INVESTIGATION OF THE APPLICATIONS AND POTENTIAL OF 3D PRINTERS IN VOCATIONAL AND TECHNICAL EDUCATION: ISKENDERUN VOCATIONAL SCHOOL OF HIGHER EDUCATION CASE

Abstract

3D printers are being added to our lives more and more every day. The most important effect here is undoubtedly the cheaper prices and the discovery of new areas of use. The use of 3D printers in education, especially in vocational and technical education, is increasing day by day. 3D printers are undoubtedly one of the most important tools for those who design in this field to transform ideas from a virtual environment into a tangible result. Thanks to these tools, students acquire various skills in the post-design prototyping phase. With 3D models and prints, it is also easier to explain subjects that are difficult to understand for students studying vocational and technical education. Thanks to these tools, which have various advantages over traditional machining in production studies, it is also easier for students to prepare for their fields of business. Vocational schools of higher education, which have the mission of training qualified technical staff required by the sector, will be able to train young people who can contribute to production by having their students make adequate practices in design and modeling. In this study, the usage areas and potentials of 3D printers in the departments of Iskenderun Technical University Iskenderun Vocational School of Higher Education, which is one of the schools that have assimilated the stated mission and has a long history, were examined. In the last part of the study, inferences about the findings reached within the scope of the research are given.

Keywords

• 3D Printer
• 3D Printer Technology
• Additive Manufacturing
• Vocational and Technical Education

3B YAZICILARIN MESLEKİ VE TEKNİK EĞİTİMDEKİ UYGULAMALARININ VE POTANSİYELLERİNİN İNCELENMESİ: İSKENDERUN MESLEK YÜKSEKOKULU ÖRNEĞİ

Abstract

3B (3 boyutlu) yazıcılar her geçen gün hayatımıza biraz daha eklemlenmektedirler. Buradaki en önemli etki hiç şüphesiz her geçen gün ucuzlayan fiyatları ve yeni kullanım alanlarının keşfidir. 3B yazıcıların eğitimde özellikle de mesleki ve teknik eğitimde kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. 3B yazıcılar, bu alanda tasarım yapan kimseler için hiç şüphesiz ki fikirleri sanal ortamdan somut bir sonuca dönüştürmeye yarayan önemli araçlardandır. Bu araçlar sayesinde, tasarım sonrası prototipleme aşamasında, öğrenciler türlü kazanımlar elde etmektedirler. 3B modeller ve baskılar ile mesleki ve teknik eğitimde öğrenim gören öğrenciler için anlaşılması güç olan konuların anlatımı da kolaylaşmaktadır. Üretime yönelik çalışmalarda geleneksel talaşlı imalata göre türlü avantajlar barındıran bu araçlar sayesinde, öğrencilerin alanlarına yönelik iş kollarına hazırlanması da kolaylaşmaktadır. Sektörün ihtiyaç duyduğu kalifiye ara elemanları yetiştirme misyonuna sahip meslek yüksekokulları, tasarım ve modelleme konularında öğrencilerine yeterli düzeyde uygulama yaptırarak üretime katkı sağlayabilecek nitelikte gençler yetiştirebileceklerdir. Bu çalışmada, belirtilen misyonu özümsemiş ve köklü bir geçmişe sahip okullardan bir tanesi olan İSTE (İskenderun Teknik Üniversitesi) İskenderun MYO (Meslek Yüksekokulu) bünyesindeki programlarda, 3B yazıcıların kullanım alanları ve potansiyelleri incelenmiştir. Çalışmanın son bölümünde araştırma kapsamında ulaşılan bulgulara yönelik çıkarımlara yer verilmiştir.

