3D yazıcının masamdaki böyle küçük heykelleri, arabaları filan yapmaktan ibaret olmadığını ilk kez bir roketin gövdesine bakarken anladım.
Şu anda izlemekte olduğunuz görüntü 3 boyutlu yazıcıyla basılan bir roket gövdesi. Relativity Space uzay şirketi tarafından büyük oranda 3B yazıcıyla basılan Terran-1 roketi 2023’te uzaya ulaştı; yörüngeye çıkamadı, doğru. Ama o gün bir “çıktı”nın bir “baskı”nın ateşe ve basınca dayanabildiğini tüm dünyaya gösterdi.
Bugün ISS’te metal parça basılıyor; dünyada saç telinden yüzlerce kat daha küçük bir alana şehir silüetleri üstelik camla yazılıyor. Betondan diş macunlarıyla komple mahalleler 3 boyutlu yazıcılardan çıkıyor. O değil de ben en çok bilimkurgu filmlerindeki gibi bir düğmeye basınca basılan yemekleri merak ediyorum. Bu videoda roketlerden cam mikro-optiklere, insan organlarından yapay zeka destekli üretime kadar 3D baskının filmlerde ya da hayallerde değil de gerçekte nerede olduğunu ve nereye gittiğini anlatacağım. Kısa, net, örneklerle. Çünkü konu artık oyuncak değil; mühendislik. Ve bu değişim; tasarlama, düşünme biçimimizi yeniden yazdıracak.
—
Ben şu anda Uluslararası Uzay İstasyonu’ndan 400 kilometre aşağıda oturuyorum ve muhtemelen siz de öyle. Ama yukarıda, Ağustos 2024’te tarih yazıldı. ESA astronotları ilk kez uzayda metal bir parça bastı: paslanmaz çelikten S şeklinde küçük bir eğri. Düşünsenize, 1400 derece sıcaklıkta eriyen metali, yerçekimsiz ortamda katman katman birleştirip şekil vermek… Peki neden uzayda 3D baskı yapmaya çalışıyorlar dersiniz? Bunu şöyle düşünmek lazım: ISS sadece bir istasyon değil aynı zamanda bir “tamirhane” gibi, dolayısıyla 3D yazıcı da oradaki tezgâh. Orada herhangi bir parça bozulduğunda Dünya’dan sipariş verip kargo beklemek yerine, yerinde “basıp” takıyorsun. Tabi onlar bizimki gibi sadece filamentleri basmıyorlar. O yüzden zaten çok önemli bir gelişme bu. Çünkü metal, plastik gibi kolay şekil almıyor; yüksek ısı, hassas kontrol ve güvenli bir çalışma ortamı gerekiyor. Uzayda yerçekimi olmadığı için erimiş metali yönetmek daha da zor. Buna rağmen parçayı basabildiler. Airbus’ın ESA için geliştirdiği bu 180 kiloluk yazıcı, Columbus modülüne yerleştirildi ve güvenlik için tamamen kapalı bir kutuda çalışıyor, çünkü o sıcaklıktaki metal, oksijene maruz kalırsa yanabilir.
Şimdi uzaydan Dünyaya geri dönelim, metal basmaktan çok daha ilginç bir konu var çünkü burada. Organ basmak. İnsan organından bahsediyorum. Dünya genelinde yüz binlerce insan organ nakli listelerinde bekliyor biliyorsunuz: böbrek, kalp, karaciğer için. Ama yeterli bağış yok. Peki ya beklemek yerine, sıfırdan, kişiye özel organlar basabilsek? İşte biyobaskı denen teknoloji tam da bunu yapmaya çalışıyor. Henüz karmaşık organları basamıyoruz ama kan damarları gibi basit dokular mümkün. Nasıl mı çalışıyor? Normal 3D yazıcıdaki filament – plastik yerine, içinde milyonlarca canlı hücre barındıran “biyo-mürekkep” kullanıyorsunuz. Diyelim ki dizinizdeki menisküsü basmak istiyorsunuz. Yazıcı bu dokuyu yarım saatte, insan tırnağı kalınlığındaki ipliklerle katman katman örüyor. Baskıdan sonra hücreler gerçek dokudaki gibi davranmaya başlıyor: birbirleriyle iletişim kuruyor, besin alışverişi yapıyor, çoğalıyor. Araştırmacılar şimdiden mesaneler, akciğer dokusu, deri ve minyatür böbrekler bastı. Ama asıl zorluk tam boyutlu organ basabilmek. Tam boyutlu organlardaki milyarlarca hücreye oksijen ve besin ulaştırmak. Bunu henüz yapamadık. Belki bir gün yanmaz deri ya da süper güçlü organlarla donatılmış insanlar göreceğiz. Ve belki de organlarımızı yenileyerek daha uzun ve umuyorum ki daha sağlıklı bir hayat yaşayabileceğiz.
