3D (Additive) MANUFACTURING

Kaynak: Morris Technologies

Değişim (inovasyon) ve iş hayatına etkisi üzerine dünyadaki en önemli araştırmacılardan olan Clayton M. Christensen “Meeting the Challenge of Disruptive Change” makalesinde 2 tip değişimden (inovasyon) bahseder. İlki, sürdürülebilinir (sustainable) inovasyon. Her yıl yenilenen ve iyileştirilen mevcut elektronik cihazlar, araba modelleri, verimlilik artırıcı iyileştirmeler buna iyi birer örnek.

İkincisini ise yıkıcı (disruptive) inovasyon olarak adlandırıyor. Bunlar yeni pazar yaratan, teknolojide çığır açan, mevcut yapıda rekabet gücünü (competitive advantage) elinde bulunduran ve bununla büyümüş firmaların bir anda yok olmasına veya arka sıralara düşmesine neden olan değişimlerdir.^24,25 Akıllı telefonların çıkması ile Nokia’nın pozisyonu, Mobile’in yükselişi ile Microsoft’un geldiği nokta, dijital fotografçılık sonrası Kodak firmasının durumu, disruptive inovasyona güzel  örneklerdir.

Otomotiv sektöründe elektrikli araç teknolojisi, önemli bir yıkıcı (disruptive) inovasyon örneğidir. Endüstrinin en önemli rekabet avantajı olan içten yanmalı motor ve aktarma organları teknolojisini elektrikli araçlar ile beraber baştan aşağı değişime zorlanır ve teknolojideki bu değişim yepyeni lider markalar ortaya çıkarır.(Tesla, Google, Siemens vb)

İşte 3D Manufacturing’te böyle bir konu ve yakın zamanda  imalat, makina ve fikstür (tooling) sanayini derinden etkileyebilecek bir teknoloji.

3D (Additive)Manufacturing, 3 boyutlu yazıcılar ile nihai ürün imalatına deniyor.

3D manufacturing her nekadar yeni  bir teknoloji gibi görülse de, temel teşkil eden stereolitography teknolojisini  Chuck Hull  1983’te icat etmiş.¹⁸ Stereolitography ve daha pek çok patenti ile ilgli bilgiye buradan ulaşabilirsiniz. İlk patent 1986’da alınmış.²⁰ İlk olarak plastik objelerin 3D yazıcılar ile üretimi (3D Printing) 1987 yılında başlamış. Metal parçaların katmanlar halinde 3D olarak üretimi ve seri imalat denemeleri ise 1995 yılında başlamış.²

Kaynak: Morris Technologies 

Önceleri sadece hızlı prototip yapma imkanı sağladığı için öne çıkan  ve tasarım süreçlerini çok hızlandırdığı için tercih edilen 3D yazıcılar, kullanılan teknolojinin gelişimiyle nihai ürün üretimi için de kullanılabilinecek seviyeye gelmiş. Günümüzde 3D AM(Additive manufacturing) teknolojisi modelleme, prototip imalatı, takım imalatı, sınırlı sayıdaki üretim parçaları, spesifik parça imalatı uygulamaları için kullanılıyor.⁴

3D Manufacturing ile ilgili dünyada en kapsamlı araştırmayı Wohlers Associates yapıyor. Yıllık olarak “Additive Manufacturing and 3D Printing State of the Industry – Annual Worldwide Progress Report” yayınlıyorlar. Konu ile ilgili 2011 yılında yalnızca 1.600 bilimsel makale yayınlanmış, 2012 yılında ise 16.000 civarında makale yayınlanmış.⁴ 3D printing daha çok havacılık, tıp ve otomotiv endüstrisinde kullanılıyor. Otomotiv endüstrisinde daha çok prototip imalatında ve özel parçaların imalatında kullanılıyor.² 2012 global additive manufacturing pazarı 1.7 milyar euro seviyesine ulaşmış, bu rakamın yalnızca %10’u metal üretimi olarak gerçekleşmiş. Roland Berger bu rakamın 2020’de 4’e katlanacağını öngörüyor.¹ Wohlers Associate’e göre ise 2021 de endüstri 10 milyar dolar seviyesinde olacak.⁴

Metal 3D parça imalatı maliyetleri günümüzde konvansiyonel yöntemlere göre 10 kat daha pahalı ancak bu farkın önümüzdeki 5 sene içerisinde 5 kat’a düşeceği ve sonrasında da giderek kapanacağı öngörülüyor.¹

Teknolojinin temel avantajları tasarımda serbestlik getirmesi, çok daha ucuz maliyetlerle kompleks tasarımların imal edilebilmesi, takım ihtiyacının ortadan kalkması, Çok daha hafif tasarımlara imkan vermesi, üretim aşamalarının birçoğunun atlanarak 1 seferde nihai ürün elde edilebilmesi olarak sayılabilinir.²

