Üç Boyutlu Yazıcılar - Yeni Sanayi Devrimi

03 Nov 2015

Not: Bu yazının bir benzeri https://e-bergi.com/y/3dprinters sayfasında yayınlanmıştır.

Üç boyutlu yazıcılar (özetle 3B yazıcılar), biigisayarda hazırlanan 3B modellerin fiziksel gerçek dünya nesnelerine dönüşmesini sağlayan cihazlardır. Bu yazımda sizlere 3B yazıcılardan ve biz bilgisayar mühendislerine veya adaylarına ne derece hitap ettiğinden bahsedeceğim.

3B yazıcılar üretimindeki bazı kolaylıklar ve beraberindeki ucuzlama sayesinde son zamanlarda popüler cihazlar haline gelmişlerdir. Yazılımının ve parçalarının açık kaynak olması sayesinde artık herkes kendi evinde gayet rahatlıkla bulabileceği parçalar sayresinde kendi 3B yazıcısını yapması hiç işten bile değildir. Yani elektronik aksamı, üzerinde koşan yazılım ve parçaların nasıl monte edileceğini adım adım açıklayan bir çok yönlendirici web siteleri bulunmaktadır. O kadar ki; bütün parçaları yurtiçindeki tedarikçilerden sağlayarak bir kaç hafta içinde hiç bilmeyen birisi eli eğer yatkınsa kendi 3B yazıcısını ortalama 1000-1250 TL gibi bir mevlayla karşılayabilir.

Bu yazının amacı her ne kadar ilginizi cezbedecek olsa da nasıl bir 3B yazıcı yapılır şeklnde olmayacak. Genel olarak fikir vermek ve bir vizyon oluşturmak ilk amacı. 3B yazıcıların fiyatının ucuzlaması ile her ne kadar son 5 sene içinde sükse yapsa da aslında geçmişi 30 sene kadar öncelerine gitmekte. Bizim dikatimizi çekmesi sanayide kullanılan boyutlardan birisinin evine girebiliecek duruma gelmesi sayesinde. Bir benzetme yapmak istersek, kişisel bilgisayarlar PC’ler çıkmadan önce bilgisayarlar oda büyüklüğündeyken insanların gündeminde olan bir cihaz değildi, ne zaman fiyatı ucuzladı ve boyutları küçüldü, herkes haberdar oldu ve edinmeye başladı.

Uygulama Alanları

3B yazıcıların her geçen gün şaşırtıcı derece hızla artan kullanım alanları var. Küçük kullanışlı plastik parçalardan tutun da, elastik cisimlere, metal uçak parçalarından tutun da vücuttaki kırılmış bir kemik parçasının bile 3B olarak basılabildiğini düşünün. Bunların hepsi şu an günümüzde mümkün.

1. Otomotiv Endüstrisi

Prototiplemenin en yaygın olduğu dallardan birisi olan bu endüstri 3B teknolojisi ilk çıktığından beri 3B yazıcıları aktif olarak kullanmaktadır. Test araçlarının, motorlarının ve yeni platformların geliştirilmesinde, yeni tasarım ihtiyaçlarına hızlı bir şekilde cevap vermesiyle otomotiv endüstrisinin vazgeçilmezi olan 3B yazıcıların 2019 itibariyle 1.1 milyar dolar seviyesinde bir iş hacmine kavuşması beklenmektedir.

2. Sağlık

Sağlık sektöründe 3B yazıcılar kişiye özel implantların ve protezlerin üretilebilmesine imkan tanımıştır. Örneğin, kişiye özel diş veya diş parçaları, göğüs kafesi, çene kemiği, omuz gibi eklemlerde meydana gelen büyük ve kaynaması zor vücut bölgeleri bu alanda en çok kullanılan 3B yazıcı uygulamalarına örnektir. Son zamanlarda bilim adamları vucüt dokularının geliştirilmesinde doku altlığı olarak (dokuların gelişip büyümesi için destek aldığı katman) 3B yazılmış mikron seviyesinde detaydaki cisimcikleri kullanabilecektir.

3. Havacılık ve Uzay Endüstrisi

Bazı uçak ve motoruyla alakalı parçaların üretilmesinde 3B Metal yazıcı sistemleri sayesinde üretilmesi mümkündür. NASA son zamanlarda uzaya yollayacağı roketlerin ve uzay araçlarında kullanılan bazı parçaları bu yöntemle üretmiştir.

4. Hobi ürünleri

Kendi ürünlerinizi kendiniz tasarlamayı seven bir hobbici iseniz 3B yazıcılar tam size göre. Bir arkadaşım kendi avizesini, vazosunu ve hatta küllüğünü artık kendi istediği tasarımda 3B yazıcısı ile yaptığını söylemişti. Bazı kritik küçük parçaları tedarik etmesi çok pahalıdır. Bunlar bir kaç lira bir maliyetle 3B yazıcı sayesinde yapılabilir.

Bir Bilgisayar Bilimcisi Açısından

Yazının en can alıcı kısmının burası olduğunu düşünüyorum. Öncelikle 3B yazıcılar işin içine girdiğinde bunların geliştirilmesi üzerine çalışanlar ve yazıcıyı kullanlar üzerine 2 yönde ar-ge yapıldığını söyleyebiliriz. Genellikle makine ve elektrik mühendisleri ile mekatronik mühendisleri 3B yazıcı geliştirmek üzere çokca uğraşan bilimdalları. Daha kısa sürede daha kaliteli sonuçları elde etmek ulaşılması gereken tarafları. Bu arada materyal mühendislerinin de hakkını yememek lazım. Onlar da yenilikçi ve daha ucuza hammadde üretmemnin peşinde.

Aslında ben bilgisayar bilimcilerin bu alanda öneminin daha çok olduğunu düşünenler arasındayım. Yani donanım ve materyal tarafındaki ilerlemeler oldukça hızlı iken, yazılımsal alanda nispeten geriden gelen bir durum var. Bilgisayar bilimciler bu noktada 3B yazıcı alanlarda varlık gösterebilir ve 3B yazıcıların gelişmesine katkıda bulunabilirler:

• Akıllı planlama algoritmaları ile daha kısa zamanda planlanan 3B modelin üretilmesi. Şöyle ki, her bir 3B model yazıcı kafasının hareketlerine dönüştürülür. Bu progmamların daha akıllıca davranması demek aynı modeli daha az kafa hareketi ile oluşturmak demek.
• 3B modelin üretilmesi aşamasında eğer gerçek dünya görüntüsü kullanılacaksa, bu görüntülerden 3B modelin daha net ve gerçeğe yakın biçimde üretilmesi
• Normalde elle yapılan bir çok mühendislik planlamasının otomatikleştirilmesi

gibi alanlar biz bilgisayarcıların araştırma yapmasını gerektirmekte. Bu alanda çalışmak bilgisayar bilimlerinden Yapay Zeka (ing. Artificial Intelligence), Makina Öğrenmesi (ing. Machine Learning) Bilgisayarlı Görü (ing. Computer Vision), Bilgisayarlı Grafik (ing. Computer Graphics) gibi alanlarda çalışmayı gerektirmekte. Bu alanın meraklısı iseniz yakında çok popüler olacak bu alan sizlerin girişimini bekliyor olacak.