Bir İnsansız Hava Aracı (İHA) tasarlarken mühendislerin savaştığı tek bir düşman vardır: Yerçekimi. Uçak ne kadar hafif olursa, havada o kadar uzun kalır, daha fazla mühimmat veya sensör taşıyabilir. Geleneksel alüminyum blokları CNC tezgahlarında işlemek artık yeterli değil. Devreye, saç telinden daha ince metal tozlarının kullanıldığı yeni nesil üretim teknikleri giriyor.
Bu yazımızda, İHA performansını doğrudan etkileyen en popüler hafif alaşım tozlarını, bunların kullanım alanlarını ve neden "geleceğin petrolü" olarak adlandırıldıklarını inceliyoruz.
Geleneksel yöntemde bir parçayı üretmek için dolu bir metal kütüğün %80'ini çöpe atarsınız. Ancak Metal Eklemeli İmalat (Metal 3D Yazıcı) teknolojisinde, metal tozları sadece gereken yere, katman katman serilir ve lazerle eritilir.
Bu yöntem iki devrim yaratır:
Topoloji Optimizasyonu: İçi boş, kemik yapısına benzeyen gözenekli (lattice) yapılar üretilebilir. Bu parçalar dolu metal kadar sağlam ama %60 daha hafiftir.
Parça Bütünleştirme: 10 farklı vida ve somunla birleşen bir montaj grubu, tek parça halinde basılabilir.
İHA endüstrisinde kullanılan metal tozları, "küresel" (yuvarlak) yapıda olmalı ve içinde hava boşluğu bulunmamalıdır. İşte en çok kullanılanlar:
İHA gövdelerinde en sık rastlanan tozdur. Saf alüminyumdan çok daha serttir.
Özellikleri: Mükemmel ısı iletkenliği ve düşük yoğunluk.
İHA Uygulama Örneği: İHA'nın motorunun ısındığı bölgelerdeki soğutma kanalları veya kamera/gimbal tutucu aparatlar. AlSi10Mg tozu ile basılan bir gimbal tutucu, döküm olana göre %40 daha hafif olabilir.
Eğer parça çok yüksek sıcaklığa veya darbeye maruz kalacaksa alüminyum yetersiz kalır. Titanyum tozu burada devreye girer.
Özellikleri: Korozyona (paslanmaya) karşı inanılmaz dirençli ve çok yüksek mukavemetli.
İHA Uygulama Örneği: İniş takımı parçaları veya jet motorlu İHA'ların egzoz çıkış nozulları. İniş sırasında tonlarca yüke maruz kalan o küçük parça, titanyum tozuyla basıldığında kırılmaz.
Bu, özel olarak havacılık için geliştirilmiş patentli bir süper toz karışımıdır. İçindeki Skandiyum elementi, alüminyumu titanyum kadar güçlü hale getirir ama ağırlığı alüminyum kadar hafiftir.
Özellikleri: Standart alüminyumdan (AlSi10Mg) neredeyse iki kat daha dayanıklıdır.
İHA Uygulama Örneği: Yarış dronlarının gövdeleri veya askeri "sürü İHA"ların ana iskeleti. Scalmalloy kullanıldığında gövde et kalınlığı yarı yarıya inceltilebilir, bu da menzili doğrudan %20 artırır.
Her metal tozu 3D yazıcıda kullanılamaz. Toz taneciklerinin mikroskop altında kusursuz küreler (bilye gibi) olması gerekir.
Akışkanlık: Yazıcı, tozu jilet gibi ince bir tabaka (örneğin 30 mikron) halinde serer. Eğer tozlar patates gibi yamuk yumuk şekilliyse (gaz atomizasyonu yerine su atomizasyonu ile üretilmişse), düzgün serilmez ve parça içinde hava kabarcıkları kalır. Bu da havada giden bir İHA'nın kanadının aniden kırılmasına neden olabilir.
İHA teknolojisi geliştikçe, onları oluşturan malzemeler de değişiyor. Ağır metal bloklar yerini, mikron boyutundaki akıllı alaşım tozlarına bırakıyor. Türkiye gibi İHA üretiminde öncü ülkeler için, sadece İHA'yı tasarlamak değil, bu nitelikli metal tozlarını üretebilmek de stratejik bir bağımsızlık meselesidir.
Hafif alaşım tozları pahalı mıdır? Evet, üretim süreçleri (gaz atomizasyonu veya plazma döner elektrot) karmaşık olduğu için kilogram fiyatları geleneksel metallere göre yüksektir. Ancak sağladığı yakıt tasarrufu ve performans artışı bu maliyeti amorti eder.
3D yazıcı ile basılan parça, döküm kadar sağlam olur mu? Doğru parametrelerle ve kaliteli toz kullanılarak basıldığında, dökümden çok daha sağlam ve homojen iç yapıya sahip parçalar elde edilir.
