Rheinmetall UK, Birleşik Krallık’ta başlıca savunma yüklenicisi olarak faaliyet gösterir ve British Army’ye gelişmiş kara, elektronik ve silah sistemleri sunar; egemen kabiliyet ve yerel üretime güçlü şekilde odaklanır. Başlıca programlar arasında Boxer Mechanised Infantry Vehicle (MIV), Challenger 3 Main Battle Tank ve namlu üretimi için yeni "UK Gun Hall" yer alır
Önceki araç geliştirme programlarında, Crew Temperature Control System gibi sistemlere yönelik kanallar, sac metalden üretilmiş bağlantı kutularını birbirine bağlayan esnek borular kullanılarak tasarlanıyordu. Bu yaklaşım uzun yıllar boyunca iyi çalıştı ve araç kanalları için basit ve uygun maliyetli bir çözüm sundu. Rheinmetall UK’nin Challenger 3 programı gibi araç modernizasyon programlarında ise bu yaklaşım, önemli alan kısıtlamaları ve mevcut araç mimarisinin uyarlanması nedeniyle artık uygulanabilir değildir.
Karmaşık kanal bileşenlerinin üretimi için enjeksiyon kalıplama veya rotasyonel kalıplama gibi çeşitli üretim yöntemleri kullanılabilir. Ancak bunlar maliyetli kalıplar gerektirir ve düşük hacimli üretim için bu kalıp maliyeti önemli düzeydedir. Ayrıca araç geliştirme programlarında hava kanalları genellikle birçok iterasyondan geçer ve diğer alt sistemlerin alan için rekabet etmesi nedeniyle sık sık geç aşamada değişiklik gerektirir. Bu nedenle kalıpların yeniden üretilmesi ve başlangıçta testler için zamanında üretilen parçaların araç üretim serisi için yeniden yapılması gerekebilir.
Bu baskılar göz önünde bulundurulduğunda eklemeli imalat bir çözüm sunar. Parçalar için kalıp maliyeti yoktur , tasarımlar hızlıca değiştirilebilir ve diğer sistem değişikliklerine uyum sağlanabilir; parça karmaşıklığı maliyeti artırmaz.
SLS ve SLA bu uygulama için ayrıntılı olarak incelendi ve FFF’nin seçilme kararı birçok faktöre dayanıyordu.
İlk değerlendirme, üretilen parçalardan beklenen işlevselliktir. Bu uygulamada alev geciktiricilik, düşük duman oluşumu ve düşük toksisite için katı gereksinimler vardır. Üst ve alt çalışma sıcaklıkları malzeme seçeneklerini daha da eleyerek PA2241FR (SLS) ve ULTEM 9085 (FFF) gibi adayları bıraktı. O dönemde tüm gereksinimleri karşılayan uygun SLA malzemeleri belirlenmemişti.
Yüzey kalitesi yalnızca parça estetiği için değil, kanallar içinde iyi hava akışı sağlamak için de önemlidir. SLS ve SLA parçaları, makineden çıktığı haliyle son derece iyi yüzey kalitesine sahiptir. FFF parçalarının yüzey kalitesi daha kaba olabilir ve iyileştirilmesi için son işlem gerektirebilir. Gereksiz basınç düşüşünü önlemek için kanalların havayı iyi tutması gerekir. SLA ve SLS katı parça duvarları üretirken, FFF hava boşlukları bırakabilir ve bunların etkisini azaltmak için sızdırmazlık veya boyama gerekebilir.
Büyük kanal bölümleri gerekliydi, örneğin 400mm+; bu da daha uygun maliyetli SLA makinelerinden bazılarının uygun olmadığı anlamına geliyordu. SLS makinelerinde daha büyük üretim hacimleri maliyeti önemli ölçüde artırırken daha büyük üretim hacmine sahip FFF makineleri daha düşük maliyetlerle sunulmaktadır.
Bu düşük hacimli üretim uygulaması için maliyet ve verimlilik arasında uygun bir dengeye ihtiyacımız vardır. SLS yüksek verimlilik sunabilir, ancak ekipman ve altyapı için yüksek sermaye maliyeti gerektirir. Büyük formatlı SLA makineleri de yüksek verimlilik sunabilir ve parça gruplarını hızlıca üretebilir, ancak bunlar da yüksek bir fiyat seviyesine sahiptir. Yüksek sıcaklıkta çalışan büyük formatlı FFF makineleri SLS veya SLA’dan daha uygun maliyetli olabilir, ancak diğer iki sürecin sunduğu verimlilik seviyesine sahip değildir.
Son olarak, bu parçaları şirket içinde mi üreteceğimiz yoksa üretim için bir tedarikçiye mi dış kaynak kullanarak yaptıracağımız sorusu vardır. Bu da kilit bir karardır ve programın toplam maliyetinin, tedarik zinciri hazırlığının, gerekli üretim çevikliğinin ve üretim sürecinin kontrolünün dikkate alınmasını gerektirir.
