Katmanlı Üretim ve 3D Yazıcılar

Günümüzde teknolojik gelişmeler sonucu hammadde tedariğinde, enerji kullanımında, işçilik ve taşıma maliyetlerinde hızlı değişimler yaşanmaktadır. Bu gelişmeler üretim sektörünün yanı sıra diğer birçok sektörü etkilemektedir. Üretim sektöründeki değişikliklere neden olan gelişmelerden biri de üç boyutlu yazıcı veya katmanlı üretim yöntemidir (Manners-Bell ve Lyon, 2012: 1).

Günümüzde kullanılan tedarik zinciri teknolojik gelişmeler karşısında ve dijitalleşme çağının gerekliliğinin aksine karmaşık bir yapıdadır. Karmaşık yapıdaki tedarik zinciri yakın zamanda yerini üç boyutlu yazıcı teknolojisini kullanan tedarikçilere bırakacaktır (Hessman, 2013: 35). Dünya genelinde işitme cihazlarının %98'i 3D baskı kullanılarak üretilmesi konunun geleceği ile ilgili kanıya varmak için önemli bir veridir.

Üç boyutlu yazıcıların çalışabilmesi için yazıcı, tarayıcı ve bilgisayar gibi donanımların yanı sıra katmanlı üretimi sağlayacak programlar gibi yazılımlarda gerekmektedir. Üretim fiziksel bir ürün ortaya çıkarmak için hammadde malzemeleri de gerekmektedir. Bu hammadde malzemeleri olarak, özel yapılı plastikler, cam dolgulu poliamidler, stereolitografi malzemeleri, gümüş, fotopolimerler gibi birçok yeni nesil maddeler örnek olarak verilebilir. Tablo 8’de katmanlı üretim yöntemleri ve kullanılan malzemeler gösterilmektedir.

113

Tablo 8

3D Yazıcılarla Üretim Yöntemleri ve Kullanılan Malzemeler

Üretim Yöntemleri Kullanılan Malzemeler

Seçici lazer sinterleme Termoplastik, metal ve seramik tozlar Doğrudan metalle lazer sinterleme Her türlü metal alaşım

Bileşimli yığma tekniği ^{Termoplastik, maksimum erime yeteneği olan} metaller

Stero litofrafi Foto polimerler

Dijital ışık işletme Sıvı reçine

Bileşimli telleri birleştirme ^{Politiaktik asit ve akrilononitrilbütadiyenstiren} gibi polimerler

Eritme ve püskürtme tekniği Metal ve plastik tel Tabakalı üretim Kağıt, folyo, plastik film Elektron demeti ile eritme Titanyum alaşımları Seçici ısı sinterleme Termo plastik tozları Alçı injekt esaslı teknik Alçı, renkli alçı

Kaynak: Ekici, Ö.K., (2012). Üç Boyutlu Yazıcı Teknolojisi, Bilim ve Teknik Dergisi,

Aralık, 46, (541), 27

Üç boyutlu üretim veya diğer bir adıyla katmanlı üretim, üç boyutlu olarak tasarlanmış bir ürünün prototipinin oluşturulması işlemidir. Diğer bir ifadeyle bilgisayar ortamında üç boyutlu olarak dizayn edilmiş tasarımlardan birçok malzeme kullanarak hızlı bir şekilde fiziksel ürünler elde edilen üretim tekniğidir (Özbolat, 2012: 57).

Üç boyutlu yazıcı teknolojisi tedarik, imalat, lojistik, satış ve pazarlama gibi tedarik zincirinin yapısını kısa ve etkili bir yapıya kavuşturacaktır (Jin ve Ji, 2013: 6822). Üç boyutlu yazıcı teknoloji üretim yapısını basitleştirecek, stokları azaltacak ve operasyonel süreçleri modernize edecektir. Tasarımcılar tarafından geliştirilen yaratıcı fikir ve tasarımlar bu teknoloji aracılığıyla nihai ürünlere ve prototiplere dönüştürülebilmektedir (Ekici, 2012: 25).

Şekil 30’da üç boyutlu yazıcı ile üretim süreci gösterilmektedir. Bu süreçte ilk olarak bilgisayar destekli üretim yazılımı aracılığıyla bir model oluşturulup üretim başlatılır. Sonraki aşamada yazılımlar aracılığıyla katmanlar oluşturularak bilgisayar dosyası (.STL) halinde yazıcıya iletilir. Üç boyutlu yazıcı bu bilgisayar dosyasındaki datalara göre nesneyi oluşturarak üretim süreci tamamlanmış olur (Campbell vd., 2011: 3).

