Lazerli, püskürtmeli, renkli, çok işlevsel vb. şekilde sınıflandırdığımız baskı cihazları (printer) artık birer robota dönüştü. Özellikle tıp alanında devrimsel gelişmeler yaşanıyor. Yapay kulak yapıldı, sıra yapay iç organlara geldi. Tabi ki bu devrimsel gelişme birçok endüstride kendisine yer bulmaktadır. Günümüzde özellikle ABD ve Çin’de birçok firma ve akademik kurum üç boyutlu basılmış yapılarla ilgili çalışmalar yapmaktadır.
Southern California Üniversitesi, 12 saat içeresinde 3D baskı yöntemiyle tüm detaylarıyla iki katlı evler yapabilmektedir. Bu konuda üniversiteye ait “Contour Crafting” adında birimi var. Bu birimin uygulamaları:
Ticari yapılar
Acil yapılar
Ucuz yapılar
Çevreci yapılar
Uzay koloni yapıları
Üniversite bünyesinde bulunan devasa bir 3D baskı cihazı ile bütün yapı bilgisayar kontrolünde (Computer Aided Design) yapılabilmektedir. Duvarlar boşluklu (hollow) olacağı için ısı ve ses yalıtımı sağlanıyor. Ayrıca, daha az malzeme kullanılıyor. Elektrik, su ve ısı tesisatı ve tüm bağlantılar robotlar vasıtası ile yapılıyor. Tüm uygulamalar sahada gerçekleşiyor. Sonuç olarak ucuz ve ekonomik evler yapılabilecektir.
Beton; ince agrega, çimento, su, özel katkı ve kompozit fiberden oluşmaktadır. Yüksek performanslı betonun dayanımı yaklaşık 70 MPa olarak hesaplanmaktadır. Kısa sürede üst üste binen katmanlar şeklinde beton dökümü yapıldığı için betonun reolojik özellikleri çok önemli olmaktadır.
Bu metotla maliyette %20-25, kullanılan malzemede %25-30 ve işçilikte %45-50 azalma beklenmektedir. Ayrıca, konvansiyonel metoda göre CO2 emisyonunda %75 ve enerji sarfiyatında %85-90 oranında düşüş beklenmektedir.
Üniversite’nin hedeflediği uygulamalardan belki de en önemlisi uzay kolonileri için robotlarla yapılar inşa etmek. Bilindiği üzere bir grup insan 2022 yılında geri dönmemek üzere Mars’a gidecek. Bu nedenle insanlar gitmeden orada bir koloni oluşturmak istenmektedir. Mars’a gönderilecek 3D baskı robotları ile burada yapıların inşa edilmesi planlanmaktadır. Şimdiden Mars’a uygun beton reçetesi için çalışma yapılıyor. Mars’taki düşük yer çekimi ve rüzgar etkisi bir avantaj gibi görünse de zemindeki yüksek sülfat oranı ve taşların çok iri olması buradaki malzemenin nasıl kullanılacağı hakkında soru işaretleri oluşturuyor.
Çin’de bir firma bir günde on adet evi 3D baskı şeklinde üretebildiğini duyurmuştu. Aslında bu bir ilk değil. Southern California Üniversitesi’nin aksine yapı elemanları fabrikada üretilmekte ve sahada montajlanmaktadır. Bu metot ile daha küçük ve detaysız yapılar yapılmaktadır. Çin’in nüfusu düşünülürse, hızlı ve çok sayıda basit yapıların inşa edilmesi mantıklı geliyor. Firma beton yapımında geri dönüşüm malzemesi ve endüstriyel yan ürünler (atık) kullanmıştır. Ev maliyeti 4800$’dır.
Çin’de 3D baskı ile daha büyük ölçekli yapılarda yapıldı. Ancak, bu uygulamada 3D olarak yapılan dikey elemanlar için duvar demek çok doğru değil. Bir nevi kalıp görevi yapan boşluklu elemanların içerisine daha sonra demir donatı ilave edilip beton ile doldurulmuştur. Bu sayede 5 katlı bir bina yapılmıştır. Döşemeler ise konvansiyonel şekilde yapılmıştır. Sonuç olarak kullanılan malzemede %60, işçilikte %80 ve yapım süresinde %30 kazanç sağlanmıştır.
İnş.Yük.Müh. olan Yasin Engin, lisans ve yüksek lisans eğitimini Boğaziçi Üniversitesi'nde tamamlamıştır. 16 yıldır beton ve çimento sektöründe çalışmaktadır. Web sitesindeki tüm yayınlar Yasin Engin tarafından paylaşım amacıyla hazırlanmıştır. Yayınlar kaynak gösterilerek kullanılabilmektedir.
(yasin.engin@gmail.com)
