İlk kez 1984 yılında Chuck Hull (3D Systems) tarafından ‘icat’ edilen üç boyutlu yazıcılar, 2000’li yıllar itibariyle daha geniş kitlelerin ilgi odağı haline geldi. Zamanla yaygınlaşan ve daha erişilebilir hale gelen 3B yazıcılar artık küçük, orta ve büyük ölçekli birçok işletmenin ve bireysel kullanıcının vazgeçilmez yardımcısı. 3D yazıcıların en önemli getirilerinden biri olan azalan maliyetler makerların yaratıcı projelerinin önündeki engeli kaldırırken, ilham veren birçok uygulama alanı ortaya çıktı. Günümüzde aklınıza gelebilecek her alanda 3B baskı uygulamalarına rastlıyoruz. Belli başlı kategoriler içinde yaygın ve özgün 3D baskı uygulama alanlarını sizler için derledik.

Sağlık Sektöründe 3D Baskı

3B Baskı Yapay Doku ve Organ

Doku ve organ nakli için bağışçı bulma zorluğu ve bulunanların da alıcı bünye tarafından kabul edilmeme riski, birçok hastanın iyileşme sürecinin önünde ciddi bir engel olarak duruyor. 3D yazıcılar sayesinde, birçok doku ve organ eklemeli imalat yöntemi ile elde edilebiliyor. Eklemeli üretim sürecinde önce basılan ve bekleyen katmanların korunabilmesi için, Berkeley Üniversitesi araştırmacıları tarafından geliştirilen yöntemle 2D katmanlar 3D yapıya eklendikten hemen sonra donduruluyor. Çok geniş materyal seçeneklerinin ham madde olarak kullanılabildiği üç boyutlu yazıcılar, getirdiği hız avantajı ile birçok kişinin hayatına umut oluyor.

• 

3D Baskı Protez ve İmplant

3D yazıcılar ile kişiye özel biyonik uzuvların tasarlanması ve üretilmesi çok daha erişilebilir ve düşük maliyetli bir alternatif haline geldi. Protez kol, el, bacak gibi uzuvların üretiminin kolaylaşması ile birçok insan hayatında daha bağımsız hale gelirken, eğitim ve çalışma hayatına daha özgüvenle katılabiliyor.

Cerrahi işlemlerle insan vücuduna yerleştirilen implantların sayısı da yıllar içinde artış gösterdi. FDA (Amerikan Gıda ve İlaç Dairesi) tarafından değerlendirilen ve olumlu görüş alan biyonik implantlara örnek olarak, üretilmesi maliyetli olan ve uzun zaman alan karmaşık yapıdaki diz, kalça kemikleri verilebilir. 3D tarayıcılar sayesinde kişiye özel tasarımlarla kişinin hayat kalitesi artırılırken, ameliyat ve tedavi başarılarında da yükselme sağlanıyor.

• 

• 

3B Yazıcı ile İşitme Cihazları

Yaygın engel gruplarından biri olan işitme engeli, farklı seviyelerde birçok insanın hayat kalitesini ciddi ölçüde düşürürken, günlük yaşamında bağımsızlığını elinden alıyor. Çalışma ve eğitim hayatında dezavantajlı konuma düşen işitme engelli bireyler, yüksek ücretler ödeyerek satın almalarına rağmen satın aldıkları işitme cihazlarını konforlu bir şekilde kullanamıyor. Bu noktada, kişinin kulak yapısına özel tasarlanan 3D baskı işitme cihazları benzersiz bir fayda sağlıyor. 2001 yılından itibaren geliştirilen RSM (Rapid Shell Modelling) yazılımı sayesinde bilgisayar destekli modelleme ile verimli ve hızlı bir şekilde gerekli tasarımlar oluşturulabiliyor.

• 

3B Baskı ile Kişiselleştirilmiş İlaçlar

3D yazıcılar ile üretilen haplar sayesinde ilaç tedavilerinde kişiye özel doz ayarlaması yapılabiliyor. Nadir hastalıkların özel tedavilerinde, yüksek maliyetli ilaç üretimi bu sayede daha erişilebilir bir alternatif haline geliyor ve süreç hızlanıyor. Gelecekte birden fazla tedavi için kullanılan etken maddelerin, bir kapsülde veya polihap( birden fazla farmasötik bileşeni içeren tek bir hap veya kapsül formu) birleştirilmesi yaygın bir yöntem haline gelebilir.

