'Üç boyutlu baskıda farklı bir yol izleyelim'

Rüştü BOZKURT

Harvard Business Review bizim ilgi alanımızın bir numara yayınıdır. Türkçe yayınını da ilk gününden bu yana özenle izliyoruz. Mayıs 2016'da Richard D'Aveni, "Operasyonlarını ve Stratejinizi Dönüştürecek Bir Devrim Gerçekleşiyor" başlıklı makalesi yer aldı. Makalenin giriş bölümünde diyordu ki "2014 yılında ABD'de sanayi tipi 3 boyutlu yazıcıların satış hacmi endüstriyel otomasyon ve robotik satışlarının üçte biri kadarına yükseldi. Bazı tahminlere göre bu oran 2020'de yüzde 42'ye çıkacak."

Hepimiz farklı açılardan baksak da değişik çözüm yöntemlerini benimsesek de maddi ve kültürel zenginlikleri artırarak insan yaşamını kolaylaştırmak istiyoruz. Eğer son çözümlemede amacımız refahı artırmak ise şu cümleleri kulaklarımızı iyice açarak dinlememiz gerekir: "Basılabilecek malzemelerin skalası genişledikçe daha fazla şirketin bu alanı tercih etmesi kaçınılmaz olacak. Temel plastik ve ışığa duyarlı reçinelerin yanı sıra seramik, çimento, cam, çeşitli metaller ve metal alaşımlar ve karbon nanotüpler ve fiberlerle doldurulmuş yeni termoplastik kompozitler de kullanılmaya başlıyor. Bu yöntemin inanılmaz ekonomik avantajları -kutu:1'e bakıngeç kalanı da ikna edecek."

Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi'nde verdiğim bir konferansta, Alüminyum Test Eğitim ve Araştırma Merkezi’nin Hızlı Prototipleme Laboratuvarları'nda uygulamalarını gördüğüm "üç boyutlu baskı ve eklemeli üretim" konusunda durumu bir de akademisyenliği uygulamayla birleştirmek isteyenlerden öğrenmek istedim. Yönetici Ebubekir Koç'la buluştuk.

Merkez düşüncemiz, "Endüstri 4.0 aşamasını erken yakalayarak, insanoğlunun üretimde yaşamakta olduğu yeni bir aşamada izleyici olma yerine öncüler arasında yerimizi almalıyız" varsayımı çevresinde örülüyor. Genç akademisyen ve mühendis Ebubekir Koç'a ilk sorumu yöneltiyorum: "Üç boyutlu baskının standart üretim yöntemlerinden farkı nedir?"

"Hammaddesine ve teknolojisine kolay ulaşılabilir"

Elini taşın altına sokmuş bir akademisyen, aynı zamanda başarının uygulamadan geçtiğini bilen mühendis. Net yanıtlar veriyor: "Üç boyutlu baskı veya genel anlamı ile 'eklemeli imalat' kavramını kullanmak isterim. Klasik imalattan farkı, üretilmek istenen (genellikle karmaşık ) parçaları toz, sıvı veya şerit haldeki hammaddeleri katmanlar halinde ekleyerek üretim yapabilmesidir. Bu yöntemin sınırlamaları kadar ileriye dönük büyük potansiyelleri de var. Teknolojinin gelişmesini bütünüyle kavrarsak, bu teknolojinin geliştirilmesi, bundan kastım teknolojinin yerlileştirilmesi ve yaygınlaştırılması ile ilgili geleceğe dönük stratejilerimizi daha sağlıklı bir zeminde oturtabiliriz."

Ebubekir Koç'tan bugün gelişmenin hangi aşamasında olduğumuzu öğrenmek istiyorum. Diyor ki "Eklemeli imalat temelde ikiye ayrılıyor: Biri kişisel kullanıma yönelik üretim diğeri de endüstriyel üretim. Kişisel kullanımda ilgili teknolojinin patent sorunu kalmayınca gelişme hızlandı. Bu alanda kullanılan teknoloji aslında ekstrüzyon teknolojisine dayalı basit bir teknoloji. Açık kaynak kodlu,erişebilmek kolay. Hızla gelişti ve ucuzladı. Kişisel kullanıma yarı profesyonel sistemleri de ekleyebiliriz. Bu sistemlerde eğitim amaçlı ve daha profesyonel tasarım ihtiyacına dönük üretim sistemleri. İkincisi, profesyonel tezgahlar. Özellikle tezgah olarak tanımlıyorum, çünkü bu sistemler CNC tezgahları gibi ama daha az ustalık isteyen sistemler. Pazar büyüdükçe daha fazla araştırma yapılan, yeni ürün geliştirilen teknolojiler de yine profesyonel sistemler. Görsellik, dayanım, işlevsellik gibi birçok farklı ihtiyaç ve önceliğe göre uzmanlaşmış sistemler bulmak mümkün. Birincisinin hammaddesi ve teknolojisi kolay ulaşılabilir olduğu için hızla yayılma potansiyeli var. İkinci tür de teknolojinin geleceğini şekillendirecek alan gibi duruyor"