Keywords

• 3B Yazıcı
• 3B Yazıcı Teknolojisi
• Eklemeli İmalat
• Mesleki ve Teknik Eğitim

References

1. 1. Koç, R., “3d yazıcıların mesleki eğitimde kullanılmasının öğretime olan etkisinin incelenmesi , in 8th International Vocational Schools Symposium, Sayı Haziran, Sayfa 52, 2019.
2. 2. Aydın, M., Güler, B., Çetinkaya, K., “Dikey ekstrüzyon (Filament) sistemi tasarım ve prototip imalatı”, Int. J. 3D Print. Technol. Dijital Ind., Cilt. 2, Sayı 1, Sayfa 1–10, 2018.
3. 3. Önder, M., “Endüstri 4.0 devrimi ve haritacılık mesleğine yansımaları”, in TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası, 17. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı, Sayfa 1–9, 2019.
4. 4. Yıldırım, G., Yıldırım, S., Çelik, E., “Yeni Bir Bakış - 3 boyutlu yazıcılar ve öğretimsel kullanımı: Bir içerik analizi”, Bayburt Eğitim Fakültesi Derg., Cilt. 13, Sayı 25, Sayfa 163–184, 2018.
5. 5. Demir, K., Demir, E. B. Kuzu, Çaka, C., Tuğtekin, U., İslamoğlu, H., Kuzu, A., “Üç boyutlu yazdırma teknolojilerinin eğitim alanında kullanımı: Türkiye’deki uygulamalar”, Ege Eğitim Derg., Cilt 2, Sayı 17, Sayfa 481–481, 2016.
6. 6. Sürmen, H. K., “Eklemeli Iimalat (3b baskı): Teknoloji̇ler ve uygulamalar”, Uludağ Univ. J. Fac. Eng., Cilt. 24, Sayı 2, Sayfa 373–392, 2019.
7. 7. Şahin B., Turan, B. O., “Üç boyutlu yazıcı teknoloji̇leri̇ni̇n karşılaştırmalı anali̇zi̇”, Strat. ve Sos. Araştırmalar Derg., Cilt 2, Sayı 2, Sayfa 97–116, 2018.
8. 8. Armutcı, B., “Üç boyutlu yazıcıların görme engelli bireyler için afiş tasarımında kullanımı: ‘İstiklal marşı’ afişi uygulaması”, New Era Int. J. Interdiscip. Soc. Res., Cilt 6, Sayı 7, Sayfa 80–88, 2021.

