Eklemeli İmalat (WAAM) Nedir?
Temiz bir çevre, düşük maliyet, üretimde hız ve hammadde tasarrufu gibi unsurlar sanayide “3D-Printing”, “Additive Manufacturing” isimleri altında ve Türkçe ifadesi ile “Eklemeli İmalat” yönteminin ortaya çıkmasına sebep oldu. Eklemeli imalat, geleneksel talaşlı imalat yöntemlerinin aksine talaş kaldırılmadan hammaddenin katmanlar halinde üst üste yığılmasıyla (temelde kaynak teknolojisi kullanılarak) geometrik yapı oluşturulması esasına dayanıyor.
Eklemeli imalat yöntemlerinden biri olan “Wire Arc Additive Manufacturing - WAAM”, düşük üretim maliyeti, yüksek biriktirme oranları, hızlı ve büyük parçaların üretimi için en uygun eklemeli imalat yöntemidir. WAAM adı, kaynak teli kullanılarak üretilecek parçanın 3D çizimine göre robotik kaynak teknolojisi ile parça üretimine veriliyor. İçeriğimizde sektörde merak edilen konulardan biri olan eklemeli imalat nedir sorusunun detaylarına yer verilmiştir.
Diğer eklemeli imalat yöntemleri genelde kaynak teli yerine metal tozu, art kaynağı olarak ise lazer ışını veya elektron ışını kullanıyor. Halen ülkemizde güçlü bir metal toz üretim teknolojisi olmadığından toz kullanılarak yapılan ve yapılacak eklemeli üretim tamamı ile yurt dışına bağımlı olmak zorunda. Yurtdışından ithal edilen bu tozların başka bir dezavantajı ise yüksek maliyetli olmalarıdır.
Eklemeli İmalat (WAAM) 'ın Avantajları
WAAM yöntemi, geleneksel eksiltmeli yöntemlerin aksine katman katman parça üretimi yaklaşımını esas almaktadır. Bu sayede malzeme sadece ihtiyaç olan boyutlarda son şekline yakın ölçülerde biriktirilir ve malzemeden tasarruf edilir. WAAM yöntemi ile toz esaslı eklemeli imalat yöntemlerine göre daha büyük ölçekte metalik parçalar üretebilmektedir. Proseste kullanılan robot kol ulaşabildiği ölçüde daha fazla hareket kabiliyetine sahip olduğundan toz esaslı yöntemlerle üretimi mümkün olmayan büyük ve karmaşık parçaların üretilebilmesine imkân vermektedir.
WAAM prosesi, kişiye özel üretime de olanak sağlayan bir yöntemdir. Değişen ürün gamına sahip üreticiler için üretim yatırım maliyetlerini azaltmaktadır. Üretim aşamasında özel mastar/kalıp gereçlerine ihtiyaç duyulmadığı için kalıp tasarım ve işçilik konularında maliyet kazancı da sağlamaktadır. İşgücü ve zamanı azaltarak verimliliği sağlar. Tamir bakım onarım işlerinde de kullanıldığı için hızlı yedek parça imalatını da mümkün kılar. WAAM prosesinde besleme malzemesi olarak kullanılan kaynak teli, toz esaslı yöntemlerde kullanılan metal tozlara göre daha ucuzdur ve ulaşılabilirliği yüksektir. WAAM prosesi kaynak esaslı bir yöntem olduğundan diğer yöntemlere göre daha ucuz ve hazır ekipmanlardan oluşur. WAAM prosesinde yüzey işlemleri diğer eklemeli imalat yöntemlerine göre nispeten azdır ve üretilmesi istenilen parçaların son haline en yakın versiyonlarıyla üretimini sağlamaktadır.
Eklemeli İmalatın Kullanım Alanları
Havacılık ve uzay, otomotiv, denizcilik, petrol & gaz ve yenilenebilir enerji sektörleri başta olmak üzere bir çok alanda eklemeli imalat yöntemi kullanılabilmektedir.
Yenilikçi Uygulamalar
İstanbul Gedik Üniversitesi Kaynak Teknolojisi Uygulama ve Araştırma Merkezi ile Gedik Kaynak AR-GE Merkezi birlikte WAAM Teknolojisinin inovatif uygulamaları üzerine AR-GE çalışmalar gerçekleştiriyor. Kaynak Teknolojisi Uygulama & Araştırma Merkezi ve Gedik Test Merkezi Müdürü Dr. Uğur Gürol, WAAM Teknolojisinde kullanılan değişik karakterdeki kaynak tellerini WAAM’a uygun olarak geliştirip üretebilen ve robotik sistemle uygulayabilen Gedik Kaynak’ın bu bilgi birikiminin söz konusu teknoloji için stratejik bir öneme sahip olduğunu söylüyor.
Gürol, “WAAM için gerekli olan kaynak teli (masif ya da özlü tel olarak) gerekli geliştirmeler yapılarak bu teknolojiye uygun hale getirilmekte. Yakın zamanda Almanya’da gerçekleştirilecek olan SCHWEISSES & SCHNEIDEN Fuarında GeKa WAAM Ürün Kataloğu ve sistemi piyasaya sunulacak” diyor.
Bu hedefle Gedik Kaynak Ar-Ge Merkezi ve İstanbul Gedik Üniversitesi ortaklığında gerçekleştirilen WAAM projeleri kapsamında masif ve özlü kaynak telleri ve kaynak robotu kullanılarak ilk parçalar başarıyla üretilmiş durumdadır. Aynı zamanda ulusal ve uluslararası projelerle bu çalışmalarının desteklendiğini belirtti.
Gelecek Hedefleri
Gedik Kaynak Ar-Ge Merkezinde yürütülen Ar-Ge çalışmaları bu teknolojiyi “Bi-Material” yani birden fazla malzeme içeren komplex parçaların kaynak teknolojisi ile üretimini gerçekleştirmek hedefli yapılıyor. Gelecekteki imalat sektöründe iki farklı malzeme kullanılarak yapılan eklemeli imalat yöntemi özellikle savunma sanayi için oldukça önem taşımakta. Bu alanda Gedik Kaynak Ar-Ge merkezinde, eklemeli imalat yönteminde iki farklı malzeme kullanılarak (örneğin düşük alaşımlı kaynak teli ve Paslanmaz kaynak teli) ürün oluşturulması hedeflendi ve yapılan çalışmaların sonuçları bilimsel makale haline getirilerek “5th International Congress on 3D Printing (Additive Manufacturing) Technologies and Digital Industry”de (3D-PTC2021) yayınlandı.
Dr. Uğur Gürol, devam eden diğer çalışmalarla ilgili bir başka bildirinin de MMO tarafından düzenlenen 12. Kaynak Teknolojisi Ulusal Kongre ve Sergisi’ne özet bildiri olarak gönderildiğini belirtti.
