Pek çok sektörün üretim kolunda kullanımı giderek yaygınlaşan 3D yazıcılar, şimdi eğitim alanına dahil oluyor. Tokyo Üniversitesi, yenilikçi 3D baskı teknolojisini öğrenci ve profesörleriyle buluşturarak eğitimde inovasyonu bir adım öteye taşıdı.
Üniversitenin bu tarz bir atılım yapmasının başlıca sebebi öğrenciler, profesörler ve kurum içi faaliyette bulunan gruplar için üniversite laboratuvarlarını geliştirmek. Üniversite bünyesinde kolaylıkla 3D yazıcı erişimi sağlanabilecek bir ortam olmaması, herkesin kullanımına açık teferruatlı bir laboratuvar ihtiyacını artırıyor.
Bu ihtiyacı en kısa zamanda karşılamak isteyen Tokyo Üniversitesi, Raise3D ile tanıştı.
Raise3D’nin tanıtımında öğrenci grupları, 1950’den beri Japonya’da demiryolu oyuncakları üreten Plarail için tamamlayıcı parçaların araştırması ve üretimini gerçekleştirdi.
Her sürecin başında olduğu gibi, araştırma konusu belirlendikten sonra 3DCAD aracılığıyla veriler oluşturuldu. Baskı sırasında yapılan ince ayarlar da gerçekleştirildikten sonra, nihai ürün kağıt üstünde derlenecek veya bir şirkete satılacak.
Eğitim sürecinde 3D baskıdan yararlanmak üniversiteye ve öğrencilere ne gibi kazanımlar edindirdi?
Tokyo Üniversitesi okula bir 3D yazıcı getirmeden önce, üretim süreçlerini kesme veya aletle şekillendirme yöntemleriyle yürütüyordu. 3D baskı teknolojisiyle tanıştıktan sonra, prototipleme maliyetlerinde çarpıcı bir düşüş gördüler. Ayrıca öğrencilerin ve kurum içinde yer alan herkesin 3D yazıcılarla kolayca iletişim kurabilecekleri bir ortam oluşturarak, herkesin yenilikçi teknolojilerden faydalanabilmesine imkân tanındı.
Üretim süresi üç kat daha hızlanırken, işçilik için sarf edilen emek %50 azaldı ve maliyetlerden 100 dolar tasarruf edildi. Verimlilik arttı fakat bunu net olarak detaylandırmak zor çünkü her ürün farklı bir üretim sürecine sahip. En azından maket oluşturma gibi projelerle boğuşan öğrenciler için, prototipleme maliyetlerinin epey azaldığını söyleyebiliriz.
Modelleme alanında, güler yüzlü ve gelişmiş destek sağlayan teknik personeliyle 3D yazıcıların araştırma ve eğitim için bir araç olarak kolayca benimsenmesini destekleyeceğiz. Ayrıca, Tokyo Üniversitesi’nde birçok araştırma alanındaki kullanıcı sayısını artırmayı ve eğitim ve araştırma düzeyini iyileştirmeyi umuyoruz.
İçinde bulunduğu projelerde fark yaratan, sürdürülebilirlik ve erişilebilirlik kavramlarını pratiğe taşıyan bir teknoloji desek aklınıza ilk hangi yıkıcı teknoloji gelirdi? Eğer cevabınız 3D yazıcı teknolojisiyse doğru yerdesiniz. Daha önce birçok farklı sektördeki uygulamalarına tanıklık ettiğimiz bu teknoloji bu kez yine bir 3D baskı ev konseptiyle karşımıza çıkıyor. Geleceğin akıllı şehirlerinde üretim faaliyetlerinde sıklıkla görmeyi beklediğimiz 3D baskı teknolojisiyle inşa edilen evlerin ilk avrupalı kiracısı Hollanda’da yaşayan bir çift oldu.
Elize Lutz ve Harrie Dekkers çifti evin anahtarını 30 Nisan’da teslim alarak resmi olarak 3D baskı evin ilk Avrupalı kiracıları oldu. Eindhoven’da bulunan tek katlı 3D baskı bu ev, 2018’de duyurulan Milestone Projesi adlı beş evden oluşan bir projenin parçası olarak inşa edildi.
Milestone Projesi kapsamında inşa edilen ilk 3D baskı ev
“Bu evin çizimini gördüm ve tam bir masal bahçesi gibiydi.”
– Elie Lutz
“Bir sığınak hissi veriyor, güvenli hissettiriyor.”
– Harrie Dekkers
Projenin Arka Planı
Milestone Projesi, Eindhoven Teknoloji Üniversitesi ile bir dizi inşaat uzmanının emekleriyle oluşturulan bir iş birliği olarak değerlendirilebilir. Proje planı, farklı baskı tekniklerinin kullanılması ve birden fazla kat eklenmesi yoluyla her bir evin daha karmaşık hale geldiği beş adet 3D baskı ev inşa edilmesine dayanıyor. Ekip, projenin temel amacını 3D baskı evlerin üretim sahasını genişletmeye yardımcı olmak olarak tanımlıyor. Proje büyüdükçe, planlamadaki diğer evlerin de tamamen yerinde üretilmesi ve basılması, aynı zamanda maliyetlerinin daha da düşürülmesi bekleniyor.
İç ve Dış Tasarım
Evin iç tasarımında, beton duvarların katmanlı dokusunun ortaya çıkarılması için herhangi bir düzenleme yapılmadı. Tabandan tavana pencereler kalın duvarların içine gömülü bir şekilde sabitlendi. 94 metrekarelik ev, kat planının yarısından fazlasını kaplayan açık plan mutfak, yemek ve oturma alanından oluşurken evin geri kalanındaysa geniş bir çift kişilik yatak odası ve banyo yer alıyor.
