Eklemeli imalat, teknolojinin yeni nesil yöntemlerinden biri olarak üretim hayatına girmiştir. Birden çok sektörde kullanım alanı bulunan bu yeni teknoloji ürünü, geleneksel imalat yöntemlerinden oldukça farklıdır. Bir materyali tasarlarken ve imal ederken esneklik ile çoklu malzeme kullanımı gibi pek çok avantaja sahip olan bu yöntem; uzay, havacılık, otomotiv, biyomedikal, savunma sanayi, enerji sektörü gibi önemli endüstri alanları için kullanılır. Özellikle dijitalleşme çağında, bu imalat yöntemi analog tekniklerden dijital tekniklere geçişin en önemli kanıtıdır.

Eklemeli İmalat (Additive Manufacturing) Nedir?

3D baskı olarak da bilinen eklemeli imalat, geleneksel tasarım ve üretim süreçlerinden oldukça farklıdır. Daha hafif, güçlü parça ve gelişmiş sistemlerin üretilmesi için kullanılır. Endüstriyel bir dönüştürücü olarak da tanımlanabilir. Bu sebeple iletişim, görüntüleme, sağlık, mimari ve mühendislik alanlarında kullanım sıklığı her geçen gün artar. 

Eklemeli imalat, 3D baskı ya da 3D yazdırma olarak da bilinen bir üretim sürecidir. Bu yöntemle yapılan üretimlerde bir dijital model kullanılır. Bu model, bilgisayar ortamında ve 3D tarama cihazıyla modelin katman katman malzemenin biriktirilmesi sonucu oluşturulur. Böylece tek bir tuşla üç boyutlu, karmaşık, hafif ve çok daha kompleks nesnelerin üretilmesi sağlanır. Geleneksel imalat yöntemlerinin aksine eklemeli imalatta ürünlerin parçaları önceden hazırlanmış bir dijital tasarımın gerçeğe dönüştürülmesi suretiyle doğrudan hazırlanır. 

Bu imalat yönteminin temel prensibi, bir ürünü oluşturmak için tabaka tabaka malzeme eklemektir. Eklemeli imalat sürecinde bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılımına ihtiyaç duyulur. Tasarımcı, istenen nesnenin (ürünün ya da objenin) üç boyutlu bir modelini yazılım üzerinden yaratır. Model, cihaz tarafından algılanır ve dilimlere bölünerek katmanlar halinde ürünün tasarımı ortaya çıkarılır.

Oluşum aşamasında, katmanlı imalat makinesi ya da üç boyutlu tarama aracı bu tasarımı gerçeğe dönüştürmek için kullanılır. Makine, seçilen bir malzemeyi tabaka tabaka üst üste eklerken bütün katmanları sertleştirir ya da birbirine bağlar. Sürecin bu aşamasında; plastik, metal, seramik hatta biyolojik dokular gibi çeşitli malzemeler kullanılarak işlem gerçekleştirilebilir. Bu nedenle kullanım alanı da son derece geniş bir yelpazeye sahiptir.

Eklemeli İmalat Yöntemleri Nelerdir?

Katmanlı imalat çeşitleri, prototiplerden üretim parçalarına kadar çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır. Eklemeli imalat prosedürlerinin tercih edilmesiyle tasarım özgürlüğü, hızlı üretim süreçleri ve karmaşık geometrilerin kolayca üretilebilmesi gibi avantajlar da ortaya çıkar. Ancak unutulmamalıdır ki bu imalat yöntemleri, kendine özgü özellikler ve uygun kullanım alanları içerir. Cadem Metrology olarak biz, çözüm ortaklarımız için bu imalat yöntemlerini kullanarak çeşitli alanlarda 3D ölçüm hizmeti de vermekteyiz.

Seçici Lazer Eritme (SLM)

Eklemeli imalat yöntemlerinden biri olan seçici lazer eritme, karmaşık geometrilere sahip, yüksek dayanıklılık gerektiren metal parçaların üretiminde oldukça etkilidir ve yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yöntem sayesinde hassas tasarım gerektiren, kişiselleştirilmiş ya da düşük hacimli metal parçalar, hızlı ve verimli bir şekilde üretilebilir. Ayrıca seçici lazer eritme yöntemi kullanılarak üretilecek olan nesnelerin bazı parametrelere uygun olması gerekir. Bu parametreler; lazer gücü, tarama hızı, malzeme kalınlığı ve tabaka sayısı gibi faktörleri içerir.

Seçici Lazer Sinterleme (SLS)

Seçici lazer sinterleme, SLM gibi karmaşık geometrili nesnelerin üretimi için kullanılan bir eklemeli imalat çeşididir. Bu yöntem için destek malzemesine ihtiyaç duyulmadığından içi boş yapılar ya da içi dolu ancak karmaşık modeller gibi çeşitli tasarım seçenekleri kolaylıkla hazırlanabilir. SLS, prototip malzemenin hazırlanmasından endüstriyel parça üretimine kadar birçok farklı uygulama alanlarında kullanılır. Bu yöntemde ana malzeme olarak genellikle polimer ya da metal tozları tercih edilir.