Dezavantajları ise üretim hızı (yaklaşık olarak 5-20cm³/saat), yüksek ham madde ve üretim maliyetleri, tasarım ve proses kontrol olarak çok fazla parametrenin kontrol altında tutulması ihtiyacı (yaklaşık 180 farklı parametre kontrolü gerekiyor), nihai ürün yüzey kalitesi ve boyutsal toleranslar olarak finish proses ihtiyacı duyması, continuous production process’e uygun olmaması, üretilebileek maksimum parça ebatı sınırlaması (maksimum 500mmx280mmx325mm)² 

Dünya çapında 90 firma metal 3D Additive Manufacturing hizmeti veriyor.² Teknolojiye öncülük eden neredeyse tüm şirketler (EOS, 3D Systems, StrataSys, SLM Solutions, Höganas, TLS Technik vb.) Almanya ve ABD merkezli.

AM teknolojisi ile üretilen malzemelerin mekanik özelliklerinin testi ile ilgili standart ihtiyacını karşılamak amacıyla ASTM yeni bir standart yayınlıyor. ¹² ASTM bu yayından sonra daha spesifik test standartlarının da hazırlığının başlayacağını bildirmiş.

Üretici tarafında ise GE yeni geliştirdiği LEAP  uçak motorlarında yakıt nozülü imalatını (yıllık 45.000 adet) Additive manufacturing metoduyla yapmayı planlıyor. Boeing, Ford, United Technologies, BAE Systems konuyu yakından takip ediyor.⁶ Siemens geçtiğimiz Ocak ayından itibaren gaz türbünleri için ürettiği yedek parçaları 3D teknolojisiyle üretmeye başladı ve metal 3D manufacturing alanında rutin olarak teknolojiyi kullanan ilk endüstriyel firma oldu.⁸

7 temel metod ile 3D imalat yapılabiliniyor. Ekli tabloda metodlar, uygun malzemeler, ve hangi alanlarda kullanıldığı özetlenmiş.

Kaynak: Roland Berger - Additive Manufacturing: A game changer for the manufacturing Industry? p. 14

3D Manufacturing ‘in metal uygulamalarına 5-30µm boyutunda metal tozları kullanılıyor.² Metal AM uygulamalarında Titanyum alaşımları ve Paslanmaz çelik, takım çeliği, non-ferrous alaşımlar, değerli madenler kullanılabilniyor.²² .metal dışında ise gelişmiş(advanced) seramik malzemeler (Cermet (AL2O3: TiO2), Thermoplastik malzemeler. Diğer 3D Printing uygulamalarında en sık kullanılan malzemeler arasında. Plastik hızlı prototip imalatı için ULTEM malzemesi en çok kullanılan malzeme.¹¹

 Metal  nihai parça üretiminde en çok kullanılan teknoloji Direct metal laser sintering, Powder bed fusion veya Selective laser melting olarakta biliniyor.² Mevcut teknoloji ile üretim maliyeti yaklaşık olarak 3.14EUR/cm³ olarak hesaplanmış.² (%26 malzeme, %43 işleme, %30 diğer). Metal parça imalatı için her an yeni bir teknoloji/metod/yöntem geliştirilmeye devam ediliyor.⁸ 2010 yılında çekilen şu videodaki üretim tekniği ile günümüzü karşılaştırırsanız teknolojinin gelişim hızını daha iyi anlayabilirsiniz. (video2, video3, video4). Tabi parça tamamlandıktan sonra desteklerin sökülmesi, ısıl işlem ile serleştirme, age hardening ve istenen yüzey kalitesine göre yüzey taşlama vb. gibi post processing gereksinimi hala mevcut.

McKinsey’e göre 3D Additive Manufacturing tekniği üretim teknolojileri açısından 5 noktada önemli yenilikler meydana getirecek³

• Çok daha hızlı ürün geliştirme ve devreye alma süreçleri
• Silbaştan hazırlanacak üretim stratejileri ve yöntemleri
• Kar ve hammadde kaynaklarında değişim
• Yepyeni kabiliyetler
• Yeni rakipler

Bir taraftan metal tozunu yükleyip diğer taraftan finish parçaları paketlenmiş bir şekilde aldığımız günler çok uzak değil :)

KAYNAKLAR

1-  Roland Berger: Additive manufacturing: 3d printing of metal structures has major potential for complex products and processes in various industrial sectors

2-  Roland Berger: Additive Manufacturing: A game changer for the manufacturing Industry?