9. 9. Gökçearslan, A., “Üç boyutlu yazıcının grafik tasarım alanına yansımaları”, Fine Arts, Cilt 12, Sayı 2, Sayfa 135–148, 2017.
10. 10. Sarıtürk, B., Şeker, D. Z., “SFM tekniği ile 3b obje modellenmesinde kullanılan ticari ve açık-kaynak kodlu yazılımların karşılaştırılması”, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilim. Derg., Cilt 17, Sayı Special Issue, Sayfa 126–131, 2017.
11. 11. Açıkgöz, O., “Üç boyutlu yazıcıda basılan ilk dizüstü bilgisayar | TÜBİTAK Bilim Genç”, TÜBİTAK Bilimgenç, 2015. Available: https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/uc-boyutlu-yazicida-basilan-ilk-dizustu-bilgisayar, 25 April, 2021.
12. 12. Çelik, B. B., Şener, B., Serin, G., Ünver, H. Ö., “Ergiyik filament fabrikasyonu , 3b yazıcılar için kompozit filament ekstrüder makinesi geliştirilmesi”, Makina Tasarım ve İmalat Dergi̇si̇, Cilt 17, Sayı 2, Sayfa 65–75, 2019.
13. 13. Çömez, M., “Yalın üretim teknikleriyle imal edilen malzemelerin artıkları ile üretilen granüllerden elde edilen yeni pla filamentinin özelliklerinin incelenmesi”, Alanya Alaaddin Keykubat Üniversitesi, 2019.
14. 14. Akyol, E., “Kent mobi̇lyaları tasarım ve kullanım süreci̇”, İstanbul Teknik Üniversitesi, 2006.
15. 15. S. J. Leigh, R. J. Bradley, C. P. Purssell, D. R. Billson, and D. A. Hutchins, “A simple, low-cost conductive composite material for 3D printing of electronic sensors”, PLoS One, Vol. 7, Issue 11, Pages 1–6, 2012.
16. 16. Çelen, S., “Dijital endüstri mimarisinin siyah tuğlaları: 3 boyutlu karbon elektronik cihazlar”, in 3rd International Symposium on Industrial Design & Engineering, Sayfa 293–295, 2018.
17. 17. Genç, A., Başyiğit, İ. B., Göksu, T., Helhel, S., “Farklı güç oranları için dikdörtgen dalga kılavuzu güç bölücülerinin karakteristiklerinin incelenmesi”, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimar. Fakültesi Derg., Cilt 33, Sayı March, Sayfa 261–270, 2018.
18. 18. Mahouti, P., “3 boyutlu yazıcı teknoloji̇si̇ Iile bi̇r mi̇kroşeri̇t yama anteni̇n mali̇yet etki̇n üreti̇mi̇”, Mühendislik Bilim. ve Tasarım Derg., Vol. 7, Sayı 3, Pages 473–479, 2019.
19. 19. Taydaş, F. M., Bozdağ, G., Yiğit H., Anıktar, H., “Additively manufactured mechanically tunable horn antenna design”, in 2020 28th Signal Processing and Communications Applications Conference, SIU 2020 - Proceedings, 2020.
20. 20. Çeken, B., Ersan, M., “Günümüz illüstrasyon sanatı ve geleneksel illüstrasyonda sıra dışı yaklaşımlar”, J. Acad. Soc. Sci., Cilt 97, Sayı Ekim, Sayfa 318–328, 2019.
21. 21. Özgüven, S., “3b baskı ile üreti̇len serami̇k vazolar”, Gazi Üniversitesi Fen Bilim. Derg. Part C Tasarım ve Teknol., Cilt 7, Sayı 1, Sayfa 112–122, 2019.
22. 22. Özgüven, S., “Using there dimensional printers as a new expression in ceramic art”, Idil J. Art Lang., Vol. 4, Issue 18, Pages 167–183, 2015.
23. 23. Poyraz, B., Dolunay, A., “Heykel sanatında ön modelleme aşaması ve üç boyutlu yazıcı uygulamaları”, Ulakbilge Sos. Bilim. Derg., Cilt 2, Sayı 3, Sayfa 69–80, 2014.
24. 24. Şen, C., Kılıç, A. Ş., Öndoğan, Z., “Endüstri 4.0 ve moda sektöründeki uygulamaları”, TJFMD, Cilt 2, Sayı 3, Sayfa 53–65, 2020.
25. 25. Avcı, G., Eren, O., Sezer, H. K., “Teksti̇l sektörüne eklemeli̇ imalat yaklaşımı: 3b yazıcılar i̇le deneysel çalışma”, in Uluslararası Bilim, Teknoloji ve Sosyal Bilimlerde Güncel Gelişmeler Sempozyumu, 2019, Sayı December 2019.
26. 26. Yıldıran, M., “The desing and production by 3d printings in the fashion industry”, ART-E J., Vol. 17, Pages 155–172, 2016.
27. 27. Akben, İ., “3 boyutlu yazıcılar ve tedarik zincirine etkileri”, Int. J. Acad. Value Stud. (Javstudies JAVS), Cilt 3, Sayı 10, Sayfa 20–35, 2017.
28. 28. Çevik, D., “Üç boyutlu yazıcı teknoloji̇si̇ni̇n seri̇ ve kesi̇kli̇ üreti̇m si̇stemleri̇ üzeri̇ne etki̇si̇”, Yüksek Lisans Tezi, [The Effect of Three Dimensional Printer Technology on Serial and Cutting Production Systems] [Thesis in Turkish], Sakarya Üniversitesi, Sakarya, 2018.