Eriyik Biriktirme (FDM)

Eriyik biriktirme yöntemiyle bir imalat yapılacaksa polimer esaslı malzemenin bir nozul tarafından eritilip tablaya baskı oluşturulması gerekir. Unutulmamalıdır ki baskı materyali, tablanın sıcaklığı, nozul sıcaklığı, hız ve katman kalınlığı gibi parametreler, kullanılacak malzemenin ya da ürününün beklentisine göre ayarlanmalıdır. Bunun nedeni, bahsi geçen ayarların baskının kalitesi ve sonucu üzerinde etkili olmasındandır. Düşük maliyetinden dolayı eklemeli imalat için en fazla tercih edilen yöntemdir.

Stereolitografi (SLA)

Eklemeli imalat çeşitlerinden biri olan ve son derece yaygın olarak kullanılan stereolitografi (SLA), bir lazer ya da başka bir ışık kaynağı kullanılarak sıvı bir reçine tabakası taranması suretiyle çalışır. İşlem sırasında lazerin temas ettiği noktalarda reçine sertleştirilir. Bu süreç tabaka tabaka tekrarlanır ve bir nesnenin tamamı oluşturulur. Yüksek çözünürlüklü ve ayrıntılı nesnelerin üretimi için kullanılan bir yöntemdir. Reçine malzemelerin çeşitliliği; farklı mekanik, termal veya optik özelliklere sahip nesnelerin üretimini mümkün kılar. 

SLA yöntemi kullanılan eklemeli imalat avantajları arasında yüksek hassasiyet, pürüzsüz yüzeyler ve ince detayların yakalanabilmesi vardır. Bunlara ek olarak yöntem; prototipleme, endüstriyel tasarım, takı yapımı ve diş hekimliği gibi çeşitli alanlarda çok fazla tercih edilir.

Katmanlı İmalatın Kullanım Alanları

Üç boyutlu tarama yöntemleri, modern üretim süreçlerini bünyesinde barındırır. Geleneksel imalat yöntemlerinden farklı olarak malzemelerin analog yollar kullanılarak kesilmesi ya da şekillendirilmesi gibi süreçlerin kullanımına gerek duyulmaz. Teknolojinin ve bilgi birikimlerinin ilerlemesine paralel olarak eklemeli imalat yöntemleri birçok farklı sektörde geniş bir kullanım alanına sahiptir. Biz Cadem Metrology olarak alanında profesyonel çalışma arkadaşlarımızla istek ve ihtiyaçlarınıza uygun 3D tarama cihazı çeşitleri sayesinde birçok farklı sektör için uygun çözüm önerilerini sunuyoruz. İşte eklemeli imalatın kullanıldığı bazı alanlar:

Tıp Sektöründe Katmanlı İmalat

Tıp sektöründe katmanlı imalat metotları, kişiselleştirilmiş tıbbi çözümler üretme, karmaşık yapıların oluşturulması ve hızlı prototipleme gibi avantajlar sunmaktadır. Bu teknolojiler, hastaların daha iyi sonuçlar elde etmesini sağlarken sağlık profesyonellerine etkili tedavi yöntemleri geliştirme imkânı tanır. Örneğin özel olarak tasarlanmış protezler, implantlar ve ortezler, hastaların bireysel ihtiyaçlarına uygun bir şekilde üretilebilir. Ayrıca biyo-yazdırma yöntemleri kullanılarak insan dokusu ve organlarının 3D baskıları dahi gerçekleştirilebilir.

Havacılık ve Savunma Alanında Eklemeli Üretim

Eklemeli imalat yöntemleri, havacılık ve savunma endüstrisi içerisinde zor geometrik şekillere, ölçümlere ve düşük ağırlığa sahip parçaların üretiminde yaygın şekilde kullanılır. Endüstride, bu yöntemlerin kullanılması parça üretiminde daha hızlı, esnek, maliyeti az ve yenilikçi malzemeler üretmeye olanak tanır. Bu imalat prosedürleri; uçak motorları, pervaneler, yakıt nozulları ve hatta uydu bileşenleri gibi pek çok kritik parçaların üretimini mümkün kılar.

Otomotiv Sektöründe Katmanlı Üretim

Otomotiv sektöründe yer alan üreticiler, yeni araçların prototiplerini tasarlamak için katmanlı imalatı günümüzde sıklıkla tercih eder. Eklemeli üretim yöntemlerinden faydalanmak, sektörde tasarım sürecini hızlandırır ve maliyetleri düşürür. Geleneksel prototipleme tekniklerine göre daha hızlı ve esnek bir şekilde parçalar üretilebilir. Ayrıca bu metotlar, tasarım sürecindeki değişikliklere kolayca uyum sağlar. 

Yukarıdakilere ek olarak otomotiv sektöründe kullanım avantajlarından biri de otomobil üreticilerine, müşteri taleplerine daha hızlı ve etkili bir şekilde yanıt verme imkânı sağlamasıdır. Örnek verilecek olursa iç mekân parçaları ya da dış detayları özelleştirilmiş parçalar, müşterinin isteği doğrultusunda üretilebilir. Araçların kullanıcılara göre optimize edilmesini ve kişiselleştirilmesini sağladığı için müşteri memnuniyetini de artırır.

Önceki yazımıza https://www.cademmetrology.com.tr/endustride-dijitallesme-endustri-4-0-ve-metrolojinin-onemi/ linkinden ulaşabilirsiniz.