Anasayfa » Sektörler » Mühendislik Tasarım ve Dizayn » Otomotiv Endüstrisi için 3D Yazıcılar

Otomotiv Endüstrisi için 3D Yazıcılar

3D Yazıcı Nedir?

Geleceğimizi büyük ölçüde şekillendirecek olan 3D yazıcılar, bilgisayar programından aldıkları verileri yazıcıya göndererek malzemelerin kat kat eklenmesi ile üç boyutlu modeli meydana getirirler. Üstelik ürün üretilirken herhangi bir kalıba gereksinim duyulmaz. Üretimin daha kısa sürelerde ve düşük maliyetlerle gerçekleştiği bu yöntemde sadece üretilecek ürünün bilgisayar ortamında dizayn edilmesi, bir 3D yazıcı ve üretim için gerekli olan maddeler yeterlidir. İstenen boyutlarda ve şekillerde üretim imkanı sağlayan bu teknoloji otomotiv, uçak, tıbbı protez ve hatta yapay organ gibi çeşitli alanlarda üretime olanak sağlamaktadır.1

Kısaca tarihine değinmek gerekirse 80’li yıllara geri uzanmamız gerekir. Dijital veriler ile ilk üç boyutlu malzemeyi üreten 1984 yılında Charles Hull olmuştur. Tekniğini “Stereo Lithography” olarak adlandırmış ve 2 yıl sonrasında da tekniğinin patentini almıştır. Yine o tarihlerde “Fused Deposition Moddelling” ve “Selective Laser Sintering” gibi diğer iki teknik de geliştirilmiştir. Bu tekniklerin özelliklerine yazının devamında değineceğiz. 1996’da üç önemli yazıcı, farklı markalar ile üretici firmaları tarafında piyasaya sunulmuştur, 2005 yılında ise ilk yüksek çözünürlüklü ve renkli 3D yazıcı pazarda yerini almıştır.Günümüzde daha farklı üretim teknikleri de geliştirilmiştir, 1984 yılında gelişimine başlayan bu teknoloji, 2010’lu yıllarda otomobil üretebilecek seviyeye gelmiştir ve her geçen yıl dünya pazarındaki yeri daha da artmaktadır.


Üretim Teknikleri

Üç boyutlu ürün üretimi temel olarak üç gruba ayrılır. Bunları yöntemleri sıvı temelli, katı temelli ve toz temelli olarak sıralamak mümkündür. Sıvı (Stereo Lithography ve Fused Deposition Moddelling gibi) ve toz (Selective Laser Sintering gibi) temelli olan teknikler daha yaygın kullanım alanına sahiptirler. 

Stereo Lithography (SL): Stereo Lithograpgy tekniği 1984 yılında Hull tarafında geliştirilmiştir. İlk ve en yaygın kullanılan sıvı temelli üretim tekniğidir. Bu tekniğin temel prensibi UV ışını ile meydana gelen polimerizasyonlardır. Reaksiyonda katalizör görevi gören ultraviyole ışınlarının etkisiyle sıvı monomerler / polimerler reaksiyon sonucu katı sert polimerlere dönüşürler. Oluşan ilk polimerik katı katmandan sonra platform aşağı indirilir ve sonraki katmanlar aynı şekilde oluşturulur. Böylece oluşturulan katmanlarla ürün meydana getirilir.

Stereo Lithograpgy

Stereo Lithograpgy

Fused Deposition Modeling (FDM): FDM tekniğinde, ince bir plastik filament makineye beslenir, makine içinde eritilip ekstrüde edilerek ince bir kalınlıkta nozzle adı verilen uçlardan çıkarak üç boyutlu ürün üretilir. Özetle girdi malzemelerinin eritilerek kat kat eklenmesi ile 3D ürün üretimi gerçekleşir. FDM methodu ile üretilen ürünlerde oldukça iyi mekanik özellikler gözlenmektedir. Ürünün yapısını oluşturacak malzemeler olarak çoğunlukla polikarbonat (PC), akrilonitril bütadien stiren (ABS) ve PC-ABS karışımları kullanılır.

