"11 Soru 11 Cevap" röportaj serimin altmış birinci konuğu; Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü'nde malzeme bilimi, kaynak teknolojileri ve geleneksel olmayan imalat yöntemleri üzerine çok değerli akademik çalışmalar yürüten öğretim üyesi Sayın Prof. Dr. Emel Taban olacaktır.
Lisans eğitimini Atatürk Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü’nde tamamladıktan sonra akademik yolculuğuna Kocaeli Üniversitesi’nde Makina Mühenndisliği üzerine yüksek lisans ve doktora süreçleriyle devam eden hocamız; doktora eğitimi sırasında Belçika Kaynak Teknolojisi Enstitüsü’nde (Belgian Welding Institute) misafir araştırmacı ve doktora öğrencisi olarak bulunmuş, doktora sonrasında ise The Ohio State University’de doktora sonrası araştırmacı olarak uluslararası ölçekte önemli çalışmalara imza atmıştır.
Yoğun akademik programına rağmen röportaj teklifimi nazikçe kabul ederek bu söyleşiye katkı sunduğu için kendisine çok teşekkür ediyorum. Kıymetli görüşlerinin; akademiyle ilgilenen gençler ve araştırmacılar için yol gösterici ve ilham verici olacağına yürekten inanıyor, izninizle sorularıma geçiyorum.
1. Öncelikle nasılsınız? Makine Mühendisliği yolculuk hedefiniz nasıl başladı, bizlerle paylaşabilir misiniz?
Öncelikle teşekkür ederim. İyiyim Mert teşekkürler, hayatımın hem mesleki hem de kişisel açıdan farklı deneyimlerle zenginleştiği bir dönemindeyim. Bu soruya beklenen cevap genelde hep hayalimdi şeklindedir. Benim mühendislik yolculuğum, çocukluğumdan itibaren makine mühendisi olmayı hayal ederek başlamadı. Küçükken öğretmencilik oynamayı çok severdim. Özellikle biyolojiye ilgim vardı ve biyoloji öğretmeni olmayı düşünüyordum. Matematik öğretmenimin mühendisliği seçebilirsin dediği dönemde makine mühendisliğinde okuyan bir üniversite öğrencisiyle yaptığım sohbetler bu alana ilgi duymamı sağladı. O dönemde üniversite tercihleri sınav sonuçları açıklanmadan yapılıyordu. Tercihlerim arasında yer verdiğim tek mühendislik bölümü makine mühendisliğiydi. Başlangıçta mühendislik eğitiminin oldukça zor olacağını düşünüyor, başarılı olup olamayacağımdan emin olamıyordum, eğitimim ilerledikçe makine mühendisliğinin çok farklı uzmanlık alanlarını içinde barındırdığını keşfettim. Özellikle malzeme bilimi ve imalat teknolojileri ilgimi çekmeye başladı. Bugün geriye dönüp baktığımda, çocukluğumda biyolojiye duyduğum merakla malzeme bilimine duyduğum ilgi arasında bir benzerlik görüyorum. Her ikisinde de yapı ile özellikler arasındaki ilişkiyi, bir sistemin nasıl çalıştığını ve hangi koşullarda değiştiğini anlamaya çalışıyoruz.
Kaynak teknolojileriyle tanışmam ise bu ilginin daha da derinleşmesini sağladı. Kaynak sırasında ısının etkisiyle çeliğin renginin ve davranışının değişmesi, benim için başlangıçta görsel olarak da oldukça etkileyiciydi. Zamanla bu değişimlerin arkasındaki metalurjik mekanizmaları anlamak, bilimsel merakımın merkezine yerleşti. Böylece makine mühendisliği içerisinde kendime ait bir uzmanlık alanı buldum. Malzeme bilimi, kaynak metalurjisi ve imalat teknolojileri üzerine yoğunlaşarak akademik kariyerimi bu doğrultuda geliştirdim.
