Bu hafta Çin’de yaşanan bir gelişme, 3D baskı ile üretimin havacılık ve savunma sanayii üzere karmaşık mühendislik tahlilleri gerektiren alanlarda ne kadar kullanışlı olabileceğini bir defa daha gözler önüne serdi. Çin devletine ilişkin Aero Engine Corporation of China (AECC), tamamı 3D yazıcılar ile üretilen küçük turbojet motorunun birinci test uçuşunu muvaffakiyetle gerçekleştirdi. İç Moğolistan Özerk Bölgesi’nde yapılan uçuş testinde, motorun 4.000 metreye (yaklaşık 13.000 feet) kadar sıkıntısız çalıştığı açıklandı. Çin’de üretilen bu küçük jet motoru, geleneksel üretim metotlarına önemli bir alternatif sunuyor. AECC, bunun Çin’de büsbütün 3D baskı ile üretilen ve uygulanabilirliği uçuşla doğrulan birinci 160 kg sınıfı turbojet motoru olduğuna dikkat çekiyor.
3D Baskı ile İleri Optimizasyon Havacılıkta Materyal Mühendisliğinin Geleceği Olabilir
Buradaki en çarpıcı ayrıntı, motorun sırf 3D baskı teknolojisiyle üretilmiş olması değil; bu sürecin birebir vakitte “çok disiplinli topoloji optimizasyonu” ismi verilen gelişmiş bir mühendislik yaklaşımıyla desteklenmiş olması. Bu formül, klâsik tasarım süreçlerinden farklı olarak, bir modülün sırf formunu değil, tıpkı vakitte hangi materyalin nereye ne yoğunlukta yerleştirileceğini de hesaplayan bir algoritmik süreç içeriyor. Yani mühendisler, motorun çeşitli bileşenlerini sadece sağlam olacak halde değil, tıpkı vakitte mümkün olan en düşük yükle ve en yüksek randımanla çalışacak biçimde tasarlayabiliyorlar.
Topoloji optimizasyonu sayesinde elde edilen bu ülkü yapı, geleneksel formüllerle üretilemeyecek kadar karmaşık geometriler içeriyor. Döküm yahut dövme üzere klasik üretim tekniklerinde modüllerin bu kadar iç içe geçmesi ya teknik olarak mümkün değil ya da çok zahmetli. 3D baskı ise bu sonları ortadan kaldırıyor. Bu teknoloji, optimize edilmiş dijital tasarımı direkt fizikî esere dönüştürerek entegre halde üretmeye imkan tanıyor.
Bu yaklaşımın en büyük avantajı, motorun hem tartısını azaltması hem de mekanik dayanım ve ısıl performans üzere kritik parametrelerde önemli bir randıman artışı sağlaması. AECC’nin açıklamasına nazaran, bu üretim modeli sayesinde karmaşık modüller daha az temas noktasıyla ve daha kompakt bir formda üretilebiliyor. Bu da hem motorun genel güvenilirliğini artırıyor hem de üretim müddetini ve maliyetini düşürüyor.
3D Baskı ile Üretilen Küçük Jet Motorları, İHA’ları Daha Öteye Taşıyabilir
Çin’de test edilen bu motorun kısa vadedeki en uygun kullanım alanı insansız hava araçları (İHA) olarak görülüyor. Bu sınıftaki hafif motorlar, bilhassa yüksek süratli ve uzun menzilli İHA sistemlerinde kritik rol oynayabilir. Bu çeşit motorların 3D baskı ile üretiliyor olması, İHA tasarımı açısından hem yapısal hem de operasyonel değerli avantajlar sunuyor. Öncelikle, topoloji optimizasyonuyla birlikte gelen yük azaltımı, daha uzun menzil ve daha yüksek irtifa kapasitesi manasına geliyor. Zira taşıma kapasitesi hudutlu olan İHA’larda her gram kritik kıymete sahip. Ayrıyeten 3D baskı sayesinde içten soğutmalı türbin bileşenleri üzere karmaşık kesimler, klasik prosedürlerde mümkün olmayan hassasiyetle ve tek modül olarak üretilebilir. Bu da motorun ısıl verimliliğini artırırken, genel yakıt tüketimini düşürür. Yakıt verimliliği ise vazife müddetini uzatırken de daha az lojistik takviyeyle daha fazla operasyon yapılmasını mümkün hâle getirebilir. Tüm bunlara ek olarak, üretim sürecinin dijitalleşmesi sayesinde bu tıp motorların süratli prototiplenmesi ve özel misyon profillerine nazaran özelleştirilmesi de mümkün hâle gelebilir. Bu da gelecekte vazife odaklı İHA motorlarının çok daha süratli ve düşük maliyetle geliştirilmesinin önünü açabilir.
Çin 3D Yazıcılar Sayesinde Motor Bağımlılığını Azaltabilir
İlk testleri epeyce başarılı geçen bu proje, Çin’in bilhassa askeri ve sivil havacılıkta uzun müddettir yaşadığı motor bağımlılığını sona erdirmek için değerli bir alternatif sunabilir. 3D baskı ile üretilmiş materyaller yıllardır jet motorlarında kullanıyor olsa da AECC’nin bu projesi, jet motorunun tamamını 3D baskı ile üretmesiyle işi bir adım daha ileri taşıyor. Natürel bu projenin gerçek manada fark yaratabilmesi için ölçeklenebilir bir üretim çizgisine geçilmesi gerekiyor. Bu tarafta bir yatırım yapılıp yapılmayacağı, testler tamamlandıktan sonra anlaşılacak. AECC yetkilileri, motorun tekil bir prototipten seri üretime geçebilmesi için hâlâ değerli teknik zorlukların aşılması gerektiğinin altını çiziyor.