Cerrahi İşlemler için 3D Baskı Anatomik Modeller

Ameliyatlarda robotların kullanılmaya başlanması ile insan faktörün önemli ölçüde azalırken, artık 3D baskı ile kişiye özel üretilen anatomik modeller sayesinde doktorlar cerrahi işlem öncesinde çalışma alanını çok daha detaylı inceleme ve olası riskleri tespit etme şansı elde ediyor.

• 

Endüstride 3D Baskı

Prototipleme

Birçok sektörde AR-GE çalışmalarına hız veren, maliyeti ve kaybedilen zamanı azaltan 3D yazıcılar, endüstriyel tasarımcılar ve mühendislerin maliyet endişelerinden sıyrılıp yaratıcılığını özgür bırakmasına yardımcı oldu. FDM (Fused Deposition Modeling) ve LS (Laser Sintering) gibi teknolojiler sayesinde çok geniş materyal seçeneği ile ihtiyaca yönelik prototipleme yapılabiliyor. Endüstri 4.0 dönüşümü kapsamında, Arçelik Garage ve Atölye 4.0 ekipleri bünyelerinde yer alan prototipleme merkezlerinde çeşitli 3D yazıcılar ile bir yandan maker kültürünü de geliştirmeyi hedefliyor.

Yedek Parça ve İş Güvenliği

Dünyanın önde gelen bira üreticilerinden Heineken, İspanya Sevilla tesislerinde 3D yazıcı laboratuvarlarında geliştirdikleri yedek parçalar ile dışa bağımlığı, giderleri ve kayıp zamanı azaltmayı başardı. Yine aynı üretim tesisinde, seri üretim bantlarında yer alan robot ve makinelerin bakjım ve onarım sürecinde, iş kazalarının önlenmesi için üretilen 3D baskı aparatlar sayesinde iş güvenliği iyileştirilmiş oldu.

Benzer bir örnek olarak, Ashley Furniture üretim tesislerinde 3D yazıcıları kullanarak yedek parça tedarik ve depolama sorununu çözdü ve maliyetlerde önemli ölçüde düşüş sağladı.

• 

Eğitimde 3D yazıcılar

3B Baskı ile Modelleme

Soyut modellerin daha anlaşılır hale getirilebilmesinde önemli rol oynayan üç boyutlu yazıcılar sayesinde, özellikle matematik ve geometri öğrencileri üzerinde çalıştıkları problemlerin somut modellerini basarak daha iyi kavrama imkânı elde ediyor. Coğrafya alanında 3D baskı haritalar ile topografi çalışmaları kolaylaşıyor. Kimya ve biyoloji alanında hücre, doku organ ve molekül yapılarının 3D yazıcılar ile somut modeller hale getirilmesi, çalışmaları kolaylaştırırken öğrencilerin kavramasını güçlendiriyor. Grafik tasarım alanında ise yapılan sanatsal çalışmaların 3D versiyonlarını bastırabilen öğrenciler ve öğretmenler, somut çıktılar üzerinden daha verimli çalışabiliyor.

• 

Sanatta 3 Boyutlu Baskı

3D Baskı ile Reprodüksiyon ve Restorasyon

Günümüzde birçok sanat eserinin dijital kopyalama ile oldukça başarılı replikaları üretilebiliyor. Ancak 3D modelleme ve baskı ile, orijinal eserde ressamın fırça darbeleri, kullandığı boya miktarı ve teknikler çok daha yüksek netlik ve doğrulukla kopyalanabiliyor. Bu sayede, sanat tarihi ve teknik eğitimlerde önemli kaynaklar elde ediliyor.

Restorasyon alanında çığır açan 3D baskı teknolojisi, değerli tarihi eserlerin onarım ve restorasyonunda orijinaline sadık kalınarak en doğru malzeme ve tasarımın elde edilmesine ve maliyetlerin düşürülmesine olanak veriyor.