Bir karara varmak için her teknolojinin avantajlarını ve dezavantajlarını değerlendirmemiz ve bunu şirket içinde mi uygulayacağımıza yoksa bir tedarikçiye mi dış kaynak olarak vereceğimize karar vermemiz gerekiyordu.
Üretimi dışarıdan tedarik etmenin avantajları, örneğin sermaye harcaması gerektirmemesi ve tedarikçi bilgi birikimine erişim sağlaması, Cyber Essentials + akreditasyonuna sahip olmak gibi uygun nitelikli tedarikçilerin yetersizliği, daha düşük üretim kontrolü seviyesi, daha yavaş öğrenme hızı ve makinelere erişim olmadığı için daha yavaş iterasyonlar karşısında yetersiz kaldı.
Hem SLA hem de SLS daha yüksek sermaye harcaması gerektirir ve üretim alanına daha zorlu entegrasyon gerektirir.
SLS, tüm gereksinimleri karşılayan ve daha yüksek üretim süreci karmaşıklığını dengeleyecek kadar güven veren uygun bir malzeme seçeneği sunamadı.
O dönemde PA2241FR malzemeden SLS parçaları için Birleşik Krallık tedarik zinciri rekabetçi değildi. Şirket içi benimseme için süreç çok maliyetliydi ve yalnızca bu parçalarla makineyi tam kapasite kullanamazdık. Çok daha yüksek hacim gereksinimlerimiz olsaydı, şirket içi SLS üretimi maliyet açısından daha rekabetçi olabilirdi.
FFF için sermaye maliyeti diğer seçeneklere göre önemli ölçüde daha düşüktü ; fabrika zeminine kurulum çok daha kolaydı, güvenlik riskleri daha azdı ve daha düşük eğitim gereksinimlerinin karşılanması gerekiyordu. Rheinmetall UK, tasarım desteği olarak prototip üretmek için FFF kullanımında geniş deneyime sahipti. Bu bilgi birikimi, FFF’nin son kullanım parçası üretimi için benimsenmesinin kültürel ve eğitim açısından da daha az zorluk oluşturduğu anlamına geliyordu.
FFF’nin verimliliği, Rheinmetall UK’nin Challenger 3 programı kapsamında ihtiyaç duyduğu üretim kapasitesini karşıladı ve üretim alanında minimum yer gerektirdi.
Bu uygulamada FFF’nin zayıf yönleri uygun maliyetle azaltılabilir. FFF ULTEM 9085 parçalarının titreşimli tamburlama ve boyama işlemleriyle, önemli sermaye ve parça başı maliyet eklemeden iyi kaliteli bir ürün üretilebilir.
Tüm bu ödünleşimler birlikte değerlendirildiğinde, kanal üretimi için Rheinmetall UK’nin parçaları şirket içinde FFF ile ULTEM 9085 kullanarak üretme stratejisini izlemesine karar verildi; çünkü bu, incelenen diğer çözümlere kıyasla en uygun maliyetli, en esnek ve en düşük riskli çözümü sundu.
Dünya genelinde ULTEM 9085 ile parça üretebilen yüksek sıcaklık FFF yazıcıları sunan iyi bir üretici seçeneği bulunmaktadır. Ön eleme sürecimizde birkaç üreticinin sunduğu çözümleri değerlendirdik.
Sonuçta bir miniFactory Ignite satın alma kararı şu noktalara dayandı:
Makine maliyeti vs. üretkenlik – miniFactory Ignite en düşük maliyetli makinelerden biriydi, ancak yine de büyük bir üretim hacmi ve rekabetçi bir üretkenlik seviyesi sunuyordu.
Üretim alanı – makinenin fiyatına göre miniFactory toplu üretimi mümkün kılan büyük bir üretim hacmi sunuyordu. Bu, baskı işlerinin yönetimindeki iş gücü maliyetlerini azaltabileceğimiz ve hafta içi ile hafta sonunda baskı için daha fazla gözetimsiz çalışma saatinden yararlanabileceğimiz anlamına gelir.
Güvenlik – miniFactory makineleri Finlandiya’da üretilmektedir ve bu nedenle diğer bazı üreticilerin makinelerine kıyasla daha düşük siber risk taşıdığı değerlendirilmiştir.
İşletme maliyetleri – miniFactory Ignite açık bir sistemdir; bu da Rheinmetall UK’nin ham maddeyi doğrudan üreticiden toplu olarak, son derece rekabetçi fiyatlarla satın alabileceği anlamına gelir. Bunun parça başı maliyet üzerinde önemli bir etkisi vardır. Ayrıca sahip olma maliyeti daha düşüktü. Daha az sarf malzemesi gerekiyordu, ör. yeniden kullanılabilir üretim plakaları, uzun ömürlü nozullar ve uygun maliyetli destek paketi. Tüm bu unsurlar daha düşük üretim maliyetlerine katkı sağlar.
