3D Printer Sıradanlaşıyor mu ?


Üretim teknolojilerinde, devrim niteliğinde ürünler öyle pek sık ortaya çıkmazlar. Bir ürünün devrim niteliğinde olduğunun kabul edilebilmesi de meşakkatli bir durumdur. 3d yazıcılar ise fikir olarak ortaya atıldığı 80’lerden itibaren “yeni sanayi devrimi” yakıştırmalarına maruz bırakılmıştı. Haksız sayılmayacak bir yakıştırma bu, neden mi?


Hiçbir ürün, ilk çıktığı anda hayatımızı kolaylaştıramaz. Üzerinde belirli oynamalar, iyileştirmeler, üretim faktörlerinin düzenlenmesi gibi hususlar ürünün son kullanıcıya maksimum verim verecek şekilde ulaşabilmesini sağlar. Dokunmatik ekranlı telefonlar ve kullandıkları işletim sistemlerinin belirli bir süre sonrasında birbirine çok benzemesi, yapabildikleri şeylerin hemen hemen aynı olması da bu optimizasyonun neredeyse tamamlandığına delalettir. Son kullanıcının istekleri ne kullanırsa kullansın paraleldir aslında, üreticiler belirli nüans farklılıklarıyla son kullanıcıya ulaşır. 3d yazıcılarda da durum böyle. Fikir adamları ve üreticiler bize son ürünleri nasıl vereceklerini düşünürlerken aslında tek bir amaca hizmet ettiler; “hayatı kolaylaştırmak”. Temelde fikir aynıdır; AutoCad, SolidWorks, Rhino3D gibi programlarla 3 boyutlu prototipini çıkardığınız ürünlerin, PLA, ABS ve benzeri termoplastik malzemeler kullanılarak, yığılma veya polimer kürleme yöntemiyle 3d yazıcılarla üretilmesi. 3 boyutlu prototip çıkarılan programların fiyatları da belirli bir sürede aşağı indi veya kendilerinin ikamesi olan ücretsiz yazılımlar geliştirildi. Bu da 3d yazıcıların üretim esnasındaki dışsal maliyetlerini düşürdü. Haliyle, son kullanıcıya ulaşmasının önündeki en büyük engellerden biri olan “maliyeti çok yüksek olursa” düşüncesi de yerini “hayal gücünün nasıl kullanılacağı heyecanı”na bıraktı.

Bu programlarla STL(S*T*ereoL*ithography) formatına çevirdiğiniz çizimler, 3d yazıcıda kullanacağınız termoplastik malzemelerin eritme sıcaklığına ulaştırılmış bir nozuldan uzatılarak 3d yazıcınızın alt paneline 2d cisimler halinde yığılarak birleştirilir. Bu birleştirme sonlandırıldığında, karşınıza bilgisayarda tasarladığınız veya prototipini beğenip üretmek istediğiniz ürün ortaya çıkar. Bu ürünler üretim malzemelerinin geliştirilmesi sayesinde tek bir malzeme ile de üretilmiyor artık.

    Teknolojik gelişmeler hayatımızda o kadar çok yer ettiler ki, teknolojiyle orta derecede ilgilenen bir insan, çoğu insanda ütopik bir düşünce izlenimi yaratan 3d yazıcıların nasıl çalıştığını, kısa süreli bir araştırma sonucunda öğrenebilir. Tıpkı geçmişte “pahalı” ve “kullanımı zor” olarak nitelendirilen ürünlerin, günümüzde hayatımızın önemli bir parçası olması gibi 3d yazıcılar da ileride her evde bulunan, zaruri bir ürün haline gelecekler. Belki de geldiler, belki de farkında değiliz artık o seviyede olduğumuzun. Kim bilir?

3D Yazıcı mı ? Ucuz iş Gücü mü ?

Virginia Üniversitesi öğrencilerinin, 3d yazıcı ile, turbofan motorunun da içerisinde bulunduğu tüm parçalarını üretip başarılı bir şekilde çalıştırdığı bir model  olması tesadüf mü? Elbette değil. 3d yazıcılarla tasarım yapan insanlar, gün geçtikçe daha başarılı prototipler ortaya çıkartıyor. Farklı sektörlerdeki firmalar da 3d yazıcıları bu tip araştırmalar sonucunda üretim birimlerine entegre etmeye başlayacaklar. Duyulduğunda kulağa basit gelen gelişmelerin bile, ileride bizi nereye götürebileceği, üretime neler katabileceği düşüncesi gelişime açık insanlar tarafından heyecanla bekleniyor. 