Evin iç tasarımı
3D beton baskının sunduğu biçim özgürlüğünü en iyi şekilde gösteren bu ev, büyük bir kaya parçasına olan benzerliğiyle form açısından doğa ile uyum içerisinde kalmayı başarıyor. Hollandalı mimarlar Houben & Van Mierlo tarafından tasarlanan bu ev kavisli, eğimli dış duvarlardan oluşuyor. 24 ayrı bileşenden oluşan beton katmanların 3D yazıcılar aracılığıyla basılmasıyla inşa edildi. Bu bileşenler yakınlarda bulunan bir matbaada basıldıktan sonra bir araya getirilmek, bir temele sabitlenmek ve bir çatı, pencere ve kapılar ile monte edilmek üzere arsaya taşındı. Ekstra kalın yalıtım ve ısı şebekesine bağlantısı sayesindeyse 0,25 enerji performans katsayısı ile son derece iyi ölçüde konfor ve enerji verimliliği sunuyor.
Evin eklemeli imalat süreci
“Üç düzlemde kavisli baskı yalıtımlı ve kendinden destekli duvar elemanları ile, bu projede inşaatta 3D beton baskı kullanımının daha da geliştirilmesinde önemli adımlar attık.”
– Weber Benelux CEO’su Bas Huysmans
Tasarım Özgürlüğü
Mimarlar, evi kasıtlı olarak düzensiz bir şekilde inşa ederek çıtayı yükselttiler. Son yıllarda her türlü formda beton baskı gerçekleştirebilmek için gerekli Ar-Ge çalışmaları yapılıyor. Eğimli duvarları yazdırma aşamasında oldukça zorlanılsa da proje ortakları bu konuda epey yol kat ederek ustalaştı denebilir. Bu projeyle birlikte alışılagelmiş dikdörtgen evlerden tamamen farklı bir yapılaşma sürecinin kapısının aralandığını söyleyebiliriz.
Evin dış tasarımı
Ekibe göre, prototipler sayesinde teknik açıdan öğrenimleri hızlandı. Bu sayede proje kapsamında inşa edilmesi planlanan sonraki 4 binada teknik adımlarda ustalaşmalarına yardımcı oldu. Betonun, onlarca yıldır dünyada en yaygın kullanılan yapı malzemesi olarak kullanılmasına aşinayız; en azından nasıl ve nerede kullanılması gerektiğini biliyoruz.
Geleneksel inşa sürecinde, betonu ahşap veya metalik bir kalıba döküyoruz ve işlem sonunda inşaat için gerekenden çok daha fazlasını kullanıyoruz. Ancak ne kadar çok kullanılırsa, binanın CO2 emisyonları ve sera etkisi o kadar kötü oluyor. 3D baskının en büyük avantajlarından biriyse beton yazıcısının, temelleri aşırı yüklemeden ve malzeme israfı olmadan, betonu yalnızca ihtiyaç duyulan yere yerleştirme yeteneğine sahip olması diyebiliriz.
Üretimde yeni dönem: 3D baskı evler
Hızlı ve Sürdürülebilir Bir Üretim
3D baskı evler prensipte daha fazla esneklik ve kişiselleştirilmiş tasarımlarla çok daha hızlı bir şekilde inşa edilebilir. Ek olarak, daha az betona ihtiyaç duyulduğundan daha sürdürülebilir bir üretimden söz ediyoruz. Milestone Projesi ortaklarının asıl hedefi, 3D beton baskının nihayetinde konut sıkıntısının çözülmesine katkıda bulunan sürdürülebilir bir inşaat yöntemi haline gelmesi olarak özetlenebilir.
Artık geleceğin gidişatını belirliyoruz: kendi evinizin tasarımı üzerinde kontrole sahip uygun fiyatlı evlerin hızlı bir şekilde inşa edilmesi”
– Eindhoven’ın konut meclisi üyesi Yasin Torunoğlu
Kendi evinizi baştan sonra kişiselleştirme olanağı sunan 3D baskı teknolojisi yalnızca biçimsel açıdan değil sürdürülebilirlik açısından da oldukça önem taşıyor. Hayalini kurduğunuz bir eve kavuşmanız aylarca beklemenizi gerektirmeden inşa edilebilir. Tasarım aşamasında 3D modelleme ve prototipleme olanakları sayesinde en iyi forma kavuşturulabilir. Dahası evinizin içini dekore etmek istediğiniz objeleri bile 3D yazıcı aracılığıyla yazdırabilirsiniz. Tüm süreç boyunca kişiselleştirme alanı sunan bu teknoloji sayesinde hayaller gerçeğe eskisinden çok daha yakın.
3D baskı evinizi 3D bir vazo ile dekore etmek isterseniz modele buradan erişebilirsiniz
Charles Üniversitesi’nden Bilgisayar Grafikleri Grubu (The Computer Graphics Group / CGG), yapay zekâ ile tam renkli 3D baskının geliştirilmesine dair bir makale yayınladı. Geliştirilen yeni yöntem ile kullanıcı girişi ve son ürün görünümü arasında mevcut ticari yazılımlara oranla çok daha yüksek bir eşleşme sağlayan baskılar elde edilebiliyor. Kullanılan yöntemde, algoritmanın hızını ve pratikliğini geliştirmek için ise makine öğreniminden yararlanılıyor.
Renk reprodüksiyonundaki esnekliğe rağmen, renk akması gibi problemler ince detaylar için yapılan çalışmaları zora sokuyor.
Tam renkli 3D baskı dendiğinde akla plastiği eritmie yöntemiyle çalışan FDM yerine, küçük sıvı reçine damlacıkları akıtan ve UV ışınlarından yararlanarak bu damlacıkları anında sertleştiren baskı yöntemi geliyor. Bu sertleştirme işlemi 3D baskı sırasında katman katman tekrarlanıyor.
Tam renkli 3D baskı
2D baskıda olduğu gibi, birden fazla temel malzeme (CMYK+W) yan yana yerleştirilerek çok çeşitli renk tonları üretiliyor. Malzemelerin, ışığın yüzeyin biraz altında hareket etmesine izin veren yarı saydam bir reçineden oluşması, renk tonlarının farklı emici baz malzemeleri oranlarıyla hassas bir şekilde çıkarılarak karıştırılmasına imkân tanıyor.