29. 29. Yıldıran, M., “Üç boyutlu yazıcılarla moda ürünlerinde kitlesel kişiselleştirme”, Akdeniz Sanat Dergisi, Cilt 9, Sayı 19, Sayfa 29–47, 2016.
30. 30. Vanderploeg, A., Lee, S. E., Mamp, M., “The application of 3d printing technology in the fashion industry”, Int. J. Fash. Des. Technol. Educ., Vol. 10, Issue 2, Pages 170–179, 2017.
31. 31. Bedir, A., Çırıkka, C., İsmayilov, E., “Çift başlı üç boyutlu yazıcı imalatı ile mekanik özellikleri iyileştirilmiş kompozit parça üretimi”, Karadeniz Teknik Üniversitesi, 2018.
32. 32. Çerçevik, A. E., Toklu, Y. C., Kandemir, S. Y., Yaylı, M. Ö., “3d baskı teknoloji̇si̇ kullanarak yapı üreti̇mi̇ni̇n son dönem yeni̇li̇kleri̇ni̇n araştırılması”, Int. J. 3D Print. Technol. Digit. Ind., Cilt 2, Sayı 2, Sayfa 116–122, 2018.
33. 33. Toklu, Y. C., Çerçevik, A. E., Şahinöz, M., “Otomatik yapı üretim teknolojisinde kullanılabilecek malzemelerin belirlenmesi”, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilim. Enstitüsü Derg., Cilt 21, Sayı 1, p. 51, 2016.
34. 34. Uygunoğlu, T., Barlas Özgüven, S., “Extrudability of mortars designed for 3d printers”, El-Cezeri J. Sci. Eng., Cilt 8, Sayı 1, Sayfa 410–420, 2021.
35. 35. Çerçevik, A. E., Toklu, Y. C., Kandemir, S. Y., Yaylı, M. Ö., “Investigation of marble powder and ceramic waste for production of 3d concrete”, SDU Int. J. Technol. Sci., Cilt 10, Sayı 2, Sayfa 57–68, 2018.
36. 36. Allouzi, R., Al-Azhari, W., Allouzi, R., “Conventional construction and 3d printing: A comparison study on material cost in Jordan”, J. Eng., Vol. 2020, Issue Cc, Pages 1–14, 2020.
37. 37. Afolabi, A. O., Ojelabi, R. A., Omuh, I. O., Tunji-Olayeni, P. F., “3d house printing: A sustainable housing solution for Nigeria’s housing needs”, J. Phys. Conf. Ser., Cilt 1299, Issue 1, 2019.
38. 38. İnternet: Leonard, W. J., “Case Study on 3D Printing Implementation Strategies”, https://digitalcommons.calpoly.edu/cmsp/139, 2018.
39. 39. Erener, Ş., Boz, S., “Modern üretim tekniklerinde eklemeli imalat sistemlerinin yeri ve kullanım alanları”, TJFDM, Cilt 3, Sayı 1, Sayfa 47–56, 2021.
40. 40. Luo, W., Ma, X., and Yin, J., “Application and research on building 3d printing”, Journal of critical reviews, vol. 7, no. 12, pp. 564–578, doi: 10.31838/jcr.07.12.103, 2020.
41. 41. Ahmed, N. A., Page, J. R., “Manufacture of an unmanned aerial vehicle (UAV) for advanced project design using 3D printing technology”, Appl. Mech. Mater., Vol. 397–400, Pages 970–980, 2013.
42. 42. Uz, U., “Hexacopter yapısında bir insansız hava aracı ile elektronik ilaçlama/sulama sisteminin oluşturulması”, Yüksek Lisans Tezi, [The production of electronic pharmaceutical / irrigation system with an unmanned aerial vehicle in hexacopter] [Thesis in Turkish], İstanbul Gelişim Üniversitesi, İstanbul, 2019.
43. 43. Kara, N., “Havacılıkta katmanlı imalat teknoloji̇si̇ni̇n kullanımı”, Mühendis ve Makina, Cilt 54, Sayfa 70–75, 2013.
44. 44. Süt, M., Öztürk, E., Kara, F., “Havacılık uygulamalarında katmanlı imalat teknolojisi”, 2019.
45. 45. Tusaş Engine Industries, Inc, “Yakut: Havacılıkta kullanılan nikel alaşım katmanlı imalat teknolojisi geliştirilmesi projesi”, http://195.142.2.108/detay/yakut-havacilikta-kullanilan-nikel-alasim-katmanli-imalat-teknolojisi-gelistirilmesi-projesi, 23 April, 2021.
46. 46. Çaşka, S., “İnsansız hava araçları için otomatik batarya değiştirme robotu tasarımı”, in 3rd International Symposium on Industrial Design & Engineering, Sayfa 260–261, 2018.
47. 47. Yavuz, İ., Yuran, A. F., İkinci, F., “Makine mühendisliği eğitiminde 3d yazıcılar ile yardımcı materyal tasarımı ve uygulaması”, in 4th International Congress On 3D Printing (Additive Manufacturing) Technologies And Digital Industry, Issue April, Sayfa 354–359, 2019.
48. 48. Özsoy, K., Duman, B., “Havacılık ve savunma sanayisi için eklemeli imalatla metal parça üretimi”, Uluslararası Teknol. Bilim. Derg., Cilt 11, Sayı 3, Sayfa 201–211, 2019.