Tabi bunun için ilaçlara da ihtiyaç var ve yeni bir ilaç geliştirmek kolay değil. Ortalama 15 yıl ve 2 milyar dolara mal oluyor. Üstelik klinik deneylere giren ilaçların yüzde 90’ı başarısız oluyor. Sadece kanser araştırmalarında Kuzey Amerika’da yılda 60 milyar dolar çöpe gidiyor! FDA’ya göre her yıl 115 milyon hayvan, büyük ihtimalle başarısız olacak bu ilaçları test etmek için kullanılıyor. Ve işte burada da 3D biyobaskı teknolojisi işe yarayabilir. Laboratuvarda hastalıklı dokuların minyatür kopyaları yapılabiliyor. Üstelik saç telinden 10 kat ince kan damarlarıyla birlikte. Böylece hangi ilacın işe yaramayacağını hayvanlar ya da insanlar üzerinde denemeden anlayabiliyoruz.
Şimdilerde artık evleri, hatta mahalleleri bile basabilen 3D yazıcılar da var ama ben önce bizlerin de erişebileceği kendi 3D yazıcı dünyamızdaki gelişmelerden de kısaca bir bahsetmek istiyorum. Çünkü bu pazarda da çok ilginç bir yarış var. Bir tarafta Çinli Bambu Lab, daha 2022’de Kickstarter’da bu işe başlamış olmasına rağmen şimdilerde çok popüler oldu, herkes onlardan bahsediyor. Çünkü sadece 2023’te satışlarını yüzde 3000 artırdılar. Evet, üç bin! Evinde hobi olarak baskı yapanlar için 1000 doların altında yazıcılar üretiyorlar ve bunlar o kadar kolay kullanılıyor ki, kutusundan çıkarıp tak-çalıştır mantığıyla hemen baskıya başlayabiliyorsunuz. Ama öte yandan aynı dönemde milyonlarca dolarlık endüstriyel yazıcıların satışları yüzde 25 düştü. Pazar araştırmacıları şirketlerin ekonomik belirsizlik yüzünden beş milyon dolarlık metal yazıcılara yatırım yapmaktan çekindiğini söylüyor. Yani baktığımızda sanki 3D baskı dünyası ikiye bölünmüş durumda: bir tarafta garajında, evdeki odasında prototip üreten girişimciler var, hani MAKER denen kişiler, modern mucitler. Diğer tarafta dev fabrikalar yatırım bekliyor, çünkü orada da büyük bir gelecek potansiyeli var.
Yapay zekanın el atmadığı bir alan kalmadı gibi. Artık 3D yazıcıların da beyni olmaya başladı. Protolabs’ın 2024 araştırmasına göre, sektördeki uzmanların yüzde 33’ü YZ’nın en büyük etkisini donanım seviyesinde göstereceğini düşünüyor. Bilgisayarlı görme sistemleri ve sensörler sayesinde yazıcılar kendi kendini ayarlayabiliyor. Mesela baskı sırasında bir sorun yaşanınca YZ bunu anında fark edip düzeltiyor.
Büyük düşünmeye geldi sıra! Texas’ta ICON adlı bir şirket tam 100 evlik bir mahalle bastı. “Bastı” derken baya baya 3D printerla. Dev bir robot kolu, beton karışımını katman katman dökerek 24 saatte evin duvarlarını örüyor. Betondan diş macunu benzetmesini yapıyorlar. ICON’un kurucuları 600 metrekarelik bir evi sadece 4 bin dolara basabileceklerini söylüyorlar. Bu aşırı iddialı bir hedef ama heyecanlanmayın, çünkü sadece duvarların maliyeti bu; elektrik, tesisat, çatı derken toplam fiyat yine 150-500 bin doları buluyor. Alaska’da daha da çılgın şeyler oluyor. Çok güncel bir haber: şu anda Nome’da eksi 40 dereceye dayanacak bir ev basılıyor. Hollanda’nın Eindhoven şehrinde ise ilk üç katlı baskılı evler yükselmeye başladı. Maine Üniversitesi ise bambaşka bir yol izliyor: Atık odun talaşı ve mısır reçinesinden ev basıyorlar! Yılda 1 milyon ton odun atığını değerlendirip BioHome3D diye 55 metrekarelik evler üretiyorlar. Massivit’in raporuna göre havacılık ve denizcilik sektörü de büyük parçalar basıyor artık: uçak gövdeleri, gemi pervaneleri, hatta tema parkları için devasa heykeller. Bunların içinde bulunduğumuz 2025’ten itibaren artık istisna olmaktan çıkıp bir trende dönüşmesi, ana akım hale gelmesi bekleniyor.