Yukarıda belirttiğimiz gibi renk akmasının ince detaylara zarar vermesi, doku detaylarını bulanıklaştırıyor. Ayrıca sert kenarlar, yüzeyin altında yanal olarak saçılan ışıktan dolayı kontrastını kaybedebiliyor ve bu bulanıklık 3 boyutlu olduğu için nesnenin karşıt kenarlarını dahi etkiliyor.
Yeni simülasyon, renkli bir 3D model için hazırlık süresini onlarca saatten birkaç dakikaya çekerek bu tekniğin pratikte fiilen kullanılmasına olanak tanıyor.
Makalede, sanal simülasyonu elde etmek için önceki yöntemlerden 300 kata kadar daha hızlı olan ve aynı zamanda tam bir hesaplama kümesi yerine yalnızca tek bir GPU gerektiren yeni bir teknik öneriliyor. Milyonlarca eğitim örneğinden elde edilmiş bir öğrenme sayesinde, bir sinir ağı ışığın yüzey altında nasıl dağıldığını ve belirli bir yüzey noktasının etrafındaki malzemelerden nasıl etkilendiğini verimli bir şekilde tahmin edebilecek hale geliyor.
Geleneksel tam renkli 3D baskıda kullanılan yazıcılar, çoğunlukla prototip oluşturma, kültürel mirasın korunması ve tıbbi protezler gibi endüstriyel uygulamalarda kullanılmaktadır.
Kısa süre önce Mixed Dimensions, özel oyun figürleri için bir baskı hizmeti sunmaya başladı. Animasyon stüdyosu LAIKA ise, stop-motion filmlerde karakterlerinin yüz ifadelerini canlandırmak için bahsi geçen 3D baskı teknolojisinden yararlanıyor.
Yeni simülasyonun dahil edildiği bir üretim hattı sayesinde, mevcut 3D yazıcı donanımıyla geleneksel baskı hazırlama yazılımının sunabileceğinden çok daha yüksek kalitede bir yüzey görünümü elde edilebilir. Yapay zekâ yine günü kurtardı, değil mi?
Dünyanın en istikrarlı 3D yazıcılarının üreticisi olarak bilinen Raise3D, karbon fiber ve metal odaklı yazıcılar da olmak üzre yeni ürünlerini TCT Asya’da tanıttı.
Her yıl Çin’de düzenlenen ve eklemeli imalat, 3D baskı, tasarım ve mühendislik teknolojilerini merkeze alan TCT Asya fuarı, endüstriyel üretime yön veriyor. Özellikle son dönemde eklemeli imalat sektörünün genişlemesi, 3D baskının prototip oluşturulan birçok alandaki etkinliğini kanıtlar nitelikte. Artık büyük ve inovatif şirketlerin yanı sıra küçük çaplı üretimhaneler de eklemeli imalatın yeteneklerine başvuruyor.
Raise3D’nin piyasa ihtiyaçlarını göz önünde bulundurarak geliştirdiği yeni ürünlerin arasında şunlar yer alıyor:
Raise3D – E2CF
Karbon fiber takviyeli malzemeler ve diğer bileşim malzemeleri için özel olarak optimize edilmiş bir 3D yazıcı olan E2CF; donanım imalatı, otomotiv, elektronik gibi endüstrilerin aranan elemanı haline gelebilir. Tamamlayıcı ve sabitleyici malzemeler, kalıplar veya takım kafası gibi parçaların üretilebilmesi için bu tip bir 3D yazıcı, uyum açısından mükemmel seçenek olacaktır. 26 Mayıs’ta Çin’de ön satışları başlayan E2CF, dünya genelinde 2021’in son çeyreğinde piyasaya sunulacak.
Raise3D – E2CF
Raise3D – RMF500
Otomotiv, Havacılık, Denizcilik gibi sektörlerin yanı sıra, hava kanalları ve özelleştirilmiş iç parçalar gibi malzemeler ile de mükemmel uyum sağlayabilen, büyük ölçekli fiber takviyeli malzemeleri basmak için tasarlanmış endüstriyel bir yazıcı olan RMF500, 2022’de satışa sunulacak.
Raise3D – RMF500
Raise3D – MetalFuse (Forge 1, D200-E, S200-C)
Malzeme ortakları olarak BASF ve Forward AM ile stratejik iş birliği içinde geliştirilen Raise3D MetalFuse ekibi tam bir metal çözümü olarak değerlendiriliyor. Ekip diyoruz, çünkü MetalFuse içinde bu amaç için optimize edilmiş bir masaüstü metal 3D yazıcı olan Forge 1, bağlayıcılardan/katkı maddelerinden arındırma cihazı D200–E ve vakum sinter cihazı S200–C‘yi bünyesinde barındırıyor.
Raise3D – MetalFuse Serisi
“3D baskı teknolojisini, üretime getirmede yeni ve sağlam bir adımı temsil ettikleri için, yeni eklemeli imalat çözümlerimizi TCT Asya’da sergilemekten heyecan duyuyoruz. Eklemeli imalatın, üretimde daha yaygın olarak kullanılmasının önündeki en temel engellerden biri, nihai parçaların tutarlılık ve tekrarlanabilirliğinin yetersiz olmasıydı. Müşterilerimiz tarafından hâlihazırda yoğun bir şekilde kullanılan mevcut ürünlerimizden zaten memnunduk, ancak yeni ürünler, üretimde toplu benimsemenin önüne geçen zorlukların ortadan kaldırılması adına açık bir adım.”
Edward Feng, Küresel CEO.
Raise3D’nin eklemeli imalat dünyasına yenilik ve kolaylık getirecek ürünlerine dair detaylar, lansman tarihleri yaklaştıkça netleşecek.