• 

3D Yazıcılar ile Sanatta Demokratikleşme

Saygın sanat eğitimlerinin ve sanatçıların ihtiyaç duyduğu araç gereç ve malzemelerin yüksek maliyetli olmasından doğan adaletsizliği 3D baskının yaygınlaşması önemli ölçüde azaltabilir. Aşağıda, 3D modelleme, tasarım ve baskı için kullanabileceğiniz ücretsiz ve açık kaynak kodlu 3 yazılımı bulabilirsiniz.

Blender: Ücretsiz, açık kaynak kodlu bu program sanatçılara animasyon, modelleme ve tasarım çalışmalarını gerçekleştirmek için güzel bir alan sunuyor.

MatterControl 2.0: Ücretsiz ve açık kaynak kodlu bu yazılım ile 3D baskı ürünlerinizin tasarım, dilimleme ve kontrol süreçlerini yönetebilirsiniz.

Slic3r : Ücretsiz ve açık kaynak kodlu bu yazılım ile, 3D modellerinizi 3D baskıya dönüştürebilirsiniz.

Bonus:

Eğer ben bu konulara hiç hakim değilim, giriş seviyesi bir şeyler öğrenmek istiyorum ve anlık ihtiyaçlarımı karşılamak istiyorum diyorsanız burada anlattığımız web tabanlı 3D modelleme platformlarından da faydalanabilirsiniz.

Eklemeli İmalat ile Heykelcilik

Sanatçıların yaratıcılık ve oyun alanını genişleten 3D baskı ile, heykelcilikte de malzeme çeşitliliği arttı ve sanatçılar daha özgün modellerin baskısını alabilmeye başladı.

• 

Mimaride 3D yazıcılar

Mimari alanında, modellemenin kolaylaşması ve maliyetlerin azalması ile tasarımların somutlaştırılması kolaylaştı. Işık ve gölge dengesinin kontrolü ve peyzaj gibi alanlarda somut modeller ile mimarlara önemli bir destek kaynak ortaya çıktı.

• 

Bu yazıda derlediğimiz örneklere ek elbette ki sayısız 3D baskı uygulaması bulunuyor. Kişisel kullanımda hobi amaçlı üretimlerden, ticari ve sanayi kuruluşlarda büyük çaplı üretim organizasyonlarına dek sınırsız bir uygulama alanı mevcut. İçimizdeki maker’a seslenip harekete geçmek gerek, gerisi 3D yazıcılar ile oldukça kolay!

Kaynak:               Machine Design

                              PEW

                              Sonova

                              MakerBot

                              3D Universe

Sierra Leone’de insanlar trafik kazası, enfeksiyon, hastaneye zamanında gitmeme gibi sebeplerden ötürü uzuv kayıpları yaşıyor. 1991-2002 yılları arasında yaşanan iç savaşta uzuvlarını kaybeden hastalar ise cabası.

Gerekli araç-gereçlere ulaşamama, bilgi eksikliği ve deneyimli sağlık çalışanı bulunmaması gibi sorunlardan dolayı insanlar gerekli sağlık hizmetini alamıyor. Bu da eksik bir hayat yaşamaya, kıskançlığa, güvensizliğe ve depresyona sebep olabiliyor.

Bu insanlara 3D protez uzuv ulaştırmak; toplum içinde tekrar var olabilmelerini sağlıyor ve yıllardır kaybettikleri güveni tekrar kazanmaları için uygun bir ortam oluşturabiliyor.

Kişinin vücuduna göre hazırlanmış ve aynı zamanda oldukça ekonomik üretim vaat eden 3D yazıcı ve tarayıcı teknolojileri protez-ortez sektörünü geliştirmeyi başardı. Yaklaşık 8 milyon insanın yaşadığı Sierra Leone Cumhuriyeti de 3D baskı teknolojisinden önce protez-ortez ihtiyaçlarını karşılamakta zorlanan ülkelerden birisiydi.

3 boyutlu yazıcılar uygun fiyatlı üretim sunuyor.

Twente Üniversitesi ve Radboud Üniversitesi ortaklığında Sierra Leone’deki Masanga Hastanesi’nde kurulan 3D üretim laboratuvarı, Hollandalı tıp öğrencileri tarafından yerel fizyoterapist ve protez uzmanlarıyla birlikte yürütülüyor. Shining 3D’nin de 3D tarayıcıları ile destek verdiği laboratuvarda yakın gelecekte Sierra Leoneli öğrencilerin eğitilmesi hedefleniyor.