Bugün gençlere de özellikle şunu söylemek istiyorum. On sekiz yaşında bütün hayatınızı ve kariyerinizi kesin biçimde planlamış olmanız gerekmiyor. Önemli olan merakınızı korumak, farklı alanları tanımaya açık olmak ve ilginizi çeken konuların peşinden gidebilmek. Bazen insan mesleğini bir anda bulmuyor, önce bir kapıdan giriyor, sonra o mesleğin içinde kendine ait yeri inşa ediyor. Benim hikayem biraz böyle.
2. Sürtünme Karıştırma Kaynağı (FSW) gibi katı faz teknolojilerinde malzemeyi eritmeden birleştiriyorsunuz. Malzemeyi eritmemek, onun mikroyapısal hafızasını ve mekanik karakterini geleneksel kaynağa göre nasıl koruyor?
Sürtünme Karıştırma Kaynağı, yani FSW, malzemelerin ergime sıcaklığına ulaşmadan birleştirildiği bir katı hal kaynak yöntemidir. Bu yöntemde dönen bir takımın oluşturduğu sürtünme ısısı ve mekanik deformasyon sayesinde malzeme plastik olarak şekil değiştirir ve birleştirme gerçekleşir. Geleneksel ergitme kaynağından en önemli farkı, malzemenin ergime sıcaklığının üstüne sıcaklığının çıkmamasıdır. Böylece ergime ve yeniden katılaşmaya bağlı olarak ortaya çıkabilen bazı metalurjik problemlerden kaçınmak mümkün olur. Mesela çatlaklar ve katılaşma sürecine bağlı gözeneklilik gibi kusurların oluşma mekanizmaları ortadan kalkar. Uygun koşullarda daha düşük çarpılma ve kalıntı gerilme seviyeleri elde etmek te mümkün olabilir. Buradaki önemli bir noktayı vurgulamak isterim. Malzemenin ergitilmemesi, başlangıç mikroyapısının tamamen korunduğu anlamına gelmiyor, FSW sırasında malzeme önemli ölçüde plastik deformasyona ve sıcaklık değişimine maruz kalır. Bunun sonucunda dinamik yeniden kristalleşme, tane yapısında değişimler ve özellikle çökelme sertleşmesiyle mukavemet kazanan alaşımlarda çökeltilerin çözünmesi veya aşırı yaşlanma gibi mikroyapısal dönüşümler meydana gelebilir. Dolayısıyla bu yöntemde de kaynak parametrelerinin doğru seçilmesi önemli, ayrıca kaynak sonrası bazı ısıl işlemler yapılması gerekebilir. Takım geometrisi, dönme hızı, ilerleme hızı ve oluşan sıcaklık dağılımı, bağlantının mikroyapısını ve mekanik özelliklerini doğrudan etkiler. FSW özellikle geleneksel ergitme yöntemleriyle kaynaklanması zor olan bazı yüksek mukavemetli alüminyum alaşımlarında önemli avantajlar sunuyor, yine de uygun olmayan işlem koşullarında bu alaşımların ısıdan etkilenen bölgelerinde mukavemet kayıpları yine meydana gelebilir. Bu nedenle asıl hedefimiz, malzemenin başlangıçtaki mikroyapısını hiç değiştirmemek değil, kaynak işlemi sonucunda istenen özellikleri sağlayan bir mikroyapı elde etmektir.
Bence bu yöntemin en etkileyici yönü, malzemeyi ergitmeden, adeta onu yeniden yoğurarak güçlü bir bağlantı oluşturabilmemizdir.
3. Endüstride korozyon direnci ile yüksek mukavemet arasındaki o hassas dengeyi kaynak esnasında korumanın en kritik anahtarı nedir?