Daimler Buses ve servis markası Omniplus, otobüs müşterilerine daha hızlı yedek parça tedariği sunabilmek amacıyla mobil bir 3D baskı merkezi oluşturdu. Almanya’nın en büyük ikinci otomobil üreticisi ve dünyanın en büyük altıncı şirketi olan Daimler AG’yi en çok Mercedes-Benz ile anıyoruz. Şirket şimdi, 36 metrekarelik kendisi küçük etkisi büyük bu mini üretim merkezleri ile 3D yazıcı kullanarak yedek parça üretim sürecinde ihtiyaç duyulabilecek her şeyi anında müşterilerine sunuyor.
Güncel modeller için bile her an yedek parça tedarik etmek mümkün değilken, söz konusu eski modeller olduğunda bu durum daha da zorlaşıyor. Bir üreticinin kalan stoğu tükendiyse ve parçanın üretimi çoktan durdurulmuşsa, ihtiyacı olan parçayı hurdalıklarda aramaktan başka bir şansı kalmıyor. Daha doğrusu kalmıyordu diyelim, çünkü gelişen 3D baskı teknolojileri üreticilere hem zaman hem de mekan açısından özgür bir yedek parça üretim imkânı tanıyor.
Dar alanda 3D Baskılar ve Yedek Parça Üretimi
12×3 metre boyutlarında olan mobil konteynırlar, içeride orijinal parçalarla aynı kalitede üretim yapabilecek endüstriyel 3D yazıcılar barındırıyor. Daimler Buses yedek parça üretimi için 3D baskıyı tercih eden ilk isim olmasa da, taşınabilir üretim alanı imkânıyla seri üretim kalitesini sunan ilk tedarikçi olarak karşımıza geliyor. (Daha önce BMW gibi şirketlerin de eklemeli imalattan yararlandığını belirtmiştik.) Yüksek kaliteli poliamid kullanılarak üretilen yedek parçalar ile Daimler AG tarafından öngörülen enjeksiyon kalıplama kalite standartları karşılanıyor.
Yedek parça üretimi ve 3D baskı alanında deneyime sahip şirketlere, uzun yıllardır eklemeli imalattan yararlanan Formula 1 devi Sauber örnek verilebilir.
Metal yedek parça üretimi, Daimler’in 3D baskı ile ilk deneyimi değil.
Şirket, geçtiğimiz yıl 30 farklı plastik kamyon bileşeni üretmek için SLS 3D yazıcı teknolojisinden yararlanmıştı. Yürütülen bu süreç, daha sonra 100.000’den fazla prototip bileşenini geliştirmek için de kullanıldı.
“Mobil 3D baskı merkezi sayesinde, 3D baskının avantajlarından daha fazla yararlanabiliyor ve yedek parça tedarik etme hızımızı daha da artırabiliyoruz. Merkezi olmayan/demokratik üretim, depolama maliyetlerini ortadan kaldırırken, nakliye gereksinimini de azaltıyor. Bu nedenle, 3 boyutlu baskı sadece müşteri gereksinimlerine hızlı, esnek ve ekonomik bir şekilde tepki vermemizi sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda yedek parça üretimi sürecinde ekolojik ayak izimizi de iyileştiriyor.”
– Daimler Buses Müşteri Hizmetleri ve Parçalar Başkanı Bernd Mack
Mobil 3D baskı tamir atölyesi için pilot proje, Hamburg’daki BusWorld Home (BWH) servis merkezinde başlayacak. Bu sayede Hamburg servis merkezi, Mercedes-Benz ve Setra otobüsleri için verdiği bir dizi hizmetin yanı sıra yedek parça üretimi de gerçekleştirebilecek. Aynı zamanda BWH Hamburg’un boyama alanındaki uzmanlığı, yedek parçaların doğrudan müşteri ihtiyaçlarına göre kişiselleştirilebilmesine de imkân tanıyacak.
Mobil tamir merkezlerinin amacı müşteri isteklerine hızlı ve esnek bir şekilde yanıt verebilmek iken, yerinde parça üretimi sayesinde nakliye ve üretim maliyetleri de bir hayli düşüyor.
Şirket, ilerleyen yıllarda 3D baskı hizmeti verdiği noktaların sayısını artırmayı planlıyor.
Daimler, tasarımı hazır parçalarını Omniplus On internet sitesinin ticaret bölümü aracılığıyla müşterilere sunmayı planlıyor. Müşteriler, internet sitesi üzerinden 3D baskı lisansları satın alabilecek ve daha sonra yedek parçalarının sertifikalı bir 3D baskı merkezi tarafından üretilmesini imkânını elde edebilecek. Mobil üretim noktaları ise, Daimler tarafından yaygınlaştırılması planlanan sertifikalı baskı merkezleri yaygınlaşana kadar müşterilere hizmet vermeye devam edecek.
Taşınabilir 3D baskı üretim merkezlerinin verimli bir üretim için sadece iki unsura ihtiyacı var: İnternet ve elektrik!
Mobil 3D yedek parça üretim merkezleri, ilerleyen yıllarda Daimler tarafından müşteri isteklerine anlık cevap vermek için kullanılmaya devam edilecek mi henüz bilemiyoruz. Şimdilik sertifikalı merkezlere geçiş basamağında görev görecek olan konteynırlar, tedarik sektöründe çakılı bir yer kazanabilir. Pandemi döneminde de yakından şahit olduğumuz üzere, 3 boyutlu baskının lojistiğin geleceği üzerindeki olumlu etkisi bu yolla sunulan çözümlerin pek de geçici olmayabileceği konusunda bize ipucu veriyor.
+ Baş ağrının geçmesi için ağrı kesici verebilirim.
– Yok canım sağ ol, benimkinin dışında hiçbir ilaç işe yaramıyor.
Hepimizin baş ağrısına iyi gelen ağrı kesici farklıyken, neden tam anlamıyla kişiselleştirilemesin ki? Bizimle hemfikir olan East Anglia Üniversitesi’nden (UEA) araştırmacıların çalışmasına göre 3D baskı ilaç üretimi ile kişiselleştirilmiş bir tıp deneyimi sağlanabilir.
