Exploring the potential of additive manufacturing in large scale structures

Dijital ve hesaplamalı tasarımdaki en son gelişmeler çağdaş mimarlıkta paradigma kaymasına sebep olmuştur. Yeni hesaplamalı tasarım araçları mimarın tasarım esnasında kullandığı form yelpazesini genişletmiş ve rijit formlar yerine daha akışkan ve dinamik formlar kullanmasına imkan sağlamıştır. Ancak yeni hesaplamalı tasarım araçları çağdaş mimarinin sadece form yelpazesini genişletmekle kalmamış aynı zamanda tasarlama ve yapma eylemlerinin arasındaki kopuşu sonlandırma gücüne sahip olmuştur. Tasarım ve yapma eylemlerinin arasındaki yeniden bütünleşme süreci mimar, mühendis ve uygulamacının da rollerini tekrar tanımlayarak sanayi devrimi öncesinde olduğu gibi bu rolleri birbirine yakınlaştırmıştır. Dijital üretim teknikleri ve özellikle de Eklemeli Üretim teknikleri karmaşık geometrilerin üretimini kolaylaştırdığı için tasarımcıların tasarım esnasında düşünme biçimlerini de etkilemiştir. Modern dönemde 'tasarım' malzeme ve üretim yöntemini dikte ederken, dijital araçların yaygın olarak kullanıldığı yeni dönemde artık döngüsel bir tasarım anlayışı egemen olmaya başlamıştır. Döngüsel tasarım anlayışında tasarımın malzeme ve üretim yöntemi üzerinde etkisi olduğu gibi malzemenin ve üretim tekniğinin de tasarımın üzerinde etkisi vardır. Bu sebeple de seçilen üretim tekniği çıkacak nihai ürünün tasarımında belirleyeci bir unsur haline gelmiştir. Uzayda insan yaşamı ile ilgili araştırmaların hız kazanmasına paralel olarak son on yılda özellikle yapı ölçeğindeki Eklemeli Üretim sistemleri üzerindeki araştırmalar da hız kazanmıştır. Yapı ölçeğinde Eklemeli Üretim sistemlerinde kaydedilen gelişmeler ve bu gelişmelerden doğan fırsatlar bu tezin arkasındaki ana itici güç olmuştur. Yapı ölçeğindeki modül ve hatta monolitik üretimler güncel teknolojilerin mimarlık, inşaat ve mühendislik alanlarını hangi noktaya taşıdığı ve gelecekte vizyonun ne olduğunu anlamak için önemli bir ayrımdır. Tez kapsamında Eklemeli Üretim sistemleri ve yapı ölçeğindeki uygulamalar üç aşamada ele alınmıştır. İlk aşamada eklemeli üretim sistemlerinin tarihçesi ve gelişim aşamaları incelenmiştir. Tarihçesine paralel olarak ilk kullanılmaya başlandıkları 1980'lerden bu yana sınıflandırma çabaları ele alınmıştır. Son olarak da ASTM'nin gerçekleştirdiği sınıflandırma referans alınarak güncel teknolojiler incelenmiştir. İlk bölümde Eklemeli Teknolojiler ile ilgili bir alt yapı oluşturulduktan sonra ikinci bölümde yapılarda Eklemeli Üretim sistemlerinin incelenmesi için bir yöntem geliştirilmeye çalışılmıştır. Yapı ölçeğinde Eklemeli Üretim sistemleri henüz gelişmekte olan ve çok yeni bir konu olması sebebi ile ve aynı zamanda da yoğun olarak uygulamaya dayanan bir konu olduğu için henüz üzerinde yapılan teorik çalışmalar kısıtlıdır. Her ne kadar teorik alt yapı kısıtlı olsa da sağlıklı bir örnek incelemesi yapabilmek için anlamlı ve tutarlı bir altyapı hazırlamak önem taşımaktadır. Bu sebeple yapı ölçeğinde Eklemeli Üretim sistemlerinin incelenebilmesi için bir sınıflandırma sistemi önerilmiştir. Önerilen sınıflandırma sistemine paralel olarak seçilen örneklerin incelemesi gerçekleştirilmiştir. Örnek seçiminde ise seçilen projenin ayırt edici özelliği olması ve konu alanında yapılan çalışmaları ileriye taşıyıcı özelliği olması kriter olarak kullanılmıştır. Önerilen sınıflandırma sistemi ile beraber gerçekleştirilen örnek incelemesi çok sayıda örneğin daha anlamlı ve tutarlı olarak incelenmesine olanak sağlamıştır. Yine aynı bölümde örnek incelemelerinin mevcut uygulamalara göre daha iyi konumlandırılabilmesi için ekonomik açıdan ve sürdürülebilirlik açısından konu üzerinde yapılan araştırmalara yer verilmiştir. Örnek incelemesini takiben henüz uygulama alanı kısıtlı olan ancak gelecek potansiyeli taşıyan uygulamalar incelenmiş ve bu örneklere paralel olarak araştırma konusu önerisi getirilmiştir. Üçüncü ve son aşamada da eklemeli üretim sistemlerinin avantajları, dezvantajları tartışılmış ve mimarlık, mühendislik ve inşaat alanındaki potansiyel etkileşimleri değerlendirilmiştir. Değerlendirme sonucunda Eklemeli sistemlerin tasarımcılara geometrik özgürlük getirdiği gibi sektörel olarak da malzeme, işçilik, zaman vb konularda verimliliği arttırması beklenmektedir. Verimlilikteki artışa sebep olan süreçlere paralel olarak sürdürülebilirlik konusunda da iyileşmeleri getirmektedir. Ancak yapı ölçeğindeki uygulamalar her ne kadar çok hızlı gelişse de halen deneysel bir aşamadadır. Sürecin daha da hızlanması teknolojik gelişmelere bağlı olduğu gibi aynı zamanda teknolojinin sektördee kullanılırlığının artması için gerekli yasal düzenlemelerin yapılarak yönetmeliklerin güncellenmesi gerekmektedir. Son değerlendirmede ise Eklemeli Üretim sistemlerinin belirtilen avantajlarının ötesinde yarattığı gerçek farklılığın tasarımcıların düşünme ve tasarlama biçimlerinde olduğu tartışılmıştır.