Bursa Uludağ Üniversitesi’nden kompozit ham maddeye ‘3 boyutlu’ dokunuş

BURSA - Bursa Uludağ TTO Ar-Ge Danışmanlarından Bursa Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Otomotiv Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Murat Yazıcı, TÜBİTAK sanayi-doktora 2244 projesi kapsamında 2018 çağrısında 1, 2019 çağrısında ise 2 projesi kabul edildi ve bu 3 projenin yürütücülüğünü üstlendi.

Patent başvurularını da tamamlayan Yazıcı, yerli ekipmanla geliştirdiği 3D yazıcı ile kompozit ham maddeden direkt üretim sağlanacak bir sistem kurdu.

3D yazıcı proje fikrinin 2011 yılı civarında oluştuğunu, 2012 yılında Boston’da, 2015 yılında Fransa’da katıldığı JEC kompozit fuarlarında herhangi bir örneğine rastlamadığını anlatan Murat Yazıcı, “Fransa’da kompozit alanında düzenlenen 2015 JEC Fuarında 3D kompozit yazıcı ile ilgili herhangi bir ürün yoktu. Yaptığım incelemelerde de örneğinin olmadığını gördüm. 2016’daki Paris, JEC kompozit fuarında ise maalesef birkaç örneğine rastladım. Yani konu çok yeni ve çok hızlı bir şekilde ilerliyor. Halihazırda Türkiye’de akademik ya da endüstriyel uygulamasına rastlamadım. Bir fikrin hayata geçmesi için bir finansman desteğine ihtiyaç oluyor. Ben de bu fikrimi proje olarak 2018 yılında TÜBİTAK-ARDEB-1005 programına sundum ve 118M571 proje numarası ile desteklendi. Fikri alt yapısını ve konsept tasarımları üzerine ön çalışmaları detaylı olarak yapmış olmamız ve daha önce tamamlanan projelerimizden üretilen alt yapıdan da yararlandığımız için kısa sürede projeyi hayata geçirmeyi başardık. Ayrıca muadillerini inceleyip eksiklerini tespit ederek cihazı çok özgün özellikler ile geliştirdik. Sahip olduğu özellikler ile Türkiye’de ilk olmakla beraber, gerçekleştirilen patent inceleme raporuna göre dünyada da yenikleri olan ürün olduğunu görüyoruz. Ürünümüze ait patent süreçleri ise devam ediyor. Şu an çalışmalarını yürüttüğümüz cihazın ikinci prototipini yıl sonuna kadar çalıştırmaya başlayacağız.” dedi. 3D yazıcının ilk olarak kompozit parçaların yoğunlukta kullanıldığı otomotiv, havacılık, denizcilik sektörlerinde kullanılmasını planladıklarını söyleyen Murat Yazıcı, 3 boyutlu yazıcı cihaz projesinin detaylarını da şu sözlerle aktardı: “Sürekli elyaf takviyeli termoplastik kompozit parçaları üretebilen 3D yazıcı sistemi şu an ikinci prototip aşamasında. Biz bu sistemle direkt olarak herhangi bir üründe kullanılabilecek fonksiyonel parçaları üretme şansına sahibiz. Mesela bir insansız hava aracının yapısal ve hareketli parçalarının tamamını burada basabilirsiniz. Geliştirilen cihazın ikinci prototipi ile 1200*1200 mm boyutlarında parça basma imkanına sahip olunacak. Bunu 10 metreye 10 metre ya da 20 metreye 20 metre olarak da dizayn edebiliriz. Bu sistem sayesinde otomotiv endüstrisi başta olmak üzere, imalat süreçleri sadeleşecek ve birçok imalat prosesinin kullanımına ihtiyaç kalmayacak. Üretimler daha basit ve Endüstri 4.0’a uygun hale gelecek. Birçok fonksiyonel yapı ve parçayı bu sistem sayesinde direkt basabileceksiniz. Şu anda, doğrudan kullanıma dönük fonksiyonel ama nisbi olarak küçük parçalar, 3d yazıcılarda ama daha çok metal esaslı malzemelerden basılabiliyor. Bizim sistemimiz ise yüksek mukavemetli ve hafif parça üretimine imkân tanıyan, sürekli elyaf takviyeli kompozit malzemeler kullanıyor. Başka bir ifade ile, termoplastik matrisli kompozit malzemelerden nihai kullanıma dönük, istenen fonksiyonları yerine getiren, gerçek bir ürün üretebilecek bir sistem. Bu nedenle elde edilen parçaların mukavemetleri çok yüksek ve çok hafif. Örneğin bir otomobilin şase veya kaportasını, uçağın gövdesindeki herhangi bir parçayı, insansız hava aracını, denizaltı aracının parçalarını doğrudan kompozit malzemeden 3D yazıcı ile üretip kullanabilmek mümkün.”

