Üç Boyutlu Yazıcılar ile Teknoloji Uçuşa Geçiyor

Eklemeli üretim (Additive Manufacturing), havacılık, savunma ve diğer pek çok sektörde geleneksel süreçleri tamamlayan ve hatta bunların yerine kullanılan bir üretim teknolojisine dönüşmüş durumda. Yeni olanaklar sunan Eklemeli üretim, klasik üretim tezgâhlarına kıyasla %90 daha az enerji tüketirken, kurulum aşamasına gerek duyulmadığı için hazırlık süresi de daha kısa oluyor.

Eklemeli Üretim artık sadece üç boyutlu baskı tekniklerinden ibaret değil. 30 yıl önce kullanılmaya başlandığında, üç boyutlu baskı sadece plastikle sınırlıydı. Ancak lazer kullanarak metal tozunu sinterleme uygulamasıyla beraber, metal objeler de bu teknikle üretilebilir hale geldi. Üst üste konulan metal tozlarının odaklanmış lazerle pişirilmesi ve katılaştırılması, hemen hemen bütün metallerin eklemeli üretimde kullanımını mümkün kılıyor. Bu teknoloji sayesinde üç boyutlu dijital modeller, katı metal objelere dönüştürülebiliyor. Eklemeli üretim talep üzerine, biyonik yapılar olarak adlandırılan ve içlerindeki kafes ve boşluklar sayesinde mekanik performansı etkilemeksizin ağırlığı en aza indirirken mukavemeti maksimize eden, parçaları üretebiliyor.

Kapalı bir yapı içerisindeki vites sistemleri gibi komplike mekanik parçalar dahi bu şekilde montaja gerek kalmaksızın üretilebilmekte. Üç boyutlu baskı, tasarımda dijital simülasyonlar üzerine kurgulanıyor. Süreç oyma ve torna gibi indirgemeye dayalı üretim tekniklerinden farklıdır; son aşamada cila işlemine gerek duyulmaz.

Ayrıca, ortaya çıkan parçalar üretimde kullanılan makinelerin kanal ve diğer limitasyonları ile sınırlı olmadığından, farklı yapılarda üretilebilirler. Birleşik bir platform üzerinde entegre tasarım ve analiz yazılımları kullanarak, tasarım “katı noktalar”, yani temas noktaları, üzerine kurgulanabilir. Bu sayede, temas noktaları, alan sınırları, yapısal ve fonksiyonel gereklilikler, “jeneratif tasarım” olarak adlandırılan bir süreç içerisinde, yapıları şekillendirir. Sonlu öğeli çözümleme analizlerini tasarım sürecine gerçek-zamanlı olarak entegre ederek, ürünlerin yapısal niteliklerini fonksiyonel gerekliliklerle örtüştürmek mümkün. Bu şekilde yapılan tasarımlar sadece zaman kazandırmakla kalmaz, mevcut ortamdaki kalifiye tasarım mühendisi eksikliğine, tasarım sürecinin bir kısmını otomatize ederek çözüm getirir.

Malzemeden ve enerjiden tasarruf

Eklemeli üretimde, katı objeler dijital tasarımlarla birebir örtüştüğünden, şekil, performans ve objenin ömrü öngörülebilir. Dijital model, fiziksel ikizinin bütün özelliklerini taşır. Artık gerginlik, termal değerler ve soğuma hızları, üretim öncesinde hesaplanabilir.

Bir başka avantaj da, israf olmamasıdır. İndirgemeye dayalı metotlarla, titanyum gibi değerli maddelerden oluşan bloklar aşındırılarak objeye son şekli verilirken israf oluşabiliyor. Eklemeli Üretim klasik üretim tezgâhlarına kıyasla %90 daha az enerji tüketirken, kurulum aşamasına gerek duyulmadığı için hazırlık süresi de daha kısadır. Çoğu durumda gerekli malzeme sayısını da azaltır, çünkü klasik metotlarla pek çok unsuru barındıran objeler, eklemeli üretim sayesinde tek bir parçadan üretilebilir. Kullanılan hammadde miktarı da, sadece gerektiği kadar malzemeye ihtiyaç duyulduğundan azalır. Bu sayede %50’ye varan ağırlık tasarrufları mümkündür.

Üretim sürecinin bütün adımlarını doğrulayarak optimize edecek

Ağırlık tasarrufunun, düşük yakıt tüketimi, artan menzil, azalan karbon ayak izi ve yenilikçi tasarımlar gibi kazanımlara dönüştüğü havacılık sektöründe bu ciddi bir avantaj olarak öne çıkıyor. Eklemeli Üretim, Airbus Group da dahil olmak üzere havacılık sektöründeki orijinal ekipman imalatçıları tarafından kullanılıyor. Airbus Group, iki yıl süren detaylı bir benchmarking süreci sonrası, Dassault Systèmes’in 3DEXPERIENCE platformunu bu süreçlerinde tasarım, simülasyon ve üretimi entegre etmek için daha geniş kapsamlı olarak kullanmaya başladı. Airbus Group, sivil uçaklarda parça ve prototip üretimi ve test uçuşları için, tasarım ve simülasyonlarında Eklemeli üretimden faydalanacak. Bu sayede Airbus Group dijital süreklilik sağlayarak, kavramsal tasarımlarını, üretim sürecinin bütün adımlarını doğrulayarak optimize edecek. Bu yaklaşım sayesinde Airbus Group tasarım ve üretimde, mühendislik ve imalatın gerekliliklerine uygun yeni olasılıklar deneme fırsatı bulacak.

Airbus Uçak Gövde Mühendisliği Kıdemli Başkan Yardımcısı Robert Nardini, şöyle konuşuyor: “Airbus bünyesindeki pek çok projede Eklemeli üretimin daha yoğun kullanımı sayesinde prototip ve imalatta ihtiyaç duyulan parçalar daha hafif olarak ve düşük maliyetle üretilebiliyor. Bu da teknolojik, performans, güvenlik ve maliyet standartlarını yakalamamıza yardımcı oluyor. Airbus öteden beri üç boyutlu simülasyonları uçakların yapısal analizleri ve sanal testlerinde kullandı. Şimdi ise, parça tasarımı konusunda simülasyona dayalı tasarımları havacılık pazarının ihtiyaçlarına uyarlayarak tasarımda yeni bir hamle yapabiliriz.”

Airbus Group, 3DEXPERIENCE platformunun otomatik parça tasarım asistanından parçaları üç boyutlu baskıyla üretse de, üretmese de faydalanabilecek ve bu şekilde havacılık sektöründeki değişim dalgasına ivme kazandıracak. Eklemeli üretim konusundaki bir diğer ortaklık da havacılık, savunma ve güvenlik alanlarında lider uluslararası bir yüksek teknoloji grubu olan Safran Group ile gerçekleştirildi; kurumla beraber üretim sürecinin sanal doğrulaması konusunda çalışılacak.

Bu çerçevede, yukarı yönlü malzeme tasarımı ve aşağı yönlü üretim süreçleri ve testlerine yoğunlaşılacak. Bu sayede mühendislik parametrelerinde, makina parçalarının katkısal üretimi için gereken, dijital süreklilik sağlanacak. Eklemeli üretim sadece havacılığa değil, üretim odaklı pek çok sektöre yeni bir soluk getiriyor. Farklı uzmanlık alanlarını bir araya getiren tek bir platform üzerinde kullanıldığında, sunduğu avantajlar da katlanıyor.

. . .

İçerik sadece atıfta bulunularak yayınlanabilir: Demir Çelik Store. Editöryal görüş, yazarın görüşüne aykırı olabilir.