49. 49. Bozdemir, M., “Silah Kabzasının 3b yazıcılarla tasarım ve imalatı”, Uluslararası 3b Yazıcı Teknol. ve Dijital Endüstri Derg., Cilt 2, Sayı 1, Sayfa 57–68, 2018.
50. 50. Top, N., Gökçe, H., Şahin, İ., “Eklemeli imalat içi̇n topoloji opti̇mi̇zasyonu: El freni̇ mekani̇zması uygulaması “, Selçuk-Teknik Derg., Cilt 18, Sayı 1, Sayfa 1–13, 2019. 51. Kartal, F., Nazlı, C., Yerlikaya, Z., Kaptan, A., “3b yazıcıda üreti̇len parçaların çoğaltılması”, Int. J. 3D Print. Technol. Digit. Ind., Cilt 5, Sayı 1, Sayfa 34–42, 2021.
51. 52. Köbeloğlu, A., Çetinkaya, K., “3b yazıcılar ile uzun geometrili parçaların üretilebilirliği”, Uluslararası 3b Yazıcı Teknol. ve Dijital Endüstri Derg., Cilt 1, Sayfa 11–18, 2019.
52. 53. Degges, M. J., Taraschi, P., Syphers, J., Armold, D., Boyer, E., Kuo, K. K., “Student investigation of rapid prototyping technology for hybrid rocket motor fuel grains”, 49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Jt. Propuls. Conf., Vol. 1 PartF, Pages 1–12, 2013.
53. 54. Çelebi, A., Korkmaz, A., Yılmaz, T., Tosun, H., “3 boyutlu yazıcı ile 6 eksenli̇ robot kol tasarım ve imalatı”, Int. J. 3D Print. Technol. Digit. Ind., Cilt 3, Sayı 3, Sayfa 269–278, 2019.
54. 55. Yetkin, S., Koca, G. O., “Esnek robotların tasarım, kontrol ve imalat çalışmaları”, Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Derg., Cilt 13, Sayı 1, Sayfa 74–86, 2021.
55. 56. Gul, J. Z. et. al., “3d printing for soft robotics–A review”, Sci. Technol. Adv. Mater., Vol. 19, Issue 1, Pages 243–262, 2018.
56. 57. Özbaran, C., Dilibal, S., “Yatay ve dikey kremayer-pinyon dişli mekanizmaları kullanılarak paralel çeneli robotik tutucu tasarımı ve eklemeli imalat yöntemi ile üretimi”, Int. J. 3D Print. Technol. Digit. Ind., Cilt 4, Sayı 2, Sayfa 139–151, 2020.
57. 58. Taşdemirci, Ç., Özkan, A., “3b yazıcı kullanarak mekanik parmak protezi tasarımı ve üretimi”, Sayı December, Sayfa 4–5, 2020.
58. 59. Akbaba, A. İ., Akbulut, E., “3 boyutlu yazıcılar ve kullanım alanları”, ETÜ Sentez İktisadi ve İdari Bilim. Derg., Cilt 3, Sayı March, Sayfa 19–46, 2021.
59. 60. Çetin, M., Yaşar, M., “3d yazıcıyla üretilen açık gözenekli köpük modellerin gerçek üretim şartlarıyla karşılaştırılması”, in International Congress On 3d Printing Technologies And Digital Industry, Sayfa 297–302, 2019.
60. 61. Türkmen, H., “3 boyutlu yazıcıda üretilen polimer malzemelerin kuru kayma altındaki tribolojik davranışlarının deneysel olarak araştırılması”, [Experimental investigation of tribological behaviors of polymer materials in under dry sliding which is produced in 3d printer] [Thesis in Turkish], Bursa Uludağ Üniversitesi, Bursa, 2020.
61. 62. Aydın, T., Aydın, M., “Otomotiv ürün geliştirme sürecinde doğrudan dijital imalat”, İleri Teknoloji Bilim. Dergisi, Cilt 8, Sayı 2, Sayfa 17–27, 2019.
62. 63. Cîrstea, C. I., Copilusi, P. C., Adrian, C., “Analysis of mechanical stress behavior of fixing bolts for a ford engine block”, Appl. Mech. Mater., Vol. 880, Pages 220–225, 2018.
63. 64. Özel, Ş., Zeren, M., Alp, N. Ç., “Application of layered manufacturing technology with 3d printers in automotive industry”, Uluslararası 3b Yazıcı Teknol. ve Dijital Endüstri Dergisi, Cilt 4, Issue 1, Sayfa 18–31, 2020.
64. 65. Ganesh Sarvankar S., Yewale, S. N., “Additive manufacturing in automobile industry”, Int. J. Res. Aeronaut. echanical Eng., Vol, 7, Issue 4, Pages 1–10, 2019.
65. 66. Durgun, İ., Başaran, D., Demirkan, U., “3b yazıcı sistemleri ile otomobil arka aydınlatma grubunun geliştirilmesi”, in 17. Uluslararası Makina Tasarım ve İmalat Kongresi, 2016.
66. 67. Martin, M., “Analyse des opportunités de l’impression 3D dans l’industrie automobile”, Université catholique de Louvain, 2017.
67. 68. Balan, L., Yuen, T., Mehrtash, M., “Problem-based learning strategy for CAD software using free-choice and open-ended group projects”, Procedia Manuf., Cilt 32, Sayfa 339–347, 2019.