Fused Deposition Modeling

Fused Deposition Modeling

Selective Laser Sintering (SLS): Bu yöntemde karbondioksit lazer ışınları ile ışığa duyarlı tozlar, katman katman sinterlenerek üç boyutlu malzemeler hazırlanır. Lazer, bilgisayar ortamında yapılan dizayna göre tozları spesifik bölgelerde eritir. Bu yöntemde plastikler, metaller, polimerler ve seramikler kullanılabilir. Kullanılan polimerlere akrilik stiren ve poliamid örnekleri verilebilir.3

Otomotiv Sektöründe 3D Yazıcıların Yeri

3D yazıcılar, kullanıldıkları diğer sektörler gibi otomotivde de yeni ufuklar açmıştır. Yeni, temiz ve güvenli ürün dizaynlarının yapılmasına olanak sağlanırken, maliyet ve üretim süreleri azalmaktadır. Buna göre, 3D yazıcılar ile üretim yapan üreticilerin rekabette avantaj sağlayacağı bir gerçek olarak karşımıza çıkmaktadır. Günümüzde bazı araçların gösterge panelleri ve soğutma deliklerinin üretiminde 3D yazıcılar kullanıldığı bilinmektedir. Yakın gelecekte ise üç boyutlu yazıcıların yaygınlaşması ile üretilecek ürünlerin de sayısında artış beklenmektedir.

3D yazıcılar ile otomobil parçaları üretilirken çoğunlukla yazımızın başında tanımları yapılan “Stereo Lithography”, “Fused Deposition Moddelling” ve “Selective Laser Sintering” üretim teknikleri kullanılmaktadır. Bu tekniklere ek olarak “Electron Beam Melting”, “Inkjet” ve “Selective Laser Melting” gibi teknikler de tercih edilmektetir.

Üretilen otomobil parçalarına örnek olarak; pompalar, valfler, tamponlar, rüzgârlıklar ve soğutma delikleri sıralanabilir.  Yakın gelecekte ise koltuk çerçevelerinin, lastiklerin, panellerin ve araç gövdesinin de üç boyutlu yazıcılardan üretildiğini görebilmemiz mümkün olacaktır. Otomotiv endüstrisinde en çok kullanılan malzemeler ise polimerler, alüminyum alaşımları ve çelik alaşımlarıdır.4

Henüz yollarda göremediğimiz, 3D yazıcılar ile üretilen ve geliştirilmekte olan otomobiller de bulunmaktadır. Bunlardan ilki mühendis Jim Kor’un dizayn ettiği ve 2013 yılında üretilen “Urbee 2” adı verilen araçtır. Diğeri ise Local Motors’un 2014 yılında ürettiği “Strati” adı verilen araçtır. Üç boyutlu yazıcılar ile üretilen bu araçlardan Strati’nin üretimi toplam 6 gün içerisinde tamamlanmıştır. Bu iki örnek geleceğin otomobilleri için önemli bir basamağı oluşturmaktadırlar.5

 

Urbee 2

Urbee 2

 

Strati

Strati

 

Kaynaklar:

[1] Teknolojide Yeni Boyut Üç Boyutlu Yazıcılar, TÜBİTAK Bilim ve Teknik, Erişim Tarihi 18 Ekim 2015, img.eba.gov.tr/.
[2] 3D Printing Technolgy, Erişim Tarihi 18 Ekim 2015, nicsu.up.nic.in
[3] Wong, K.V., Hernandez, A., A Review of Additive Manufacturing, ISRN Mechanical Engineering, 2012, 1-10, 2012.
[4] 3D Opportunity in The Automotive Industry, Erişim Tarihi 20 Ekim 2015, http://d2mtr37y39tpbu.cloudfront.net
[5] Local Motors’  3D Printed “Strati” Car Has Just Taken Its First Test Drive, Erişim Tarihi 20 Ekim 2015, http://3dprint.com
http://www.custompartnet.com/wu/stereolithography

http://www.priyoid.com/3d-yazici-teknolojisi/3d-baski-teknolojileri/
Local Motors shows Strati, the world’s first 3D-printed car

Urbee 2: The first 3D printed car is fuelling the hope for digital manufacturing


http://www.industrytap.com/3d-printed-urbee-2-electric-vehicle-makes-beeline-urban-landscape/25270

Send this to friend