Yerli ve milli savunma sanayiinde 3D dönemi

Geçtiğimiz günlerde savunma sanayii sitelerine ABD’den önemli bir haber düştü… Donanma için üretim yapan bir şirket, radar anten ve bazı kritik parçaları 3 boyutlu yazıcı ile üretebildiğini duyurdu. Yakın zaman öncesinde de Fransız mayın gemisinin pervanesi yine bu teknoloji ile yapılabilmişti.

Bu haberlerin ardından Türkiye’nin 3D yazıcılarla ilgili mevcut durumunu, bu teknolojinin savunma sanayiindeki kullanımını ve gelecek dönem hedeflerini merak ettik. Savunma Sanayii Araştırmacısı Sinan Şal’a hem bu soruların yanıtını sorduk, hem de bu teknolojinin üretim takvimi ve maliyete etkilerini bizlere anlatmasını istedik.

[3B yazıcı ile tek parça olarak üretilen CFM LEAP motorunda kullanılan yakıt nozulu.]

Katmanlı imalat havacılık için ‘oyun değiştirici’

Sinan Şal, Türkiye’deki mevcut duruma geçmeden önce bu teknolojinin nasıl bir süreçten geçtiğini kısaca bilmenin faydalı olacağı görüşünde…

Katmanlı imalatın havacılık için ‘oyun değiştirici’ olduğuna dikkat çeken Şal’a göre bu teknoloji geleneksel imalat yöntemlerine kıyasla ağırlık, düşük maliyet ve tasarım özgürlüğü sunması nedeniyle bir devrim olarak görülüyor.

“Katmanlı imalat teknolojisi toz halindeki malzemenin katmanlar halinde birbiri üzerine ergitilerek katılaştırılması ile parça imalatı prensibine dayanıyor” bilgisini paylaşan Şal, katmanlı imalat ve 3D yazıcıların havacılık, otomotiv, sağlık, elektronik ve ürün geliştirmeye kadar neredeyse her sektörde kullanıldığını anlattı.

Şal’ın burada üzerinde durduğu temel konu; her ne kadar katmanlı imalat “3 boyutlu yazıcılar” olarak algılansa da işin pek de öyle olmadığı… 3D yazıcılar aslında katmanlı imalatın bir alt kümesini oluşturuyor.

[Savunma Sanayii Araştırmacısı Sinan Şal.]

Çok hızlı bir şekilde yayılıyor

Parçayı kesmek yerine malzeme ekleyerek üretildiğinden ‘katmanlı’ imalat olarak adlandırılan bu yeni imalat yöntemi, parçaların daha düşük maliyet ve ağırlıkta, daha az malzeme kullanılacak şekilde optimize edilmesine imkan veriyor.

Sinan Şal, katmanlı imalatın geleneksel imalat yöntemlerine göre daha güçlü, daha hafif parçaların ve sistemlerin daha kısa sürelerde oluşturulmasını sağladığının altını çiziyor.

İlk onay 2015’te geldi

2015 yılında Federal Havacılık Kurumunun (FAA) ticari motorlarda kullanılmak üzere 3D yazıcı ile üretilmiş ilk parçayı onayladığını söyleyen Şal, aradan geçen zaman içinde çok kritik parçaların 3D yazıcılar ile üretilebildiğini ve çok sayıda teslim edildiğini vurguladı.

Bir başka örnekte 3D yazıcı ile daha farklı bir yapıya kavuşan motorun ağırlık olarak yüzde 5 hafiflediğini, motordan elde edilen gücün ise yüzde 10 arttığını paylaşan Sinan Şal, 2020 yılında ise ilk kez katmanlı imalat ile üretilen ve ‘kritik’ olarak sınıflandırılan bir parça sertifikasyondan geçtiğini söyledi.

[TARLA (Turkish Additive Research Laboratory) ve M2 model 3B yazıcılar…]

Türkiye 3D yazıcılar konusunda ne durumda?

Sinan Şal’a Türkiye’nin bu alanda ne durumda olduğunu da soruyoruz. Bu alanda ülkemizde hem teçhizat altyapısı hem de farklı işlemler ve özel toz karışım geliştirme anlamında en kapsamlı çalışmaları TEİ’nin üstlendiğini öğreniyoruz.