Kişiselleştirilmiş 3D baskı ilaç kavramı, özellikle yaşlı insanlar gibi pek çok ilacı aynı anda alan kişilerin hayatını oldukça kolaylaştırabilir.
Farmasötik 3D Baskı Çalışmaları ve Kişiselleştirilmiş İlaç Sektörünün Geleceği
3D baskı ilaçların tek iyi yanı dozajının kişisel ihtiyaca göre ayarlanabiliyor olması değil. UEA Eczacılık Okulu’ndan Dr. Sheng Qi’nin açıklamasına göre, bu ilaçlar aynı anda pek çok ilacı bünyesinde barındıracak. Başka bir deyişle, tek bir kapsülde pek çok ilaç kombinasyonu oluşturulabilecek. Araştırma ekibi, bunu sağlayabilmek için farklı bir eklemeli imalat tekniğinden yararlandıklarını belirtiyor.
Peki kişiselleştirilmiş ilaç üretiminde 3D baskı nasıl bir rol oynuyor?
Kişiselleştirilmiş tıpla, her hastaya özel doğru doz ve ilaç kombinasyonlarına sahip haplar üretmek için yeni bir üretim teknolojisi kullanıyoruz. Bu, hastaların minimum yan etkilerle maksimum ilaç faydası elde etmesini sağlayacaktır.
Dr. Qi
Dr. Qi’nin dile getirdiği gibi, benimsenen yeni katmanlı üretim tekniği sayesinde ağız yoluyla alınan bir kapsülden vücuda ilaç salım oranını düzenlemiş, yapısı gözenekli bir ilaç üretilebiliyor. Kişiselleştirilmiş ilaç üretiminin; akıl hastaları ve yaşlı hastalar başta olmak üzere aynı anda çok sayıda ilacın takibini sağlayan herkesin hayatını kolaylaştıracağı düşünülüyor. Şu an için bu görevi üstlenen çok sayıda kişiye, ilaca, güne hatta saate göre özelleştirilmiş ilaç kutuları bulunsa da kişiselleştirilmiş tabletler bu sorunu kökten çözecekmiş gibi görünüyor.
Gözenekli farmasötik katı dozaj formları
Böyle okuduğumuzda kafa karıştırıcı bir kavram gibi görünse de, 3D baskı ile oluşturulan gözenekli farmasötik katı dozaj formu kişiselleştirilmiş ilaçlarımızın görevini yapmasını sağlayan etmen olarak karşımıza geliyor. Bu sayede tek kapsülgözenekleri ile birbirinden ayrılan ilaç dozları barındırabiliyor. İlacı kullanacak kişinin tek yapması gereken farklı kombinasyonları içeren tek kapsülü almayı unutmamak, hepsi bu!
Yaygın olarak kullanılan geleneksel 3D baskı yöntemleri, ilacın baskıdan önce spagetti benzeri filamentler halinde işlenmesini gerektiriyordu. UEA tarafından uygulanan yenilikçi yöntem ise filament kullanımını ortadan kaldırıyor. ‘Filamentsiz’ 3D baskı yöntemi, hızlı bir şekilde gözenekli farmasötik tabletler üretilmesine imkân tanıyor ve tabletlerin üzerindeki gözeneklerin büyüklüğüne göre ilaçların vücuda yayılma hızı düzenlenebiliyor.
“Kişiye özel dozaj” ve “tek tablette birden çok ilaç” vaadiyle karşımıza gelen kişiselleştirilmiş ilaçların tek üretim amacı kullanıcılara kolaylık sağlamak değil. Araştırmacılar, bu tip ilaçlar sayesinde hastaların minimum yan etkiyle maksimum ilaç faydası elde etmesini amaçlıyor. Son beş yıldır varlığını yavaş yavaş hissettiren farmasötik 3B baskının hayatlarımıza keskin girişi gelecekte ilaç sektörünü çok farklı yönlerde şekillendirecek gibi görünüyor.
Savaş Yaralarını Saran 3D Baskı Tıbbi Malzemeler: Tashkeel3D
Tashkeel3D isimli şirket yıllardır İsrail ve Mısır tarafından uygulanan ablukaların altında yaşayan Gazze’de hastane ve sağlık klinikleri için 3D baskı tıbbi malzemeler üretiyor. Yüksek kalite ve düşük maliyet dengesinde 3D baskı tıbbi ekipman geliştirmek için ortaklarla birlikte çalışan Kanada merkezli Glia Projesi’nin bir üyesi olan şirket 3D baskı steteskop, turnike ve kompresyon cihazları geliştiriyor.
Glia ekibi tarafından geliştirilen 3D baskı bir turnike
Fakat ne yazık ki tıbbi ekipmanları daha erişilebilir kılmayı amaçlayan şirket, 18 Mayıs sabahı İsrail tarafından düzenlenen bir hava saldırısında yok edildi.
3D baskı tıbbi malzemeler neden bu kadar hayati önem taşıyor?
Açık kaynaklı 3D baskı tıbbi malzemeler üreten Tashkeel3D, Gazze’de bir acil servis doktoru olan Tarek Loubani tarafından kuruldu. Loubani’nin şirketi kurarken en temel amacı açık kaynak yazılım geliştirme ilkelerini patenti olmayan tıbbi cihazlara uygulamak ve bu sayede düşük maliyete yüksek performans sunan 3D baskı tıbbi malzemeler ortaya koymaktı. Özellikle savaş gibi olağanüstü durumlarda sağlık klinikleri ve hastanelerde ihtiyaç duyulan tıbbi malzeme sayısının artması bu girişimi oldukça değerli kılıyor.
Loubani’ye göre yaşanan can kayıplarının en büyük sebeplerinden biri delici yaralanmalar. Saldırıların başladığı günden bu yana delici yaralanmalar, kan kaybına sebebiyet vermesiyle önemli sayıda insanın hayatını kaybetmesine sebep oldu. Kanamaları durdurma sürecinde önemli bir rol oynayan turnikelerin üretim kapasitesinin yarısının bir anda yok olması, ilerleyen dönemde pek çok insanın aynı sorunla yüz yüze kalmasına sebep olabilir.
