Üç boyutlu baskı teknikleri; tasarım, üretim ve dağıtımla ilgili ciddi yenilikler vadetmektedir. Bu değişiklikler büyük fırsatlar sunsa da bazı beklenmedik tehlikeler de söz konusudur.

İkizleriniz odasında yeni bir oyuncak robot basmak için üç boyutlu yazıcı kullanıyor. Bu arada, kızınız İnternetten bir elbise siparişi veriyor ve sadece elbiseyi değil onunla birlikte yeni kumaş kartuşları ve elbisenin üç boyutlu şablonunu da alıyor. Yemek kaplarının çoğunu kaldırıp yerine binlerce farklı aromada, 3 aylık gıdayla dolu yedek kartuşuyla gelen iCOOK3D (ailenizin üç boyutlu aşçısı) taşınabilir gıda yazıcısını koyalı yaklaşık 5 yıl oldu. Yeni komşunuz, üç boyutlu baskı tekniğiyle inşa edilen evlerinde yaşıyor. Geçen hafta mahallenizdeki baskı dükkânından aldığınız hologram TV’nizde polisin, üç boyutlu baskı tekniğiyle üretilen organ karaborsasını araştırdığına dair haberleri seyrediyorsunuz.

Bütün bunlar size bir bilimkurgu filminin sahneleri gibi gelebilir, ama bu rüyayı gerçeğe dönüştürme yolunda önemli adımlar atıldı bile.

Üç boyutlu baskı, plastik veya metal gibi maddeleri kullanarak dijital bir modelden üç boyutlu nesneler yapma işlemidir. Geleneksel imalat teknikleri delme, kesme, vb. yöntemlerle malzemelerin eksiltilmesine dayanır. Üç boyutlu baskıda ise, ardışık malzeme katmanlarını döşemek suretiyle bir nesne oluşturmak üzere işlemler yapılır. Bu yenilik, üretimdeki son gelişmeler ve düşük maliyetli prototipler sayesinde kitlelere hızlı bir şekilde ulaşacak. Üç boyutlu baskının günlük hayatımızda, imalattan nakliyeye, alışverişten tüketime neredeyse her şeyi değiştirmesi bekleniyor.[i]Akademisyenler, bu değişikliklerin toplumları, sağlığımızı ve günlük alışkanlıklarımızı nasıl etkileyeceğini tartışmaya başladı bile.

Üç boyutlu baskı, hızlı ve ucuz prototip hazırlama yanında, kişiye özel üretime de imkan tanır. Üreticiler tasarımlarının prototipini hazırlamak için yıllardır üç boyutlu baskı makinelerini zaten kullanmaktaydı; artık bu makineleri, fabrikalarda da görmeye başladık. Üç boyutlu yazıcıların teknik özellikleri, son 5 yılda çok geliştiği için, bu yazıcıların özel parçaları ve sarf malzemeleri artık ekonomik bir şekilde üretilebiliyor. Fabrikalar üç boyutlu baskıyı, üretim hattına ve tedarik zincirine dâhil ederek hibrid üretim yapıyorlar.

Birçok ürünün montaj hattı ve tedarik zincirini, üç boyutlu baskı yardımıyla kısaltmak mümkün. Kompleks yapılar ve tasarımlar kolayca inşa edilebilir ve ayrı ayrı üretim süreçleri ve binlerce küçük parçanın montajı gibi işlemler ortadan kalkabilir. Talebe bağlı olarak, ürün ve yedek parça üretilebilir, stok envanteri oluşturulması ihtiyacı ortadan kalkabilir. Üretim tesisleri, herhangi bir yenilemeye gitmeden geniş bir yelpazede üretim yapabilecek. Kişiye özel üretim norm haline gelecektir. Ürünler, isterseniz yalnızca üzerinde adınız yazacak şekilde değil, boyut, renk, şekil ve ergonomiyi değiştirme seçenekleriyle sunulacak. Üç boyutlu baskı, müşterinin ayak yapısına mükemmel uyum sağlayan ayakkabılar gibi, kişiye özgü ürünlerin hazırlanmasını temin edecek.

Üç boyutlu baskı, yenilenme döngüsünü hızlandıracak ve tasarımdan nihai ürüne giden yolu kısaltacak. Üç boyutlu yazıcılar, hızlı prototip hazırlama imkanı sunarak, tasarımcıların birçok tasarımı kolayca test etmelerini mümkün kılıyor. Hammaddelerin ve enerjinin daha verimli kullanılması ve dünya çapında nakliye ihtiyacının azalması sayesinde çevreye verilen zarar da azalacaktır.

Üç boyutlu baskının ilk aşamalarında, matbaalar alışveriş merkezlerinde yerlerini alacak, hatta bazıları İnternet üzerinden baskı hizmeti sunacak. Bu hizmetler, tasarımlarınızı yüklemenize, malzeme ve üretim aşamalarını seçmenize, ürününüzün bir baskısını yerel mağazanızdan almanıza veya doğrudan evinize gönderilmesine imkân sağlayacaktır.