3-  Mc Kinsey: 3-D printing takes shape

4-  Wohlers Associates: Additive Manufacturing and 3D Printing State of the Industry. Annual Worldwide Progress Report 2013

5-  Royal Academy of Engineering: Additive Manufacturing: opportunities and constraints

6-  Technology: What's Next for 3-D Printing?

7-  Inside GE's 3-D Innovation Lab

8-  New Concept in Additive Manufacturing Gets R&D Funds

9-  3D printing becomes a solid reality

10-  GE Printing Engine Fuel Nozzles Propels $6 Billion Market: Tech

11-  Interview with Prabhjot Singh of the GE Additive Manufacturing Lab on using 3D printing in manufacturing

12-  New ASTM standard addresses additive manufacturing

13-  THE NEXT TRILLION DOLLAR INDUSTRY: 3D Printing

14-  New 3D printing system for complex metal shapes from powders

15-  3D Printing Needs Apple And Apple Needs 3D Printing

16-  3D Systems: A Sobering Reality

17-  GE to mass-produce critical jet engine part use 3D printing

18-  Wikipedia: Chuck Hull

19-  Direct Metal Production 3D Printers – 3D Systems

20-  Method and apparatus for producing parts by selective sintering

21-  Materials for Direct Metal Laser Sintering Process

22-  Powders for DMLS Process

23-  Kitap: Additive manufacturing Technologies: Rapid Prototyping to Direct Digital Manufacturing

24-  The Innovator’s Dilemma: When New Technologies Cause Great Firms to Fail (Harvard Business School Press, 1997).

25- Meeting the Challenge of Disruptive Change

Akademik

26- Economics of additive manufacturing for end-usable metal parts
27- A review on 3D micro additive manufacturing

Kitap: Thinking Fast and Slow - Daniel Kahneman

İnsan beyninin algı ve düşünce biçimi üzerine güzel bir kitap, Thinking Fast and Slow.

Yazarı 2002 yılında Behavioral economics alanında geliştirdiği “prospect theory”  ile ekonomi dalında Nobel Ödülü almış, Daniel Kahneman, İsrail asıllı Amerikalı ve aslında bir psikolog!. Şuanda Princeton Universitesinde ders veriyor.

Kitap yazarın “cognitive biases” bilişsel çarpıtma, “prospect theory” beklenti/olasılık teorisi,  ve “hedonic psychology” zevk psikolojisi  alanlarında çalışmalarının ürünü.

Temelde 2 farklı düşünme sisteminden bahsediyor. Bunlardan birincisi hızlı ve aktif, sürekli çalışan, ancak son derece irrasyonel, “cognitive bias”lara açık ve “prospect theory”nin oluşumuna zemin hazırlayan mekanizma “Sistem 1”, ikincisi ise daha rasyonel düşünen, karmaşık aktivite gerektiren, yoran,  ve bu nedenle insanların genellikle kullanmaktan sakındıkları daha analitik çalışan ve objektif değerlendirme yapabilen mekanizma “Sistem 2”.

İnsanların düşündükleri ile yaptıklarının hiçbirzaman birbirini tutmamasının nedenini bu kitapta fazlasıyla bulmak mümkün.

BehavioralEconomics ile ilgili önemli bir kitap ta Richard Thaler ve Cass Sunstein tarafından 2008’de yazılan kitap, Nudge.  

Kitapta enteresan gelen birkaç alıntıyı aşağıda paylaştım.

“We are often confident even when we are wrong and an objective observer is more likely to detect our errors than we are.”

“When faced with a difficult question, we often answer an easier one instead, usually without noticing the substitution”

“Intuition is nothing more and nothing less than recognition”

“The sunk cost fallacy keeps people for too long in poor jobs, unhappy marriages, and unpromising research projects.”

“ We can be bling to the obvios, and we are also blind to our blindness”

“Another reason for the inferiority of expert judgement is that humans are incorrigibly inconsistent in making summary judgements of  complex information. When asked to evaluate the same information twice, they frequently give different answers. The extent of the inconsistency is often a metter of real concern”

Proje İşi

Ne projesi olduğu hiç önemli değil. Ne yapıyorsanız yapın.

İlk önce güncel bir açık madde listesi ve açık madde takip sistematiği oluşturmak gerekiyor.

Başka türlüsü sadece hayatı zorlaştırmak.

Nasıl yapacağını bulan gelsin.