Son 20 yılda yapılan icatların, yazının bulunmasından bugüne kadarki icatlardan daha fazla olduğu göz önüne alınırsa, 3d yazıcıların aslında ne denli önemli olduğu daha da kazınıyor kafamıza. Diğer icatlarda olduğu gibi, “ilk 20 yıl sadece üst tabakanın kullanacak olması” durumu da pek yok. Zira satış bandı çoğu firmada ulaşılabilir seviyelere çekildi. Elbette her eve girmesi vakit alacaktır, ama ulaşılamayacak bir teknoloji olarak yaftalanmamalı. Fiyatlar orta direğin bile ulaşabileceği seviyelere geldi. Çoğu 3d yazıcı, otomobil fiyatlarının beşte birine alıcı bulabiliyor. Otomobilin hayata kattıkları elbette yadsınamaz lakin beşte bir fiyatına 3d yazıcı sahibi olup, hayallerinin izin verdiği sürece tasarlayıp kullanabilme imkanı veren aletlerin bu fiyat bandına inmesi de sevindirici bir gelişme. Diğer açıdan, sanayi harcamalarında her zaman dünyada ilk sıralarda yer alan Amerika Birleşik Devletleri başkanı Barrack Obama’nın, 3d yazıcıların yeni sanayi devrimi olduğunu belirtmesi ve bu aletlerin sanayide yoğunlaşmasına karar verdiklerini deklare etmesi de gerçekten bir devrimle karşı karşıya olduğumuzun göstergesi. 




Tabii bu gelişmelerin üretim yapan fabrikalara etkisini 3d yazıcılar daha da yaygınlaşıp, bir üretim faktörü olduktan sonra göreceğiz. Fakat bazı ekonomistler, 3d yazıcıların özellikle Çin ve Hindistan gibi büyük markaların üretimlerini ucuza mal ettikleri ülkelerde “ucuz işçi” sayısını düşüreceği, bir noktadan sonra ise büyük markaların bu tip ülkelere fabrika kurmaktan vaz geçeceği yönünde bir fikir içerisindeler. Her devrimde olduğu gibi, 3d yazıcı devrimi de, getirdiği sosyal değişimlerle anılacak. Bunun doğurduğu toplumsal olayların bile olabileceği düşünülmekte. İş gücüne olan ihtiyaç, sanayi devriminden sonra bile hatrı sayılır derecede düşmüşken, 3d yazıcıların dünyayı nereye sürükleyeceği de konuşulanlar arasında. Bu tip ülkelerde ucuza çalışan insanların, bu tip işlerde çalışma gereksinimi duymamasını sağlayacak iş imkanları ortaya çıkarabilir. Yani iş gücüne olan ihtiyacı azaltıp, fikir gücüne olan ihtiyacı arttırabilir. Hepsi teoride olan bu varsayımların akıbetini, elbette ileride tecrübe edeceğiz.
   

   

3D Yazıcılar Sağlık Alanında Çığır Açacak

Sağlık alanındaki gelişmeler  her zaman heyecan verici ve geleceği şekillendiren buluşlar olmuşlardır. Aşılar, ilaçlar, serumlar, protezler, ameliyat gereçleri… Hepsinin ortak amacı insanların başına bela olan hastalıklara son verip,  hayatı daha da yaşanır hale getirmek ve uzun yaşamın sırlarını aramak. İnsan hayatındaki bu gelşimler ve icat edilen buluşlar, ortalama ömrü arttırdığı gibi, yaşam kaltesini de arttırdı. 3d yazıcılar da bu gelişmelerin son halkasında yer alıyor. 
 

Binlerce yıl boyunca, insan vücudu belirli bir süre sonra çalışamaz hale gelen organları yüzünden iflas etti. Ne zaman ki organ naklinin gerçekleşmesini sağlayan teknolojik gelişmeler ortaya çıktı, cerrahi operasyonlar sayesinde  insanların ömürleri uzadı. Kalp, böbrek, karaciğer ve hatta ülkemizde de son zamanlarda artan yüz nakilleri. Bu operasyonların da en sorun çıkaran evresi kendi dokunuza uygun dönor bulmak. 3d yazıcılar organ nakillerinin de belirli bir dönore ihtiyaç duymaksızın gerçekleştirmemizi sağlayacak. Kök hücre sayesinde, kendi dokumuzdan, 3d yazıcıyla oluşturulan organlar işlevini kaybetmiş organlarımızla ile değiştirilebilinecek. Bu da 3d yazıcının tıp alanında devrim olarak nitelendirilmesini sağlayan en büyük etken. Bir örnek vermek gerekirse üretim malzemesi olarak insan dokusu kullanan bilimadamları canlı ve duyma yeteneğine sahip bir kulak dahi yapmayı başardılar.
. 