Yüksek hassasiyete sahip üç boyutlu baskı tekniğinde, plastik, ahşap, seramik, metal gibi malzemelerin yardımıyla, bir ürünün onarılması her zamankinden daha kolay ve ucuz olacaktır. Parçaları sipariş etmek veya bir tamirci aramak yerine, bunları evinizde hazırlamanız mümkün olacaktır. Yeni üç boyutlu baskı teknikleri,[ii]nano hassaslıkla, geleneksel yazdırma işleminden 100 kat daha hızlı olan mikroskobik seviyede baskıya imkân tanır. Üç boyutlu baskıda malzeme israf edilmez ve enerjiden tasarruf sağlanır. Artık bazı parçaları bu teknikle üretilen, daha hafif ve daha az yakıt tüketen uçaklarla yolculuk ediyoruz. NASA, uzay araçlarının ve uyduların inşası ve tamiri için uzayda üç boyutlu yazıcıları test etmeye başladı bile.[iii]

“Basılı” elektroniğin gelişmesiyle yeni bir devrim başlatılacak. Bir grup araştırmacı, karbomof (carbomorph) adını verdikleri, iletken özelliği olan, ucuz ve yazdırılabilen bir plastik geliştirdi. Piyasada bulunan üç boyutlu yazıcıların çoğuna yüklenebilen bu malzeme; alıcılar ve oyun kumandaları gibi üç boyutlu nesneleri inşa etmemizi mümkün kılıyor. Elektronik bileşenleri ile birlikte bir akıllı telefon yazdırabilmek için biraz daha zamana ihtiyaç var.

Üç boyutlu baskı, eğitime de katkıda bulunacaktır. Öğretmenler, karmaşık geometrik şekilleri öğretebilmek veya öğrencilerin bir molekülün yapısını daha iyi anlayabilmesi için üç boyutlu baskı ödevleri verecektir. Öğrenciler, geliştirdikleri bir fikri tasarlayabilir ve bu baskı tekniği sayesinde gerçeğe dönüştürebilir. Amerika’da birçok ortaokul ve lisede üç boyutlu yazıcılar var. Bir üç boyutlu baskı kalemi, öğrencilerin tasarım ve üretim süreçlerini birleştirmelerini sağlamaktadır.[iv]

Üretimdeki zararlı kimyasalların kullanımını en aza indirgemek ve çevre dostu ürün tasarımları yapmak mümkün olsa da, üç boyutlu baskının esas faydaları sağlık sektöründe görülecektir. Bu teknik yardımıyla kişiye özel tıbbi malzemeler, implantlar, protez kol ve bacaklar üretilmektedir. Yumuşak doku, deri ve damar üretme çalışmaları ise devam etmektedir.

Araştırmacılar, organ bağışına olan ihtiyacı ortadan kaldırmak ve organ nakli yapılan bedenin organı kabul etmemesi gibi sorunları çözmek için epey mesai harcıyor, laboratuvarlarda ilaç test ediyor ve bütün bunları yaparken üç boyutlu baskı tekniğiyle üretilen organları kullanıyor. Mürekkep yerine canlı hücrelerden oluşan bir “biyo-mürekkep” kullanılarak talebe göre organ basma işlemine “biyo-üretim” denilmektedir.[v]Bu yazıcılar, salınan hücrelerin oranını kontrol etmek için özel kapakçıklar kullanmaktadır. Organ ve dokuların yapı taşı olan kök hücreler, biyo-mürekkep olarak kullanılmaktadır.

Diğer bilimsel gelişmelerde olduğu gibi, üç boyutlu baskı da bazı sorunları beraberinde getirecektir. Silahlar ve bu silahların aksesuarlarının tasarımları üzerine çalışan bir açık kaynak grubu, silah tasarımlarına herkesin ulaşıp kendi bilgisayarına indirip üç boyutlu baskı tekniğiyle yazdırabilmesini hedefliyor. AR-15 tüfeğine ait 30’lu yuvarlak şarjörü başarılı bir şekilde basarak test ettiler. Üç boyutlu baskıyla üretilebilecek ateşli silahlar, kamu güvenliği için önemli endişeler doğurmaktadır.

Üç boyutlu baskı ile ilgili bir diğer tartışma konusu ise telif hakkı meselesidir. Üreticiler ve tasarımcılar, telif hakkı olan ürün ve tasarımlarının, bu yazıcılar sayesinde kolaylıkla çoğaltılıp dağıtılmasından endişe duymaktadır. Telif hakkıyla korunan bir içeriğin İnternet üzerinden pazarlanmasını önlemek için bazı tedbirler alınmış olsa da, üç boyutlu tarayıcı ve yazıcılar, nesnelerin kolayca sahtesini yapma imkânı veriyor. Müzik ve film endüstrisi, ürünlerin izinsiz kopyalanmasından zaten etkilenmişti. Üç boyutlu baskı, mülkiyet ve telif hakkı ile ilgili daha ciddi tartışmalar doğuracaktır.

Bu tür sorunlara rağmen, bilgisayar ve İnternetin son 20 yılda getirdiği değişiklikler gibi, üç boyutlu baskı; üretim, eğitim ve sağlık alanlarında önemli gelişmelere katkıda bulunabilir. Yenilikleri desteklemeye devam ederken muhtemel tehlikeler için de tedbirli olmakta fayda vardır.[vi]

[i]Manufacturing the Future: 10 Trends To Come In 3D Printing, CIO NetworkInsights and Ideas for Technology Leaders, December 7, 2012.

[ii]3D-printer with nano-precision, Florian Aigner, Phys.org, March 13, 2012.

[iii]NASA Turns to 3D Printing for Self-Building Spacecraft, Jeremy Hsu, Space.com, September 14, 2012

[iv]A 3D-printing pen, kurzweilai.net, February 25, 2013.

[v]Printing a human kidney, Anthony Atala, TED Conferences, March 2011.

[vi]Bu makale, gelişmekte olan bilim ve manevi düşünce alanındaki teknolojilerin ilerlemesine adanmış yazarlar ve yayıncılara hizmet veren mergeous.com tarafından hazırlanmıştır.