Eklemeli İmalat Nedir?
Eklemeli imalat (Eİ) yöntemi, tasarımdaki esneklik ve çoklu malzemeden oluşan parçaların imal edilebilmesini mümkün kılan bir imalat yöntemidir. Eklemeli imalat teknolojileri başlıca uzay ve havacılık, otomotiv, biyomedikal, savunma sanayi, enerji sektörü gibi önemli endüstri alanları için parça üretiminde kullanılmaktadır.
Metaller için eklemeli imalat ise, son yıllarda işlenebilecek parça şekli ve hurda miktarının olmaması gibi nedenlerle tercih edilmeye başlanmıştır. Geleneksel yöntem ile imal edilemeyen karmaşık geometriye sahip parçaların imal edilmesi Eİ yöntemi ile mümkün olmaktadır. Ayrıca Eİ yöntemi ile daha fonksiyonel, daha hafif ve daha ekonomik parçalar imal edilmektedir.
Üç boyutlu yazıcılarla polimer üretim daha çok hobi amaçlı popüler olsa da piyasa değerinin çoğu endüstriyel uygulamalara dayanmaktadır ve bu oran her geçen gün artmaktadır. 2018 yılı itibari ile 7.97 Milyar $ olan pazar hacminin yıllık ortalama %14,4 oranında büyüyerek 2026 yılında 23.33 Milyar $ olacağı değerlendirilmektedir. Metal eklemeli imalat ise şu anda yüksek katma değerli endüstrilere hizmet vermektedir.
Eklemeli İmalat Yöntemleri
Eklemeli imalata yönelik birçok uygulama bulunmakla birlikte, bu uygulamalar, yöntemine ve malzemelerine göre sınıflandırılmaktadır.
Bu temel yöntemler şunlardır:
• Lazer Eritmeli Sistemler (Laser Melting/ Laser Sintering)
• Erimiş Malzeme Şekillendirme (Fused Deposition Modelling – FDM)
• Stereolithografi
• Malzeme Jeti (Material Jetting)
• Yapıştırıcı ile Katmanlı İmalat (Binder Jetting)
• Elektron Kaynağı (Electron Beam Melting)
Eklemeli imalat teknolojileri özellikle, Ti ve CoCr gibi alaşımların kullanımıyla kişiye özel protezler, daha performanslı ve hafif parçaların ihtiyaç duyulduğu uçak motor parçaları, gibi düşük miktarlarda ihtiyaç duyulan parçaların seri imalatında kullanılmaktadır.
Eklemeli İmalat Yöntemi Avantajları
• Eklemeli imalat teknolojileri, üretim aşamasında özel mastar/kalıp benzeri gereçler gerektirmemesinden dolayı, kalıp tasarım ve üretim faaliyetlerinden işçilik ve maliyet kazancı avantajlarına sahiptir.
• Eklemeli imalat yöntemi ile metal toz malzeme ile karmaşık geometriye sahip kritik öneme sahip parçaların imal etmek mümkündür.
• Gözenekli hafif parçaların eklemeli imalat yöntemi dışında başka bir yöntemle imalatı zor olmaktadır. Eklemeli imalat yöntemi ile bu tür hafif gözenekli parçaların imal edilmesi mümkündür.
• Tamir, bakım ve onarım faaliyetlerinde eklemeli imalat teknolojilerinin kullanılması ile hızlı yedek parça imalatı mümkündür.
• Biyomimetik (doğa taklit) ile ortaya çıkan tasarım kolaylığı çok ileri teknolojilere uygundur.
• Eklemeli imalat ile ticari havacılık işletmeleri için atmosfere salınan karbondioksitte yıllık bir azalma sağlanacağı hesaplanmıştır.
• Eklemeli imalat teknolojileri artık malzeme azalmasına katkı sağlamaktadır.
• Ayrıca hafiflik nedeni ile pek çok sisteminin yakıt tüketiminde azalımlar gerçekleşecektir.
Eklemeli İmalat Yöntemi Dezavantajları
• Eklemeli imalatta kullanılan malzemelerin maliyeti yüksektir.
• Eklemeli imalat yöntemiyle imal edilen parçanın mekanik özellikleri kullanılan malzemeninkinden farklı olabilmektedir.
• Yüksek sarf (gaz, toz malzeme, yakıt vd.) giderleri bulunmaktadır.
• Eklemeli imalat tezgâhları yüksek yatırım maliyetleriyle edinilmektedir.
• İşlemin yavaş olması ve inşa hacminin düşük olması sebebiyle seri imalat için uygun değildir.
• CNC makineleri ile karşılaştırıldığında imalat maliyeti (ham malzeme, araç-gereç, gaz vb.) daha yüksektir.
• Eklemeli imalat sürecinde mikro gözenek ve kılcal çatlak oluşumu meydana gelebilmektedir.
• İmal edilen parçalara son-işleme (ısıl işlem, parlatma vb.) yapılma ihtiyacı olabilmektedir.
Eklemeli Metal İmalatta Dikkat Edilmesi Gerekenler
Eklemeli metal imalat teknolojilerinde parça kalitesini etkileyen en büyük değişken metal hammaddesidir. Kaliteli parça imalatı için, metal tozunun partikül boyut dağılımı, şekli, akışkanlığı, paketleme yoğunluğu, saflığı, empürüte, nem ve porozite miktarı belirli değerlerde olmalıdır.
Birçok metal tozu imalat yöntemi geliştirilmesine rağmen, eklemeli metal imalat teknolojileri için uygun olan toz imalat yöntemleri, VIGA (Vakum indüksiyon gaz atomizasyonu), PIGA (Plazma ergitme indüksiyon klavuzlu gaz atomizasyonu), EIGA (Elektrot indüksiyon gaz atomizasyonu), PA (Plazma gaz atomizasyonu), PREP (Plazma dönel elektrod prosesi) tercih edilmelidir. VIGA, PIGA, EIGA ve PA gaz atomizasyon çeşitleridir. Gaz atomizasyon sistemlerinde daha dar boyut aralığında küresele yakın partikül elde edilmektedir.
BONUS
Costifier eklemeli imalat yöntemleri ile üreteceğiniz ürünler için de kullanabilirsiniz. Ayrıca %15’e kadar verim artışı sağlayarak daha ucuza üretimi mümkün kılmaktadır. İncelemek için