Bir grup Amerikan bilim adamı, kemiğe benzer özellikler taşıyan seramik tozu üzerinde 4 sene çalışıp, kemiğe benzeyen bir maddeyi ortaya çıkardılar. Daha dayanıklı olması için silis ve çinko oksit eklenilen, kalsiyum fosfattan oluşan seramik tozuna, plastik birleştirici malzemeler ekleyip kemiğe çok benzeyen bir madde oluşturdular. 1250 derecede iki saat boyunca fırınlanan bu madde, hasarlı kemiğe ekleniyor ve çevresinde yeni kemik hücrelerinin oluşması bekleniyor. Tavşan ve fareler üzerinde denenen bu yöntem, hasarlı kemiğin çevresinde yeni kemik hücrelerinin oluşmasını sağladı. Canlı kemik hücreleri oluştuktan sonra bu madde, kendi kendine çözülüp yok oluyor ve hasarlı kemik, yeni üretilen kemik hücre ve dokuları ile tamamen kullanılır hale geliyor. Buna ek olarak, kafatası implantı üretmek için de kullanılıyor 3d yazıcılar. Abd’de bir hastanın hasar görmüş kafatasının %75’lik kısmı, 3d yazıcı ile üretilen plastik implant ile değiştirilmiş. İçerisindeki minik oyuklara eklenen polyetherketone de tıpkı farelerde denenen yöntem gibi, çevresinde yeni kemik dokularının oluşumunu sağlıyor. Bu plastik-polimer maddenin taranması ve implantın üretilmesi iki haftaya yakın sürebilmekte.

Bu tip gelişmeler, 3d yazıcıların nedenli önemli olduğunu bir kez daha kanıtlamakta. Sağlık alanında da kullanılabilen bir buluş olması, 3d yazıcının sadece keyfi nedenlerle kullanılacağı öngörüsünü de yıkıp, bir çok alanda kullanılan bu teknolojiyi kullanarak, gelecekte nasıl yaşayabileceğimizle alakalı fikir sahibi olmamızı sağlıyor.

Gelecek Ne Zaman Gelecek

-->Bundan 10 yıl önce hayalini bile kuramadığımız bir çok teknolojik ürünü şu an verimli bir şekilde hayatımızı kolaylaştıracak şekilde haşır neşiriz. Cep telefonlarının 10 sene içerisindeki gelişimi dikkat çekici. 10 sene önce fotoğraf çekmek için telefonların altına takılan bir aparatı kullanırken, şimdi 13, 20 hatta 41 megapiksellerden söz etmenin yanı sıra, otofokus teknolojisini de cep telefonlarına mükemmel şekilde entegre edip, profesyonel fotoğraf makinaları ile yarışacak düzeye getirdik. Bilgisayarların sadece büyük fabrikalarda kullanıldığı devirlerden, kişisel bilgisayarların sonsuz kişiselleştirme ve kullanım alanı sağlayan bir evresine geçiş yaptık. Her teknolojik cihaz, araştırma ve geliştirme yöntemlerimiz sayesinde kullanımı daha rahat, zamana ayak uyduran cihazlar olarak değişti.  
   

 3d yazıcıların da araştırma ve geliştirme yönünden cep telefonları ile aynı seviyede ilerlediği de bilinen bir gerçek. Bu da bu teknolojinin ilerleyen seneler içerisinde aklımıza dahi gelmeyecek bir çok özelliğe sahip olacağını doğrular nitelikte. Stratasys firması 3d modellemesi yapılan karmaşık cihazları dahi çalışır vaziyette yazdırabiliyor. Bu makine ile üzerinde birbirine geçmiş vaziyetteki birçok çarkın bulunduğu bir platform  yazdırıldığında, o platformun üzerindeki çarklar çalışır vaziyette ortaya çıkmakta. Üzerinde halen araştırma ve geliştirme faaliyetlerinin sürdüğü bu alet, ileride bir çok çalışır parçanın bulunduğu ürünleri üretmekte kullanılabilecek. Bir bisikletin 3d yazıcı ile yazdırıabildiğini düşünün. 10 sene önce hayal dahi edilemeyecek bu teknoloji çok uzakta değil. 3d yazıcılar ile yedek parça üretimi, kişisel araç ve gereçler, organlar, implantlar üretilebilmekte. Bu üretim yelpazesi gün geçtikçe genişliyor ve dünyayı çok daha yaşanabilir bir yer yapıyor. 



