Katmanlı üretim teknolojilerinde (3D baskı) malzeme kısıtlamalarını ortadan kaldıran devrim niteliğinde bir adım atıldı. Austin'deki Texas Üniversitesi (UT) ve Sandia Ulusal Laboratuvarları iş birliğiyle geliştirilen CRAFT (Termoplastiklerin Katmanlı Üretiminde Kristalinite Düzenlemesi) yöntemi, tek tip bir sıvı reçineyi adeta bir ‘malzeme bukalemununa’ dönüştürüyor.
Bu yeni teknik, pahalı ve çoklu hammadde kullanımına gerek kalmadan, üretilen nesnenin istenilen bölgesinin sert, istenilen bölgesinin ise yumuşak olmasını sağlıyor.
IŞIKLA MOLEKÜLER KONTROL
UT Kimya Doçenti Zak Page liderliğindeki ekip, ‘siklookten’ adı verilen yaygın ve ucuz bir sıvı reçineyi kullandı. Normal şartlarda basit bir plastik olan bu malzeme, CRAFT yöntemiyle işlendiğinde olağanüstü özellikler kazanıyor.
Yöntemin sırrı, ticari bir 3D yazıcı aracılığıyla yansıtılan ışık desenlerinde yatıyor. Gri tonlamalı görüntüler kullanılarak ışık yoğunluğu hassas bir şekilde manipüle ediliyor. Bu işlem, malzeme katılaşırken onun ‘moleküler düzenini’ (kristalinitesini) piksel piksel kontrol etmeye olanak tanıyor.
Sonuç olarak, tek bir parça içinde hem sert ve şeffaf alanlar hem de yumuşak ve bulanık bölgeler oluşturulabiliyor. Page, bu durumu, "Üç boyutlu uzayda moleküler düzeyde düzeni kontrol ederek malzemenin mekanik ve optik özelliklerini tamamen değiştirebiliyoruz" sözleriyle özetliyor.
TIP EĞİTİMİNDE KADAVRA MALİYETİNE SON
CRAFT yönteminin en hızlı etki göstereceği alanların başında tıp sektörü geliyor. Mevcut durumda tıp öğrencileri, eğitimi için ya temini zor ve pahalı olan kadavralara ya da insan dokusunu yansıtmayan basit plastik modellere güvenmek zorunda kalıyor.
Araştırma ekibi, CRAFT teknolojisini kullanarak kemik, bağ, tendon ve kas dokularını tek bir baskıda taklit eden gerçekçi bir insan eli kopyası üretmeyi başardı.
Geleneksel yüksek kaliteli yazıcılar farklı malzemeleri birleştirirken eklem yerlerinde zayıflıklar oluşturabilirken, CRAFT yöntemi doğal insan dokusuna benzer pürüzsüz geçişler sağlıyor. Bu sayede tıp fakülteleri için lojistik zorluklar ve etik sorunlar olmadan, dayanıklı ve gerçekçi eğitim materyalleri üretilebilecek.
SAVUNMA SANAYİİ VE SÜRDÜRÜLEBİLİRLİK
Teknolojinin kullanım alanı tıpla sınırlı değil. Doğadaki ağaç kabuğu gibi sert ve yumuşak katmanların bir arada bulunduğu yapılardan ilham alan bu yöntem, darbe emici kasklar ve zırhlar üretmek için de kullanılabilecek. Kırılmak yerine darbeleri ve titreşimleri emen malzemeler, savunma sanayii için yeni bir standart oluşturabilir.
Ayrıca CRAFT, ekonomik ve çevresel avantajlarıyla da dikkat çekiyor:
ABD Enerji Bakanlığı ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen bu çalışma, endüstriyel üretimde verimliliği artırırken maliyetleri düşüren yeni bir dönemin kapısını aralıyor.