Tashkeel3D tarafından 30 sent’e mal edilen bir stetoskop 200 dolarlık rakiplerinden çok daha iyi performans gösteriyor.
Bilgisayar korsanları ve cerrahlardan oluşan Glia ekibi tarafından geliştirilen ve 3D baskı ile üretilen bir stetoskop kafası endüstriyel muadillerine oranla daha iyi bir ses kalitesi sunuyor. 3 boyutlu baskı ile üretilen ve endüstri lideriyle rekabet edebilen Glia stetoskopunun kafa, hortum ve kulak parçası dahil üretim maliyeti ise yaklaşık 5 dolar!
Yukarıdaki videoda parçaları 3 boyutlu baskı ile üretilen bir stetoskopun nasıl birleştirileceği anlatılıyor.
Açık kaynaklı yazılım hareketinden ilham alarak tüm kodunu GitHub’da tutan ve doktorlar ile hackerları iş birliğine davet eden proje, en yaygın ve en pahalı üç tıbbi cihazı geliştirmeye odaklanıyor: Stetoskop, kandaki oksijen seviyesini izleyen bir nabız oksimetresi ve kalp hastaları için bir elektrokardiyogram. Loubani, nabız oksimetresi ve elektrokardiyogram için 3D basılmış bir muhafazaya sahip PCB’lerden (devre kartı) yararlanacaklarını da belirtiyor.
“Bu şirketlerin neden bu kadar çok ücret aldığını anlayabiliyorum. Onların kârlarından vazgeçmek için hiçbir nedenleri yok. 3M neden 200 dolarlık modeli kadar başarılı ama maliyetinin çok altında bir stetoskop geliştirsin ki? Burası ise dünyanın her yerinden doktorların, hackerların ve tamircilerin bu cihazları uygun fiyatlı ve erişilebilir bir şekilde yaratmak için kollarını sıvadığı bir yer.
– Tarek Loubani
Peki şimdi ne olacak?
Daha önce dezavantajlı bölgelerde yaşayan insanların hayatına dokunan 3D baskı ev projelerine yer vermiştik. 3D baskı tıbbi malzemeler üreten Tashkeel3D de, aynı faydayı gözeten bir şirket olarak karşımıza geliyor. Savaş bölgelerinde medikal ekipmana olan ihtiyacın katlanarak artması ve üretim hattının tahrip edilmesi yerel halkın büyük zorluklar yaşayabileceğine işaret ediyor.
New Story isimli kâr amacı gütmeyen girişim de depremzedeler gibi yardıma muhtaç insanlara 3D baskı konut çözümleri sunuyor.
Yaşanan bombalama her ne kadar yıkıcı bir gerileme olsa da Loubani buna hazırlıklı olduklarını belirtiyor. Loubani, böyle bir şeyin olmasını beklediklerini ve ekibin Gazze merkezli 3D baskı kapasitesini ikiye bölmeye karar verdiklerini belirtti. Bu da Glia’nın sayıca çok daha az da olsa bir yerlerde tıbbi ekipman üretmeye devam edebileceği anlamına geliyor.
Her zaman olduğundan daha hızlı değişmeye başlayan trendler, üreticileri küçük ölçekli üretime yönelmek zorunda bırakıyor. Üretim süreçlerindeki bu eğilimin etki alanına giren endüstrilerden biri de spor ayakkabı sektörü oluyor. Bu durum hemen hemen her büyük ayakkabı üreticisi, olağanüstü maliyetlerle yüzleşmek zorunda kalmadan daha hızlı pazar süreçleri elde etmek için farklı yöntemler arayışına girmesine sebep oluyor. Mevcut üretim yöntemlerinin çoğu, daha hızlı küçük seri üretim için artan talebi karşılayamasa da 3D baskı bu ihtiyacı karşılama yolunda emin adımlarla ilerliyor. 2020 yılına bakacak olursak spor ayakkabı üretim endüstrisinde tanınmış ve bu geçişin farkına varan birkaç şirket, üretimde 3D baskı ile atılımlar yaparak başarı elde edebilmek için Raise3D ürünlerini kullanmaya başladı.
3D Baskı ile üretilen ayakkabı parçası (üst yüzey)
Geleneksel Ayakkabı Üretimi ve Yüksek Maliyetler
Spor ayakkabı üretim sürecinin tamamında düz dikiş adı verilen işlemi kapsayan ayakkabıların üst kısımlarının üretimi ciddi anlamda bir zaman ve maliyet anlamına geliyor. Nike’ın Flyknit ve Adidas’ın Primeknit’i bu tekniğin önde gelen örnekleri olarak nitelendiriliyor. Düz dikiş işlemini gerçekleştirmek için kullanılan maliyetli ve büyük ölçekli dikiş makinesine ihtiyaç duyulması bir ayakkabı fabrikasının pazarda ayakta kalabilmek için bu tür pahalı ekipmanlarla büyük seri üretime dayanması gerektiği anlamına geliyor. Bu da beraberinde her gün ve her gün düzinelerce, hatta yüzlerce dikiş makinesinin kullanılması zorunluluğunu getiriyor.
Adidas Primeknit için kurulan dikiş fabrikası
Dikiş makinesi her ne kadar otomatik çalışıyor olsa da ürün çıktısı birçok nihai işlem gerektiriyor. Polyester elyafla beslenen örgü makinesi ayakkabıların tüm üst kısımlarının tek bir çözgü tabakasında imal ettikten sonra kullanıma hazır üst kısımları tamamlamak için oldukça emek gerektiren ütüleme ve kesme işlemi başlıyor. Ayakkabının üst yüzeyi örgü olmayan bir biçimde tasarlanmış olsa da sonrasında işleme sürecinde deri veya plastik gibi malzemenin ayakkabının bu kısmına yapıştırılması için dikiş ve yapıştırma gibi ek adımlara ihtiyaç duyuluyor.