Not: Kasım 2013'te yazıp yayınlamamışım, yoğun proje vardı o dönem de :) 

Okuduğum En İyi Borsa Kitapları

Yakın zamanda bir arkadaşım borsa ile ilgili hangi kitapları tavsiye edebileceğimi sordu. Dün bir kez daha aynı soruyla karşılaşınca bende şimdiye kadar okuduğum borsa kitaplarını paylaşmanın iyi bir fikir olacağını düşündüm. Bu yazıda 6 adet kitaptan bahsedeceğim. Bunlar sıkıcı ders kitabı niteliğinde kitaplar değil. Daha çok bu işin felsefesini almaya yardımcı kitaplar. Ben hepsini okurken çok keyif aldım, umarım siz de alırsınız. Sizin eklemek istedikleriniz varsa muhakkak yazın, çok memnun olurum.

1. Reminiscences of A Stock Operator by Edwin Lefevre
 Jesse Livermore adlı ünlü Amerikalı brokerın çocukluktan itibaren piyasalar ile olan hikayesini anlatıyor kitap. 1923'te yazılmış olmasına ramen anlatılanlar bugün piyasalarda hala geçerli. Kitap günümüzün konu ile ilgili başyapıtı kabul ediliyor. Dolayısıyla bende ilk sıraya bu kitabı koyuyorum.







2. Buffett: The Making of An American Capitalist by Roger Lowenstein
Warren Buffet'i bilmeyeniniz yoktur diye tahmin ediyorum. En azından benden birkaç kez duymuşsunuzdur. Bu kitap Amerika'nın en istikrarlı kazanan adamının (aynı zamanda en zenginlerden biri) piyasalara yaklaşımını anlatıyor. Jesse Livermore daha bir spekülatör gibi gözükürken Buffett uzun vadeli yatırımları ve şirket değeri odaklı, temel verilere dayandırdığı alım satımları ile yatırımcı olmayı amaçlayanlar için daha uygun bir rol model.





3. Market Wizards: Interviews with Top Traders by Jack D. Schwager
Kitap Amerika'da yaşayan gelmiş geçmiş en iyi kabul edilen traderlar ile yapılan röportajların toplamından oluşuyor. Traderlar enteresan adamlar ve hepsinin takip ettikleri dikkat ettikleri noktalar farklı ancak ortak bir noktaları var, hepsi kazanıyorlar. Yakın zamanda yenisi de çıkmış. 








4. Intelligent investor by Benjamin Graham:
İlk üç kitabı okuyup felsefe ve psikoloji olarak olayı anladıktan sonra yavaş yavaş işin matematiğine inmek istediğinizde iki temel yöntem var. Birincisi temel analiz, şirket finansal raporları ve genel ekonomik gidişata göre yorum yapılan daha uzun vadeli yatırımcılar için daha uygun olan bir yöntem. Graham Bu kitapta temel analizle ilgili hemen herşeyi çok net anlatıyor. Biraz fazla Amerika'dan örnekler içerdiği için ve epey uzun olduğu için sıkıcı gelebilir ancak mutlaka okunmalı. Warren Buffett temel analizin en iyi uygulayıcısı kabul edilir. Kendisi zaten Benjamin Graham(yazar)'ın öğrencisidir ve bu kitap için "okuduğum en iyi kitap" demiştir. Amazon'daki versiyonunda Buffett'in önyazısı mevcut.


5. Teknik Analiz Mi Dedin Hadi Canım Sende - Ali Perşembe
Birinci metoda temel analiz demiştik. İkinci ana metod ise teknik analizdir. Bu metod mevcut fiyatların bütün temel analiz yapılarak elde edilebilecek yorumları içinde barındırdığını dolayısıyla sadece fiyat hareketlerini takip ederek yorum yapılabileceğini söyler. Ali Perşembe 4 ciltlik serisinde konuyu, tarihini ve kullanılan araçları çok güzel ve basit bir dille anlatmış. Grafiklerden birşeyler anlamak isteyenlerinin okuması gereken faydalı bir seri.





6. Sermaye Piyasası Borsa Menkul Değerler - Muharrem Karslı
Muharrem Karslı Türkiye'de IMKB'nin kurucu başkanı. Kitap Türkiyede sermaye piyasası ve borsalar ile ilgili neredeyse sorabileceğiniz bütün sorulara cevap niteliğinde yazılmış. Dolayısıyla biraz uzun ve zaman zaman sıkıcı, tamamını okumaktansa kütüphanede bulundurup merak ettikçe bakmak daha mantıklı. Tam bir bilgi kaynağı.






Bunlar dışıda başka listeler görmek isterseniz, aşağıdaki linklere bakabilirsiniz.
- Forbes: Best Books on Investing.
- Beginnerinvest.about .com: Top 10 Investment books.
- Investopedia: Top 5 Investment books for Young Investors.
- CNNMoney: BEst Books for Beginning Investors.

Borsa Türk - Ekonomi blogundaki kaynak tavsiyeleri başlığı altındaki listeyi de gözden geçirmenizde fayda var. Liste oldukça kabarık ve iyi hazırlanmış.