3 boyutlu yazıcı ile protez üretimi oldukça hızlı bir şekilde tamamlanıyor. Hastanın vücudunu taramak, tarayıcının hazırlanması ve vücudun klinik incelemesi de dahil olmak üzere yaklaşık 20 dakika sürüyor; Ardından 30 dakika içinde Meshmixer kullanılarak uzvun tasarımı yapılıyor. Sonraki adımda 3D protezin baskısı 16 ila 20 saat sürüyor. Bu aşamada farklı protez kısımları isteğe göre ayarlanabilir. Ayaklar yerel imkanlarla ahşaptan yapılıyor. Bir dizi fizyoterapi seansı sonrasında protezin gerçek bir bacak gibi görünmesi için şık bir kaplama yapılıyor. Son olarak, protezi XTC-3D ile boyuyorlar

Fizik tedavi seanslarında hastalara yeni protezlerini kullanma eğitimi veriliyor:

• 

• 

Tam kol protezi

Hastanın sol ve sağ gövdesini tarayan uzmanlar sadece sol omuz ekleminin 3 boyutlu verilerini elde etmekle kalmayıp aynı zamanda sağlam sağ kol verilerini referans alan ‘aynalama’ fonksiyonu sayesinde eksik olan sol kolu hızlıca tasarlayabildi. Bu vakada, EinScan Pro 2X Plus Tarayıcı, ekibe büyük bir kolaylık sağladı.

Kol protezi

Yanıkların İyileşmesini Destekleyen Kol Atelleri

Eklemine yakın kontraktürleri yanan bu çocuğun yanık derisinin iyileşmesi, eklemlerinin hareket edememesine sebep olacaktı. Doktorlar cilt nakli gerçekleştirdi. Daha fazla hareket özgürlüğü sağlamak için karın derisi dirseğe yerleştirildi ve ameliyattan sonra kontraktür yerine atel uygulandı, aksi takdirde yara tekrar kasılacaktı.

3D tarayıcı ve 3D yazıcı ile üretilen bu atel, tam olarak tedavinin gerektirdiği şekilde ve çocuğun vücuduna oturacak boyutta üretilebildi.

Korse

• 

• 

Bu çocuk ise omurganın eğriliğine sebep olan kifoskolyoz hastalığından şikayetçi. Şu anda Sierra Leone’de bu duruma sahip kişiler için tıbbi cihaz veya çözüm bulunmamadığı için daha ekonomik ve ulaşılabilir olan 3D Tarama ve 3D yazıcı teknolojileri kullanılabiliyor. Bu teknolojiler yardımıyla özel yapım bir korse sağlamak mümkün oldu.

Kaynak: Shining 3D

Gelişen teknolojiyle birlikte protez-ortez çalışmalarında çeşitli ham maddelerle birlikte farklı çözümler görmeye devam ediyoruz. 3D yazıcılar, protez üreticilerinin işini kolaylaştırırken kullanıcıların da daha kısa sürede daha kabul edilebilir maliyetlerde protez ve ortez uzuvlara ulaşmasını sağlıyor.

Protez ve Ortez Nedir?

Ortez: İşlevini kısmen veya tamamen kaybetmiş uzuvların performansını arttırmak ve daha fazla kullanılabilir hale getirmek macıyla vücuda takılan yardımcı cihazlardır.

Protez: Protez, eksik olan vücut uzuvlarını taklit edecek şekilde yapılmış aygıtların genel adıdır.

Farklı ülkelerde, ekonomik seviyeye ve vakaya göre çeşitlilik gösterse de protez ve ortez denince akla gelen 3 farklı ham madde (filament) bulunuyor.

Protez Sektöründe Tough PLA ve PLA 

Ekonomik ve kolay bulunur olmasından dolayı çocuklar için üretilen basit protezlerde PLA sıkça kullanılıyor. Geçtiğimiz hafta bahsettiğimiz e-NABLE topluluğu da 100’den fazla ülkede 7000’den fazla çocuğa PLA filamentler ile üretmiş olduğu protezleri ulaştırdı. Ancak, daha dayanıklı olması; ABS’ye göre baskı deneyimi daha rahat ve güvenilir olmasından dolayı Tough PLA da tercih edilen bir filament türü. 