Dikiş makinesi üretimi sonrası gerekli nihai işlemler
Değişen Trendler Kârı Zorlaştırıyor
Ortalama olarak yeni bir ürünün tam Ar-Ge döngüsü için minimum 18 aya ihtiyaç duyuluyor. Bununla birlikte özellikle ayakkabı bazında trendler her 3 yılda bir değişiyor ve bu durumun gelecekte daha da hızlı gerçekleşmesi bekleniyor. Bu durum da her yeni ürün için kâr aralığının bir buçuk yıldan az olduğu anlamına geliyor. Bir ürünün kâr aralığı küçüldüğündeyse toplam yatırım getirisi doğru orantılı olarak küçülüyor.
Raise3D ile Katmanlı Üretimi Birleştirme
Hızla değişen ihtiyaçlara çözüm arayan Raise3D, bilgisayarla kullanılabilen ve tam otomatik olan yenilikçi bir FFF (Fused Filament Fabrication) ayakkabı yüzeyi üretim süreci geliştirerek dengeli bir döngü yakalanmasına destek oluyor. Bu süreçte, esnek bir 3D yazıcı filamenti olan TPU (Termoplastik Poliüretan), sürekli olarak bir 3D yazıcıya aktarılıyor. TPU filamentinin iplikleri, düz bir tabla üzerinde iplik olarak ekstrüde edildikten sonra dikiş modeline benzer şekilde, TPU iplikleri, önceden belirlenmiş bir tasarımı takip ediyor. TPU filament iplikleri birbiri üzerinde biriktirilerek ve 3D yazıcıya aktarılan programlanmış talimatları izleyerek birbirine yapışıyor. Dikiş işleminden farklı olaraksa, 3D baskı, halihazırda uygulanmış tüm modellere hızlıca eksiksiz bir ayakkabı yüzeyi sunabiliyor.
Raise3D’nin dijital üretim süreci
Raise3D’nin çözümünü neredeyse tüm üretim parametrelerinin tek bir 3D dilimleme programı olan ideaMaker tarafından tanımlandığı dijitalleştirilmiş bir süreç olarak özetleyebiliriz. Aynı zamanda Raise3D’nin 3 boyutlu yazıcılara sorunsuz ve kablosuz bağlanmak için bulut tabanlı bir 3D baskı yönetim yazılımı olan RaiseCloud’u sunmasıyla uzaktan toplu baskı yönetimini çok daha kolay hale getiriliyor. RaiseCloud’un özellikleri arasında yazdırma sürecine genel bakış, canlı süreç takibi, baskı işi ataması, yazıcı kontrolü, dosya paylaşımı ve ekip iletişimi yer alıyor. Raise3D’nin ekosistemindeki donanım ve yazılım kombinasyonu, fabrikaların ayakkabılar için üst parça üretim sürecini hem yönetim hem de üretim açısından dijitalleştirmelerine yardımcı oluyor.
RaiseCloud ve uzaktan toplu baskı olanağı
3D Baskı Geliştirilmiş Prototipleme
Raise3D ile 3D baskının yeni bir ürünün Ar-Ge döngüsü için kullanılması, 3 aylık bir zaman çizelgesinde gerçekleşiyor. Önceki 18 aylık Ar-Ge döngüsüyle kıyasladığımızda bu sürenin oldukça kısa olması dikkat çekiyor. Her yeni ürün, en iyi tasarımına kavuşturulmadan önce defalarca denenerek yeni formlarda tasarlanmaya çalışılıyor. Her tasarım tekrar tekrar denenirken çok miktarda ürün örnekleniyor. Raise3D işlemleriyle yeni bir numune üretmekse bu denli uzun bir işlem ve gelişmiş bir programlama gerektirmiyor. 3D yazıcılar, dijital tasarım dosyasını basitçe içe aktararak ve yazılım içindeki birkaç ayarı özelleştirerek, yeni örnekleri hızlı bir şekilde üretebiliyor.
Aynı zamanda Raise3D teknolojisinin sunduğu esneklik sayesinde ayakkabının görsel tasarımı, ayakkabı yüzeyinin kullanım deneyimine paralel olarak oluşturulabiliyor. Örneğin, ayakkabıların üst kısımları daha sıkı veya daha elastik hale getirilebiliyor. Bu da kesme, dikme ve yapıştırma gibi çok sayıda ek üretim prosedüründen tasarruf sağlanmasına olanak sunuyor. Aynı zamanda fizibilite için gerekli doğrulamayı ortadan kaldırdığı içinse prototip oluşturma sürecinin daha kısa olması anlamına geliyor.
Raise3D teknolojisi sayesinde geliştirilen ayakkabı parçaları
Küçük Ölçekli Üretimde Mükemmeliyet: 3D Baskı
Tüm ayakkabı üreticileri, ticaret fuarlarında pilot lansmanları için küçük bir parti yeni ürüne ihtiyaç duyuyor. Raise3D’nin durumunda, fabrikalar, ekstra malzeme tedariki için harcama yapmadan küçük bir seri üretimi kolayca organize edebiliyor. İşte ayakkabılar için gerekli olan üst kısımlar da tam olarak bu süreci deneyimledi. Raise3D’nin endüstriyel 3D yazıcılarını kullanılarak bir dizi tasarımda yeni kısımlar hızlı bir şekilde üretebildi. 3D yazıcılar, bu parçaları tamamlamak için gece gündüz otomatik olarak çalıştı.