Şal’ın anlattığına göre, 2014 yılında YAKUT projesi ile başlayan çalışmalar 2019 yılına gelindiğinde daha farklı bir boyuta taşındı. Bu dönemde katmanlı imalat ile üretilen parçalar TEİ’de devam eden özgün motor projelerinde yoğun olarak kullanılmaya başlandı.

Rakamlara baktığımızda ise ABD, Çin, Almanya ve Japonya ana oyuncuları oluşturuyor. Türkiye yüzde 1,3 pay ile İspanya’ ya da İsveç gibi ülkelerin önünde bu listede yer alıyor. Bir başka istatistik ise pazar büyüklüğü… Burada ise 1,3 milyar dolar gelir ile liderliği Almanya ve ABD  paylaşıyor. Türkiye 244 milyon dolar ile 12. sırada. Almanya ve ABD’nin üst sıralarda yer almasında önemli bir etken de katmanlı imalat için gerekli cihazları üreten firmaların ağırlıklı olarak bu ülkelerde bulunması.

[Savunma sanayii alanında kritik parçaların 3D yazıcı ile üretilmesi giderek artan bir yöntem…]

Milli Muharip Uçak projesinde çok kritik etkileri olacak

Savunma Sanayii Araştırmacısı Sinan Şal, 3D yazıcıların Türkiye’nin en değerli savunma sanayii projelerinden biri olan Milli Muharip Uçak (MMU) için ne anlama geldiğini ise şöyle anlattı:

“Bu teknolojinin MMU’da ve savunma sanayiinde kullanımını çok kritik görüyorum. Bu teknolojinin kullanımı sonucu bazı parçalarda kalıp tasarımı ve özel imalat gerekmeyecek. Böylece projede hem takvimsel hem de bütçesel anlamda ciddi avantaj sağlayacak. Ayrıca düşük hacimli üretime de olanak sağladığından ekonomik anlamda başka artıları da olacak. İmalat kısıtlarının biz mühendisleri sınırlamayacak olması da başka bir avantaj…

Karmaşık geometriye sahip parçaların tek parça olarak, daha kısa sürede, daha hafif olarak tasarlanıp üretilmesi MMU için proje takvimi açısından büyük bir avantaj getirecek. Burada dikkat edilmesi gereken önemli bir nokta, üretilen parçaların mekanik özellikleri ve dayanımı geleneksel imalat yöntemleri ile üretilen parçalardan farklı ve hatta daha kötü olabilir. Genelde de parçaların yüzey pürüzlülüğünü iyileştirmek amacıyla taşlama gibi ek işlemler yapılması gerekebilir.”

Bakım maliyetlerini de düşürecek

“Tasarım anlamında getireceği avantajların ötesinde, bakım konusunda da ciddi avantajlar sağlayacak bir teknolojiden bahsediyoruz” diyen Sinan Şal’a göre özellikle sık kullanılan ve bakıma gitmesi gereken parçaların katmanlı imalat ile üretimi neticesinde hem bakım süreleri kısalacak, hem de maliyet etkin bir çözüm ortaya konacak.

Savaş uçaklarında bu teknolojinin kullanımının giderek arttığı bilgisi paylaşan Sinan Şal ülkemiz kamuoyunda da sıklıkla tartışılan F-35  projesinden de bir örnek veriyor:

“F-18 ya da F-35 gibi savaş uçaklarında katmanlı imalat ile üretim sonucu çeşitli avantajlar elde edildi. F-35 uçağında üretilen parça ile yaklaşık 70 bin dolar tasarruf sağlandı. F-18 için ise uçakların onarım süresini kısaltmak ve tasarruf sağlamak amacıyla mühendisler katmanlı imalata başvurdular.

2018 yılında Lockheed Martin, F-35 Tam Görev Simülatörü (FMS) ünitesinin fiyatının katmanlı imalat yardımıyla birim başına 3 milyon dolar azaldığını bildirdi. Örneklerin sayısını artırabiliriz…

Tüm bunları alt alta koyduğumuzda katmanlı imalat teknolojisinin yerli ve milli savaş uçağımız MMU’da ve savunma sanayiinin diğer alanlarında kullanımının ne kadar kritik bir öneme sahip olduğunu daha net görmüş oluyoruz.

Bu teknolojinin önündeki en önemli engellerden birisi üretilen parçalarda boyutsal sınırlar bulunması. Ancak cihazlardaki gelişmelerle bu teknolojinin uçaklarda kullanım alanının artacağı söylemek yanlış olmaz.”