Şimdi bu devasa ölçekten mikronun altındaki ölçeklere geçeceğiz. İnsan saç telinin yüzlerce kat küçüklüğündeki bir ölçekte camı 3D yazdırmak mümkün. Şu şehir silüetini görüyor musunuz? Evet saç telinizde bir kent inşa etmek isteseydiniz işte böyle görünürdü. Bunun için araştırmacılar akışkan bir “cam mürekkebi” kullanıyor. Lazer, bu mürekkep içinde tıpkı camın içine yol çizer gibi tek tek noktalar bırakıyor; sonra fırınlama adımıyla bu çizimler gerçek kuvars cama dönüşüyor. Bu sayede çip üstüne küçücük mercekler, fiber optiklere ışığı daha az kayıpla bağlayan yapılar ya da AR gözlükleri için karmaşık mikro-optikler tasarlanabiliyor.
“3D yazıcıdan yemek” fikrini filmlerden bir enstantane ya da bir sihir gibi düşünmemek lazım; bu aslında “şırıngayla krema sıkmak” kadar basit bir mantığın dijital hali. Bilgisayar, püre kıvamındaki malzemeyi kat kat sıkıyor; sonra onu ya fırınlıyorsunuz ya da lazerle anında pişiriyorsunuz. 2000’lerin ortasından beri NASA gibi uzay ajansları ve üniversite laboratuvarları bu fikri deniyor. Hatta NASA uzayda pizza basmayı denemişti, sonra o proje spinoff oldu ve bir girişime dönüştü. Özel şirketler 2007’den beri “yiyebilir mürekkep”le baskı yapabiliyorlar. Hatta baskı sırasında pişirmek bile mümkün hale geldi: Lazerler, milimetre hassasiyetinde ısı verebiliyor. Ben yiyenlerin yalancısıyım, tavada pişerken kuruyan etin aksine, lazerle pişirilen tavukta su kaybı yaklaşık yarı yarıya azalıyormuş; yani lokma “daha sulu” kalıyormuş ve tadı da bildiğimiz tavuk gibi oluyormuş. Şimdi durup dururken neden böyle bir şey yapalım diye düşünüyor insan. Sırf şekil olsun diye mi? Hayır. Buradaki asıl vaat “şekil” değil, “kişiselleştirme”: Spor yapan birine protein ağırlıklı, yaşlı birine kolay çiğnenen, alerjisi olana risksiz menüleri yazdırmak mümkün. Evet, bugün hala yavaş bir proses bu. Tarif bulmak da biraz zor. Ve açıkçası benim hijyen konusunda bazı endişelerim var. Ama yiyeceği yazdırma fikri, gıdaların israf edilmesini azaltabilir. Hollanda merkezli Uprising Foods, çöpe giden yiyecekleri yenilebilir baskı hammaddesine dönüştürmeyi hedefliyor. Hatta bunu “Ben de deneyimlemek isterim” derseniz, Birleşik Krallık’taki Food Ink’e gidebilirsiniz; burada yiyeceklerden çatal-bıçağa, hatta mobilyaya kadar her şey 3D yazıcıdan çıkıyor. Japonya’da bir şirket ise 3D yazıcıyla standart küp formunda yiyecekler üretti; Yıldız Gemisi Enterprise’da Kaptan Kirk ve Bay Spock’ın yedikleri gibi.
Evet benim aklım yine geleceğe ve bilimle karışık kurguya gitmeye başladı. Ama gerçekten de bazen önüme gelen her şeyi 3D olarak yazdırabilmek istiyorum. Burada özellikle “yazdırabilmek” dedim. Çünkü aslına bakarsanız kalem de bir çeşit 3D baskı aracı bence. İçinden çıkan mürekkeple fikirlerimizi yazıya geçiriyoruz. 3 boyutlu dünyada görünür hale getiriyoruz.
E nereden nereye değil mi? Bir zamanlar insanlar çıplak elle döndüre döndüre çamurdan çanak yaparken, işte bu yazıcı sayesinde fikirlerini geliştirdi ve artık döndüre döndüre uzaya gitmek için roket yapmaya başladı.