    Kendi evimizde kendi tasarımınızı yansıtan bisikletler, oyuncak otomobiller, mutfak araç gereçleri, biblolar, dekorasyon ürünleri üretebilecek düzeye geleceğiz. Tüketici olarak var olduğumuz bu sosyal sistemde aynı zamanda üretici de olacağız. Bu, evde üretilebilecek ürünlerin seri üretimini gerçekleştiren bir çok sektöre darbe vuracağı gibi, fikir üzerinden oluşturulan bir çok alanın da piyasa içerisine girmesini sağlayacak. Evde tasarladığınız bir ürünün başka insanların hayatlarını kolaylaştırma imkanı bile heyecan verici. Evde, sadece fikir kullanarak bir çok insana yardım edebilir, kendi yaşamımız için gerekli gereçleri imal edebileceğiz. Bu durum önümüzdeki 5-10 yıllık süreç içerisinde netlik kazanacak.

Sudan Daha Hafif Çelikten Daha Güçlü


    3d yazıcılar ile ilgili yenilikçi gelişmeler tüm sektör kollarından geliyor. Malzeme bilimi de bunların en önemlilerinden. Ne kadar yeni malzeme geliştirilirse ve bu yeni malzemeler ürün geliştirme safhasında ne kadar çok kullanırsak, teknolojik gelişimin önü o kadar açılmış olacak. Yeni geliştirilen her malzeme benzersiz sonuçlar elde etmemize yarayacak, bir çok sektörde bu yeni malzemelerin sağladığı olumlu gelişmeler ile aşama kaydedilecek.


    Hafif ve güçlü malzemeler geliştikçe, sanayi alanında üretim çok daha da kolaylaşacak. Bu esnada, Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü’nden Alman bilim adamları, çelikten daha güçlü ve aynı zamanda inanılmaz derecede hafif bir materyali 3d yazıcı ile üretmeyi başardılar. Karlsruhe Teknoloji Enstitüsünden Jens Bauer ve mühendis arkadaşları, Nanoscribe sistemini kullanarak ürettikleri, sudan daha az yoğun, çelikten daha güçlü olan bu maddeyi deneysel üretimin en önemli kanıtı olarak görüyorlar. Böyle güçlü ve tok malzemeler genelde ağır oluyorlar, bunların istisnası kemik ve odun. Onlar da gözenekli yapıları sayesinde diğer maddelerden ayrılıp, kendilerine özgü bir özelliğe bürünüyorlar. Bu malzemelerin özelliklerini göz önüne alarak, Bauer ve ekibi bu maddelere benzer yapısal özellikler taşıyan maddeyi ürettiler. Bu madde bal peteği şeklinde tasarlanıp, alüminadan (Aluminyum Oksit) üretildi. Bu madde, metreküpte 1000 kg hacimden daha az olması onu sudan daha az yoğun, bal peteği şeklindeki 50 nanometre kalınlıktaki yapısal özellikleri sayesinde ise çelikten daha güçlü hale geldi. Alman mühendisler bu maddenin havacılık başta olmak üzere, bir çok yüksek performanslı malzeme gerektiren sektörde kullanılabilmesini, insanlara yarar sağlayabilmesini arzu ettiklerini belirttiler.



    
    Bu ve benzeri yeni gelişmeler bir devrimin başlangıç noktası olabilir. Teknolojinin geldiği nokta, 3d yazıcılar ile geliştirilen, ultra hafif, ultra güçlü malzemelerle üretilmiş ürünler, yapılar, taşıtlar, makineler... İnsanlık yepyeni bir çağa giriyor. 3d yazıcıların üretim sürecini değiştirmesi ile oluşacak olan yeni bir çağa.
          

Kaynak : PNAS, 2014. DOI: 10.1073/pnas.1315147111