Tough PLA özellikle hızlı ve kaliteli baskı deneyimi sunmasından dolayı, gerçekçi silikon protez üretiminde kalıp olarak sıkça kullanılıyor.

Protez Sektöründe XSTRAND™ GF30-PP Filamentleri Nasıl Kullanılıyor?

Polipropilen tabanlı bu filament, %30 cam elyaf desteği sayesinde piyasada bulunan en güçlü filamentlerden birisi. 

XSTRAND™ GF30-PP, yüksek yük dayanımı sayesinde, bir insan bedenini kolayca taşıyabilme özelliğine sahiptir ve AFO (Ankle Foot Orthosis – Ayak ve Ayak Bileği Ortezi) vakalarında sıkça kullanılıyor.

-20 C° soğuma ve 120 C° sıcağa dayanabilen XSTRAND™ GF30-PP, bu özelliğiyle PLA’ya göre daha güvenilirken; sertlik ve dayanımıyla ise ABS’ye kıyasla %200 daha sağlam. Kimyasal ve UV ışık dayanımının piyasa ortalamasının üstünde olması ise cabası.

CPE (Co-Polysters)

CPE; mekanik parçalar için ideal bir ham madde olarak geliştirilmiş bir filament olduğu için kimyasal direnç, tokluk ve darbe dayanımı sayesinde protez olarak kullanım için biçilmiş kaftan.

Dayanıklı ve aynı zamanda esnek olması sayesinde topuk eğriliği gibi sorunları bulunan insanlara ayak tabanlığı üretimi için kullanılıyor. 

Türkiye’de ve dünyada binlerce protez üreticisi, modacı, sanayici, mimar, tasarımcı projelerini bir sonraki aşamaya daha hızlı getirmek, prototiplemede maliyet avantajı sağlamak, pazarlama iletişimini güçlendirmek için 3 boyutlu yazıcıları kullanıyor.

Siz de işletmenizde 3 boyutlu yazıcıları nasıl kullanabileceğinizi merak ediyorsanız bize ulaşın: 

0216 521 38 40
kurumsal@3dortgen.com

3B baskı teknolojileri yayılmasını sürdürdükçe protez kollar hem işlevselliğini hem de evrenselliğini artırmaya devam ediyor.

Daha önce horoza protez ayak yapılması, Pakistan’da hediye olarak verilen protez kollar veya Türkiye’deki oluşum Astero Biyoniks hakkında haberler de girmiştik.

Protezler zaten gelişen ve işlevselliği ile tatmin eden bir teknoloji idi ancak maliyetinden dolayı halka fazla inemiyor, zengin olmayanların göremediği bir teknoloji, bir gereklilik olarak kalıyordu. 3B yazıcılar yaygınlaştığından beri bu sorun hatırı sayılır derecede azaldı.

Ünlü 3D Printer üreticisi Ultimaker’ın sitesinde bulunan Stories kısmında kendi hikayelerini, amaçlarını ve kabiliyetlerini paylaşan Open Bionics; 3B yazıcı sayesinde protezlerini neredeyse 30’da 1’i fiyatına mâl ettiklerini söylüyor.

 

Kola takılan vericiler sayesinde, tüm parmakların çok küçük bir gecikme ile gayet esnek hareket etmesini sağlayan Open Bionics’in protez eli; Ultimaker kullanılarak: esnek olmayan kısımları PLA ile, parmaklar ise tek seferde TPU ile basıldı.

Büyükler için tek renk ama estetik protezler üretebilen bu ekibin sitesinde çocuklar için gösterdiği Marvel, Disney ve Star Wars temalı protezleri de çocuklar için mutluluk verici olacaktır.

Protez eli/kolu takacak kişinin vücudu 3B olarak tarandıktan sonra özel, en uygun tasarım yapılarak yaklaşık 42 saatlik süreç sonrasında protez hazır oluyor.

Yazıdaki bilgilere göre, 35.000-125.000 dolar arasında olan maliyetler minimumu 1.200 Dolar civarına inmiş.

 

Yazar: Hasan Hüseyin Kesen