Dünya genelinde medyadan izlediğimiz kadarıyla endüstri 4.0 aşamasının iki önemli teknolojik atılımı var: Biri, nanoteknoloji diğeri de üç boyutlu baskı ve eklemeli üretim. Bu konuda Ebubekir Koç'un düşüncelerini de almak istiyorum: "Uygulama alanı geniş ve daha da genişliyor. Gelişmeyi sınırlayan etken, kullanıcının hayal gücü ve makinelerin kapasitesi. Endüstri 4.0 aşaması odağından bakarsak şunu söyleyebiliriz: Endustriyel eklemeli üretim 30 yıldır var. Sanayide ise 2005'den sonra farklı bir yapıda devreye giriyor. Bu açıdan bakıldığında tezgah tarafının sorunları çözülüyor ve üretim hatlarına dahil olma süreci hızlanıyor" diyor.

CNN tezgahların dönüştürülmesi

Gelecek 5 ile 10 yıl arasında eklemeli üretim konusunda nasıl bir gelişme yaşayabileceğimiz konusunda da Koç'tan görüşlerini öğrenmek istiyorum. O bir mühendis berraklığıyla yanıtlıyor: "Gelecek 5-10 yılda ya üç boyutlu imalat yapan sistemlerde yeni teknolojik çözümler görmeye devam edeceğiz. Kullanılan malzemelerde çeşitlenmeler devam edecek. Özellikle metal teknolojiler ve malzemeler alanında ciddi gelişmeler olabilir. Sıfırdan makine geliştirme hızlanacak, ama bu gelişmenin bir boyutu. Öteki yanında CNC tezgahların üç boyutlu işlem yapmak için dönüştürülmesi var. Makine odağından bakıldığında bir-iki ekseni birlikte ele almak gerek.Makinelerin gelişmesini iyi kavrarsak, gelecekte imalatta yaşanabilecek değişmeleri de daha iyi öngörebiliriz."

Yeni gelişmelerin kaderinde bütik üretimden başlayarak seri üretime geçiş vardır. Bu söyleşinin girişinde aktarılan düşüncelere bakarsak, üç boyutlu baskı ve eklemeli üretim ana üretim haline dönüşecek mi? Bu sorunun yanıtını de öğrenmek istiyoruz. Ebubekir Koç, " Doğru" diye onaylıyor. Sonra da "Bütik üretimden başlayarak, seri üretimin parçası haline gelme süreci yaşanır. Önce kısıtlara bakmalıyız: Alaşım malzemelerle çalışılıyor. Malzeme geliştikçe eklemeli üretim alanı da genişleyecektir. Bugün gelinen düzlemde, alüminyumda tek alışım çalışılabiliyor. Titanyumda ve çelikte de tek ya da bir iki alaşım kullanılabiliyor. Havacılık, savunma sanayi ve katma değeri yüksek alanlarda giriş ise hızlanıyor... Uçak motorlarında kullanılıyor. Kompleks malzemeleri yapma esnekliği ve kapasitesi arttıkça,klasik tezgahlardan kıyaslanmayacak gelişmelerle yüzleşebiliriz" diyor. Sonra şu açıklamayı yapıyor: "CNC tezgahların ekosistemi yerleşti... Üç boyutlu tezgahların ekosistemi henüz gerekli yaygınlık ve yoğunlukta değil... Protez kolları bile üretme noktasına geldi. Motor parçaları üretiliyor. Bu demektir ki hızla yaşamımıza girecek bir alanla karşı karşıyayız."

Ebubekir Koç bir başka noktanın daha altını çiziyor: "Üç boyutlu makine imalatının gelişmesi için ekosistem içerisinde yer alması gereken önemli başlıklar var... Bunun kontrol yazılımları mesela önemli bir alan... Kullanım setleri de bir alan oluşturuyor. Lazer teknolojisi ve malzeme başlı başına bir gelişme alanları... Üretim uzmanlığı operatörlük- üzerinde durulması gereken bütünün parçaları".
Profesyonel ilgi gerekiyor

İnsan kaynağı odağından bakarak da Koç, "Türkiye’de bu konuda ciddi bir farkındalık oluştu aslında. Bir çok firma bu konuda üretim yapıyor, pazar oluşturmaya çalışıyor. Bütün bu farkındalık ve işler belirli bir insan kaynağını bu üretim teknolojisine çekiyor. Daha fazla kalifiye insan bu alanlarla daha profesyonel ilgilenmeye başladıkça konu gelişecek. Eğitim kurumlarında bu konularda daha fazla farkındalık oluşturulursa insan kaynağı daha da artacaktır."