Prof. Dr. Yazıcı, cihazda kullanılan ham maddeleri olabilecek en alt bileşenler bazında ve yerli olarak temin edip, cihaza uygun hale getiren sistemi de tasarlayıp, üretip, laboratuvarında devreye aldığını belirterek, geliştirdikleri bu malzemeler ve 3d yazıcı ile üretilen parçaların çok hafif ve yüksek mukavemetli olması ve üretilebilecek parça boyutları ile ilgili prensipte bir sınır olmaması nedeniyle özellikle elektrikli araçlar için çok yeni fırsatlar oluşturduğunu ve gelecekte elektrikli ve otonom araçların üretim proseslerini tamamen değiştireceği düşüncesini vurguladı. Geliştirilen sistem üzerindeki iyileştirme çalışmalarının devam ettiğini ifade ederek, ülkemizin göz bebeği projelerinden yerli otomobil TOGG projesinde de geliştirdikleri kompozit malzemeler ve 3 boyutlu kompozit yazıcı ile yer alarak, katkı koymaktan mutlu olacaklarını sözlerine ekledi.

Laboratuvar ortamında ‘gerçek patlama etkisi’

Bursa Uludağ Üniversitesi bünyesinde kurdukları Uygulamalı Mekanik ve İleri Malzemeler Araştırma Grubu’nca yürütülen diğer projeler hakkında da bilgi veren Prof. Dr. Murat Yazıcı, çalışmaları kurdukları üç ayrı laboratuvarda gerçekleştirdiklerini söyledi. Yazıcı, “Araştırma Yüksek hızlarda çarpma ve patlama olaylarını inceliyoruz. Burada şok tüpü test cihazını tasarlayıp, üretip devreye aldık. Patlayıcı ve yanıcı malzeme kullanmadan şok basıncını üretebilen bu cihazda, geliştirdiğimiz koruyucu ve emniyet artırıcı malzemelerin testlerini yapmaktayız. Türkiye’de ilk olan bu cihaz savunma sanayiine yönelik geliştirildi. TÜBİTAK-ARDEB-1001 programı tarafından desteklenen 218M468 nolu proje içerisinde ve projenin bir parçası olarak geliştirildi. Şok tüp test cihazı, savunma sanayiine yönelik bu projemizin çıktılarından biri. Tasarlanan ürün veya geliştirilen malzemenin bir patlayıcının etkisi ile nasıl bir davranış göstereceğini ölçmek için kullanılıyor. Laboratuvar ortamında gerçek patlama ile aynı karakterde bir şok dalgası oluşturuluyor ve bunun için herhangi bir patlayıcı ya da yanıcı madde kullanılmıyor. Dünyada bilinen bu cihazların da yerli üretimine odaklandık. Yurt dışındaki muadillerinden %75 oranında daha uygun maliyetlerle tasarlıyoruz. Dünyada muadilleri var; ancak geliştirdiğimiz bu cihaz, sahip olduğu özellikleri ile Türkiye’de ilk olduğu için önemli bir katma değer” diye konuştu.

Ürünler ‘esnek algılayıcı malzemeler’ ile akıllanıyor

Geliştirdikleri esnek algılayıcı (sensor) malzemelerin de çok fazla ve farklı uygulama alanları olduğunu ifade eden Murat Yazıcı, “Bu malzeme, üzerine bir kuvvet uygulandığında, bir şekil değişimi olduğunda bir elektrik sinyali üretiyor. Başka bir ifade ile algılama (sensör) özelliği gösteriyor. Bu algılama özelliğini yüksek deplasmanlar altında ve çok yüksek bir tekrar sayılarında aynı şekilde gösterebilmesi çok önemli. Geliştirilen algılama özelliğine sahip yüksek elastikiyet gösterebilen bu malzemeler ile her ürününüzü akıllı hale getirebilirsiniz. Kullanılabilecek alanlarla ilgili birçok örnek verilebilir. Örneğin bu malzemelerle bir robot elin parmak uçlarına dokunma hissi kazandırabilirsiniz, bir imalat tezgâhının kapısında kullandınız, kapının açık-kapalı olduğu kontrolünü yapabilirsiniz. Bir konveyör sisteminde kullandığınızda üretilen veya taşınan ürünün olup olmadığını, ağırlığını kontrol edebilirsiniz. Bir araç lastiğine entegre ettiniz, lastiğin veya yolun durumu ile ilgili aracınızın kontrol ünitesine haber gönderebilirsiniz. Bunu, araç güvenliğine ve sürüş dinamiğinin kontrolüne yardımcı olacak sinir uçları olarak düşünebilirsiniz” şeklinde bilgi verdi.