Raise3D FFF yazıcıları
3D Baskının Geleceği
3D baskı, değişen iş ihtiyaçlarına ve eğilimlerine uyum sağlamak için spor ayakkabı üretim sürecini değiştirmesiyle 3D baskı üretim sürecinde uzun vadeli yerini aldı. Raise3D, işletmelerin ve endüstrilerin eklemeli üretimi benimsemesine yardımcı olmak için bir 3D baskı ekosistemi oluşturdu. Bu 3 boyutlu baskı ekosistemi, spor ayakkabı üreticilerine uyum sağlama, özelleştirme talebi karşılama ve küçük toplu üretimi uygulanabilir hale getirme olanağı verdi. En önemlisiyse tüm bunlar giderek daha yaygın hale geliyor.
Rosenbauer İtfaiye Aracını EinScan Pro HD ile Kişiselleştirme
Yangınla mücadele ve afetten korunma sistemlerinde dünyanın önde gelen üreticilerinden biri olan Rosenbauer; profesyonel, endüstriyel, fabrika yangın hizmetleri için araç, ekipman ve yangın önleme sistemleri üretiyor. Güçlü bir müşteri odaklılığı anlayışıyla birlikte yenilikçilik ve güvenilirliği esas alan ve altıncı neslin yönetiminde olan bu aile şirketi, 150 yıldan fazla bir süredir itfaiye departmanlarına hizmet veriyor. Özellikle yangınla mücadele sistemlerinde dijital çözümler geliştirmeye ve sunmaya odaklanan şirket bu kez kişiselleştirme hamleleriyle gündeme geliyor.
Rosenbauer’in EinScan Pro HD ile Tanışması
İtfaiye aracı SHINING 3D ofisinin garaj yoluna doğru giriş yaptığında, herkes bu devasa araca göz atmak istedi. SHINING 3D’yi ziyarete gelen Rosenbauer Group Karlsruhe ekibi, itfaiye araçlarının müşterilerin özel gereksinimleri doğrultusunda kişiselleştirme sürecine dair ayrıntılı bir vizyon kazandı. Ekip, EinScan Pro HD’nin yeteneklerini keşfetmek amacıyla geldiği SHINING 3D EMEA genel merkezinde 3D tasarımın yenilikçi dünyasıyla tanıştı.
Hedef: 3D Tasarım Sürecini Geliştirmek için Araç Parçaları ve Ekipmanlarını Taramak
Araçları kullancıların talep ettiği şekilde kişiselleştirme sürecinde, Rosenbauer tüm ekipmanların araca monte edilmesi aşamasında tamamen dijital hâle gelmeye başladı. Araçlara entegre edilmek istenen ürünlerin dijital modelleri ilk olarak Keyshot üzerinde sanal bir araca takılıyor. Bu sayede Rosenbauer ekibi, kullancıların yorumlarına ve özelleştirme yolculuğundaki değişiklik gereksinimlerine hızlıca karşılık verebiliyor.
Süreçleri tamamen dijitale taşımak ekibe yalnızca kullanıcı ihtiyaçlarına yanıt vermede destek olmakla kalmıyor aynı zamanda oldukça fazla zaman kazandırıyor. Buraya kadar her şey yolunda olsa da bazen ürünlerin orijinal çizim ve model verileri elde etmek oldukça karmaşık olabiliyor. Hatta bazen ulaşılabilecek veriler dahi olmayabiliyor. Özel bir itfaiye aracı için sorunsuz ve kusursuz bir tasarım garanti etmek için nasıl bir çözüm geliştirilebilir?
EinScan Pro HD çok fonksiyonlu elde taşınabilir 3D tarayıcı sayesinde nesnelerin özellikleri son derece hızlı, güvenilir ve özgün yollarla elde edilebiliyor. SHINING 3D tarafından sağlanan 3D tarama teknolojisi desteğiyle, Rosenbauer eksik ürün detaylarındaki boşlukları doldurmayı başardı. İş akışına daha yakından bakalım:
Rosenbauer ekibinin gelişi üzerine, özel bir EinScan Pro HD çalışma istasyonu kuruldu. Çok yönlü ve esnek kullanımı sayesinde, itfaiye aracının farklı parçalarının ve 3D taraması için uygun bir ortam oluşturmak yalnızca birkaç dakika sürdü.
EinScan Pro HD’yi karmaşık nesneleri taramak amacıyla kurmak oldukça hızlı, kolay ve aynı zamanda rahattır
Koyu Nesne ve Yüzeyleri Taramada Daha Az Kısıtlama
EinScan Pro HD’nin hafif yapısı ve nesneleri yakalanma kapasitesi sayesinde sürücü kabininin hızlı ve karmaşık olmayan veri alımıyla başarılı bir şekilde sonuçlandı.
EinScan Pro HD ile kolaylık kazanan 3D veri toplama
3D tarayıcının hafif yapısı, esnek ve rahat bir kullanım sağlar
Yüksek Verimlilik İçin Hızlı Tarama
Ekip, kısa süre içerisinde kamyonun kabinini taramayı başardı
Tarama verileri de aynı hızda kontrol edildi
Tarama Verilerinin Sahada İşlenmesi ve Değerlendirilmesi
Yüksek güçlü esnek bir çalışma istasyonu ve SHINING 3D pil kullanarak, hızlı, basit ve etkili bir şekilde tarama verilerini değerlendirebilirsiniz
Müşteri Talebi Doğrultusunda Kişiselleştirme
Rosenbauer, müşterilerin isteği üzerine ürünlerini kişiselleştirmek amacıyla tarama verilerinden faydalanıyor. İtfaiye aracının çeşitli parçalarını taramak için EinScan Pro HD’yi kullanarak uygulama gereksinimlerine uygun nesnelerin doğru ve gerçekçi 3D verilerini elde edilebiliyor.
Bu proje, EinScan Pro HD’nin, kullanıcıların dijital teknoloji yolculuklarında bir sonraki adımı atmalarına olanak tanıyan çok sayıda farklı nesnenin son derece doğru 3D verilerini elde edebilmek için ideal bir yol arkadaşı olduğunu kanıtlıyor. Kullanıcı odaklı yaklaşımların benimsenerek kişiselleştirme taleplerine yıkıcı teknolojiler aracılığıyla çözüm bulabilmek giderek önem kazanıyor.