Birleşik Krallık desteği – yazıcı üreticilerinin tamamı Birleşik Krallık merkezli bir destek çözümü sunamıyordu. Bu önemlidir, çünkü makine duruş süresi yalnızca üretkenliği etkilemekle kalmaz, aynı zamanda program gecikmelerine de yol açabilir. 3DGBIRE, Birleşik Krallık’ta miniFactory için destek sağlar ve Rheinmetall UK’nin Telford tesisine sadece birkaç saatlik mesafededir.
Makinenin satın alınması ve kurulumu, üretim kabiliyetini geliştirme ve optimize etmenin yalnızca ilk adımıydı.
Fabrika zemininde bir makineye sahip olarak tasarımcılarımız, tasarım kararlarının etkilerini öğrenebildi ve hem işlevselliği hem de maliyet verimliliğini artırmak için hızlıca değişiklikler yapabildi. Ayrıca en iyi sonuçları elde etmek için baskı profillerini optimize edebildik.
Eklemeli imalat optimizasyonunda genel yaklaşım normalde parçaları konsolide etmektir. Bu uygulamada bunun tersinin doğru olduğunu keşfettik. Parçaları bölerek ve bağlantılar oluşturarak gerekli destek malzemesi miktarını azaltabildik, hatta tamamen ortadan kaldırabildik. Bu da parçaları daha hızlı, daha az malzemeyle ve daha az son işlem işçilik saatiyle yazdırabileceğimiz anlamına geliyordu. Ayrıca verimlilik gereksinimlerimize tek makineyle ulaşmamızı sağladı ve önemli tasarruflar sundu.
Parti yerleşimlerimizi optimize edebildik ve ilgili uygulama için en uygun maliyetli son işlem yaklaşımını belirleyebildik.
Makinelere erişim, çözümlerle deneme yapmayı da çok daha kolay hale getirdi; örneğin optimum birleştirme yöntemi, uyumlu yapıştırıcılar, parça numaralandırma yaklaşımları, yüzey bitirme yöntemleri ve boya yüzeyleri. Bu özel çözümün tedarik zincirinde geliştirilmesi zaman alıcı ve pahalı olurdu.
miniFactory Ignite makinesinin satın alınması ve üretim süreçlerini geliştirmek için yapılan çalışmaların ardından eklemeli imalat, Challenger 3 programında kanal üretimi için artık temel çözüm haline geldi.
Eklemeli imalatın benimsenmesi, daha önce hayal bile edilemeyen hızlı tasarım iterasyonunu mümkün kıldı. Tasarım değişiklikleri yapıp bir yedek parçayı bir gün içinde üretebildiğimizi gösterebildik.
Eklemeli imalata geçiş, genel olarak büyük maliyet tasarrufları sağladı ancak en büyük fayda nakit akışı tasarruflarında oldu. Talebe göre üretim sayesinde parçaların tedarik edilmesi ve stoklara alınması maliyeti azaltıldı. Kalıp maliyeti yoktur ve tasarım değişiklikleri nedeniyle maliyetlerde önemli artış riski bulunmaz.
Talebe göre üretimle, parçaların depolama sırasında kaybolma veya kırılma riski yoktur ve parçalar montaj sırasında hasar görürse yedekler hızlıca üretilebilir.
Makinelerin sahada bulunması öğrenmeyi büyük ölçüde hızlandırdı. “Design for Additive Manufacturing” becerilerimiz gelişti; bu da daha kaliteli ürünler, artırılmış verimlilik ve daha düşük maliyetler sağladı.
Eklemeli imalatın benimsenmesi, yeni bir üretim süreci olmasına rağmen genel program riskini de azalttı. Değişikliklere hızlı yanıt verebilme yeteneği, program gecikmeleri ve uzun tedarik döngüleri potansiyelini en aza indirir.
Son olarak, son kullanım parçaları için eklemeli imalatın benimsenmesi, üretimde tasarım optimizasyonu ve maliyet verimliliği düşüncesini güçlendirdi. Üretim ekipmanının tasarımcılar için erişilebilir olması büyük ölçüde yardımcı oldu.
Bu proje, Rheinmetall UK’nin son kullanım parçaları için eklemeli imalatı benimsemesini daha da hızlandırdı. Örneğin, polimer kanalların üretimi için miniFactory’nin benimsenmesinden bu yana şirket, çelik araç bileşenleri üretmek için Rapidia’nın Metal Paste Deposition teknolojisine yatırım yaptı. Gelecekte daha fazla bileşenin eklemeli imalatla üretilmesinin maliyet açısından rekabetçi hale gelmesi muhtemeldir.
Julian Wright, Technology Programmes Manager - Rheinmetall BAE Systems Land Ltd tarafından
Başlık görseli: Challenger 3 Main Battle Tank, Ministry of Defence © Crown copyright 2026. MOD News Licence kapsamında kullanılmıştır.
"*" gerekli alanları gösterir