Anlatılanlar, üç boyutlu baskı ve eklemeli üretim konusunda da bir "ulusal strateji" üzerinde tartışması gerektiğini düşündürüyor bana. O nedenle Ebubekir Koç'un saptamalarını önemli buluyorum: "Üç boyutlu baskı 'kişisel kullanım' gibi algılanıyor. Konu bu değil... Popüler yanı işin aslı değil... Bence kişisel olduğu kadar, yarı profesyonel ve profesyonel makinelerin tümünü dikkate almalıyız... Büyük yatırım yapan firmalar profesyonel makinelere yöneliyorlar. Burda bir 'vizyon' olması gerek... CNC tezgahında yapılan hata yapılmamalı.... Tam zamanında, bu konuyu doğru bir çerçevede yakalamamız lazım... İnsansız uçak deneyimindeki gibi bu teknolojide de önemli bir kırılma noktasındayız; iyi bir strateji ile gelişmeleri yakalama fırsatımız var. Bu makineler ülkenin birikimiyle rahatlıkla yapılabilecek makinalar... Bunu profesyonel tezgahlar için söylüyorum, diğerleri zaten yapılıyor... Bu fırsatı değerlendirebiliriz. Profesyonel 3 boyutlu imalat tezgah üreticilerinin son yıllardaki satış rakamlarına bakın..,. Teknolojinin yaygınlığını ve talep boyutunu oradan görebilirsiniz. Üretim kabiliyeti bizde var... CNC gibi yapmayalım. Bu konuda kazanan olalım, çünkü orta uzun vadeli katma değeri yüksek projelerde bu tezgahlara çok ihtiyacımız olacak."

Ebubekir Koç'un anlattıklarını kısa cümleler halinde özetleyebiliriz: Gelecek üç boyutlu düşünen insanlara ihtiyacımız var... Zaman boyutu önemli. Gören, uygulamayla iç içe olan insan özgüven kazanıyor. Temel eksik soyutlama ve somuta yansıtmada. Milli Eğitim'in tasarımla ilgili müfredatı çok iyi... Eksik olan yanı, üretme ve uygulama... Okullara makine ve uygulamayı koymalıyız. Üniversite- sanayi ilgili alanlar mikro ekosistemler oluşturmalıyız. Üniversite çoğaldıkça arz ve talep de artıyor. Üniversite stratejik alan belirliyor; derinleştirmeyi sağlıyor. Sanayi de ne yapacağını ve nasıl yapacağını biliyor giderek daha derinliğine anlıyor. Ufukta güzel gelişmeler gözüküyor. Finans kaynakları önemli: Kalkınma Ajansları mesela bu konuda hızlı finansman ve yönetişim desteği veriyorlar. Modeller doğru kurulursa gelişmeler hızlanır. Önümüzde büyük projeler var: Hepimizi aynı hedefe baktıracak projeler."

Üç boyutlu baskı ve eklemeli üretimin avantajları

► Standart üretimin esneklik eksikliğini tamamlıyor; boşluklarını dolduruyor.

► Her bir birimin bağımsız olarak yapılmasını sağlıyor.

► Bireysel ihtiyaçlara göre üretimin çeşitlenmesinin önünü açıyor.

► Sınırsız sayısıda renk,şekil ve boyut arasında seçim yapabiliyorsunuz.

► Yarattığı esneklik,s iparişler büyük ölçeklere erişse bile çok sınırlı ek maliyetle karşılayabiliyorsunuz.

► Parça üretimi, montaj işlemleri ortadan kalkıyor; karmaşık ürünleri bile tek parça üretebiliyorsunuz.

► Çok ayrıntılı ve karmaşık mimarileri uygulama fırsatı yaratıyor; tasarımcıların yaratıcılığının önünü açıyor.

► Farklı malzemeleri bütünleştirmek için birden fazla makine kullanabiliyorsunuz.

Ne yapabiliriz?

1- Makinenin geliştirilmesi için kamu-odaklı değil, özel firmalar odaklı teşvik edebiliriz. Birkaç firma yarıştırarak,aynı zamanda etkin korunarak ve rekabete açık tutularak imkan ve kabiliyetleri en üst düzeyde değerlendirmeliyiz... Satın alma garantisi... Sipariş odaklı Ar-Ge desteklerinin önemli olduğunu düşünüyorum.

2- Malzeme geliştirmeyle ilgili de aynı anlayışı korumalıyız. Bu işin makineler kadar önemli diğer tarafı malzeme.

3 - Akademi ve uygulama işbirliğiyle "malzeme parametrelerin "geliştirilmesi dinamik bir anlayışla yürütülmeli... Kullanabilecek setlerin, değişkenlerin değerleri birlikte ele alınmalı...

4 - Kontrol kartları ve yazılımlarının geliştirilmesi de bu kapsamda ele alınmalı mutlaka.

5 - Operatörlerin gelişmesi bütünün önemli bir parçası olarak ele alınmalı.

6- Mevcut eğitim sisteminde 7-8'ıncı sınıflarda tasarım sınıfları var... Tasaramı uygulamalı olarak sınıflarda anlatabiliriz. Toplumsal farkındalığın artırılması açısından önemli. Bu aynı zamanda bu teknolojilerin geliştirilmesi için yerli üreticilere de önemli bir pazar imkanı sunuyor.