114

Şekil 30: Katmanlı Üretimin Genel Süreci

Kaynak: Thomas Campell, Christopher B. Williams, Olga Ivonova, Could 3D Printing

Change the World? Technologies, Potential, and Implications of Additive Manufacturing, Atlantic Council, Strategic Foresight Report, October 2011, p.3

2.3.7.1. 3D Yazıcıların Avantaj ve Dezavantajları

Son dönemlerde gittikçe popüler olan 3D yazıcıların diğer tüm teknolojik ilerlemelerde olduğu gibi avantajları ve dezavantajları vardır.

Avantajları

- Üç boyutlu yazıcılar aracılığıyla yapısı karmaşık olan nesnelerin dizaynı kısa sürede gerçekleştirilebilecektir,

- Tasarımcıların veya dizaynırların fikirlerini daha kolay bir şekilde yansıtmalarını sağlar (Mackley, 2014: 28),

- Yazdırılan nesnelerin tüketim merkezine yakın olması sonucunda ekolojik ayak izi sorununun çözülmesine katkı sağlayabilir (Kietzmann vd., 2015: 212), - Üretim sürecinde gerekli olan materyaller tabakalar halinde nesneye ilave

edildiği için gerektiği kadar malzeme kullanılmakta ve fire ve atık miktarı sıfıra düşmektedir (Campbell vd., 2011: 6),

- Tasarım, pazarlama ve üretim ilişkisinin kalitesini arttırmaktadır (Troselj, 2014: 24),

- Üretim ve tedarik zinciri sürecini kolaylaştırır,

- Üç boyutlu yazıcılar sayesinde sipariş kadar ürün üretileceğinden stok miktarı ve stoklama maliyetleri azalacaktır (Çetinkaya ve Özceylan, 2015: 650).

Dezavantajları

- Üretim işletmeleri yazdırılan nesneler üzerindeki kalite kontrolünü kaybeder (Kietzmann vd., 2015: 212),

115

- Üç boyutlu üretimde kullanılan hammaddelerin kanserojen içerikliği olduğuna dair görüşler vardır.

- İmalat işindeki düşüş, ekonomik olarak çok sayıda düşük vasıflı işe dayanan ülkelerin ekonomisini büyük ölçüde etkileyecektir.

- 3D yazıcılarla oluşturulan nesnelerin boyutu şu anda sınırlı kalmaktadır; - 3D baskının en büyük dezavantajı taklittir. Gerekli madde ve malzemeye sahip

olan herkes ürünleri kolayca taklit edebilir. Birçok telif hakkı sahibi, haklarını koruyacak zor zamanlar geçirecek ve benzersiz ürünler üreten işletmeler zarar görecektir.

- 3d yazıcılar aracılığıyla, bıçaklar, tabancalar ve diğer tehlikeli nesneler oluşturulabilir.

2.3.7.2. 3D Yazıcıların İşletmelere Etkisi

Üç boyutlu yazıcıların özellikle tedarik zincirinde kökten değişiklikler yapacaktır.

Esneklik: Üç boyutlu yazıcılar aracılığıyla üretim için gereken malzemelerin gerekli

olduğu zamanda, tek bir tedarikçiden ziyade bir çok tedarikçiden malzemelerin temin edilebilmesini sağlar (Mashhadi vd., 2015: 4).

Stok Seviyesi ve Maliyetlendirme: Üç boyutlu yazıcılar sayesinde üretim talep

doğrultusunda üretildiğinden depolardaki hammadde ve malzemelerin yanı sıra nihai ürünlerinde stoklanması gerekmeyecek, stoklama maliyetleri azalacaktır (Dychko, 2015: 27).

Lojistik: Siparişler doğrudan üreticiler ile tüketiciler arasında gerçekleşebilecektir

(Dychko, 2015: 28).

Minimal Atık Seviyesi: üç boyutlu yazıcı teknolojisiyle nihai ürünler katmanlı olarak

üretildiğinden gerekli malzeme seviyesi optimum seviyede, atık miktarı ise minimum seviyede olacaktır (Dychko, 2015:29).

Müşteri ile İlişkiler: Üretilen ürünlerin müşteri talepleri doğrultusunda

kişiselleştirilmesi ve sürece daha az aracının dahil olması müşterilerle olan ilişkileri geliştirecektir (Dychko, 2015:29).

Birim başına maliyet: 3D baskı malzeme ve işçi maliyetlerinin azalması birim başına

116

Araştırma ve Geliştirme (AR-GE) Fırsatları: Ar-Ge süreçlerine 3D baskı

teknolojisini uygulamak, ar-ge harcamaları aracılığıyla vergi ödemelerinin azalmasını sağlayacaktır.