneksel yöntemle üretilmiş bir parçanın gerekli analizler yapılıp topoloji optimizasyonu sağlandıktan sonra eklemeli imalat ile üretilmiş halini görüyorsunuz. digiMODE’un danışmanlığında tüm bu aşamaları bize başvuran firmalar için gerçekleştiriyor ve eklemeli imalat alanında üretim ve danışmanlık hizmeti veriyoruz.
Metal Eklemeli İmalatta Kullanılan Teknolojiler Nelerdir?
Metal hammaddenin bir enerji kaynağı veya bir bağlayıcı madde ile katman katman birleştirilmesi esasına dayanan metal eklemeli imalat teknolojileri, kullanılan enerji kaynağı veya uygulama yöntemine göre sınıflandırılabilmektedir. Metal eklemeli imalat yöntemleri temelde toz yataklı ve toz/tel beslemeli olarak ikiye ayrılabilir. Toz yataklı sistemde hammadde, üretim tablası üzerine serilip ergitilirken toz beslemeli sistemde hammadde önce ergitilip sonra üretim tablası üzerine yığılmaktadır. Toz beslemeli sistemin üretim hacmi, maliyet ve üretim hızı gibi yönleriyle toz yataklı sisteme göre birçok avantajı olsa da en önemli avantajı birden çok malzemenin aynı anda üretimde kullanılabilmesine imkân sağlamasıdır. Ancak üretilen parçaların yüzey özellikleri ve sıkı geometrik tolerans gibi şartlar için toz yataklı sistemler ön plana çıkabilmektedir.
Eklemeli İmalat Teknolojilerinden Hangi Sektörler Yararlanabilir?
Eklemeli İmalata uyumu ve faydalarının çok fazla olması nedeniyle bu teknolojiyi ilk benimseyen sektörler havacılık ve medikal olsa da, birçok endüstri için son ürün imalatında metal eklemeli imalat kullanımına son yıllarda talebin arttığı dikkat çekmektedir. Metal eklemeli imalat; savunma, enerji, otomotiv, bilgisayar, kimya, genetik mühendisliği de dâhil pek çok sektör tarafından kullanılmaktadır. Üretilen parçalara diş implantları, titanyum medikal vidalar, uçak motor ve kanat parçaları, kalıp ve nükleer reaktör ekipmanları örnek verilebilir.
Oğuzhan Yılmaz – AMTRG Direktörü