Bence bu dengenin korunmasındaki en kritik unsur, kaynak işlemi sırasında malzemenin maruz kaldığı ısıl çevrimin doğru kontrol edilmesidir. Zira bir malzemenin mukavemeti ve korozyon direnci yalnızca kimyasal bileşimine değil, mikroyapısına da bağlıdır. Kaynak sırasında uygulanan ısı, diğer bir deyişle termal çevrim, malzemenin faz yapısını, tane boyutunu, çökelti dağılımını ve dolayısıyla mekanik ve kimyasal davranışını değiştirebilir. Örneğin bazı ostenitik paslanmaz çeliklerde uygun olmayan sıcaklık koşulları, tane sınırlarında krom karbürlerinin çökelmesine ve bu bölgelerde kromca fakirleşmeye neden olabilir. Bu durum malzemenin taneler arası korozyona duyarlılığını artırabilir. Benzer şekilde çökelme sertleşmesiyle mukavemet kazanan alüminyum alaşımlarında, kaynak sırasında oluşan ısıl çevrim sertleştirici çökeltilerin yapısını değiştirebilir. Bunun sonucunda özellikle ısıdan etkilenen bölgede mukavemet kayıpları meydana gelebilir. Dolayısıyla farklı malzemeler için aynı kaynak yaklaşımını kullanmak doğru değildir.
Yani kaynakta uyguladığımız reçeteler malzeme türüne göre değişir. Öncelikle malzemenin metalurjik özelliklerini anlamak, ardından uygun kaynak yöntemini, ilave metali, ısı girdisini ve gerektiğinde kaynak öncesi veya sonrası uygulanacak işlemleri belirlemek gerekir. Burada yalnızca kaynak dikişinin başlangıçtaki mekanik özelliklerine odaklanmak da yeterli değildir. Bağlantının gerçek çalışma koşullarında karşılaşacağı sıcaklık, yükleme ve korozif ortamlar da dikkate alınmalıdır. Bence iyi bir kaynak mühendisinin en önemli yetkinliklerinden biri, kaynak sırasında oluşacak mikroyapısal değişimleri öngörebilmesi ve bunları kontrol edebilmesidir.
Öğrencilerime söylerim, nasıl ki arkadaşınızı iyi tanımadan nasıl davranacağınızı seçemezsiniz, çeliğinizi de iyi tanımalısınız. Geçmişini, bugünkü koşullarını ve hangi servis koşullarında çalışacağını, kendisinden o servis koşullarında beklenen özellikleri bilerek parametre seçimlerini yapmalısınız.
Kaynak mühendisliğinin asıl mahareti, parçaları yalnızca birleştirmek değil, birleştirirken malzemenin ihtiyaç duyduğumuz özelliklerini de koruyabilmektir. Yani kaynaktan sonra da malzemenin mekanik ve-veya korozyon özellikleri korunmalı.
4. Havacılık ve uzay sanayiinde alüminyum alaşımları hafifliği için şart, ancak kaynak esnasında ciddi mukavemet kayıpları yaşanabiliyor. Bu “hafif ama zayıf düşen” bölgeleri kurtarmak için malzeme dünyası nasıl bir çözüm üretiyor?
Havacılık ve uzay sanayisinde malzeme seçiminde en önemli kriterlerden biri, düşük ağırlıkla birlikte yüksek mekanik performans elde edebilmektir. Bu nedenle yüksek özgül mukavemete sahip alüminyum alaşımları pek çok uygulamada önemli bir yere sahiptir. Özellikle 2xxx ve 7xxx serisi gibi bazı yüksek mukavemetli alüminyum alaşımlarının kaynak edilmesi önemli metalurjik zorluklar içerir. Bu alaşımların mukavemeti büyük ölçüde mikroyapılarında bulunan sertleştirici çökeltilere bağlıdır. Kaynak sırasında oluşan yüksek sıcaklıklar, bu çökeltilerin çözünmesine veya irileşmesine neden olabilir. Böylece özellikle ısıdan etkilenen bölgede başlangıç malzemesine göre daha düşük mukavemete sahip bölgeler oluşabilir. Geleneksel ergitme kaynağında buna ek olarak katılaşma çatlakları, gözeneklilik, çarpılma ve kalıntı gerilmeler gibi problemler de ortaya çıkabilir. Bu zorlukların aşılmasında öne çıkan yöntemlerden biri Sürtünme Karıştırma Kaynağıdır. Malzemeyi eritmeden birleştirmesi sayesinde ergime ve katılaşmadan kaynaklanan bazı kusurları önleyebilir ve özellikle belirli yüksek mukavemetli alüminyum alaşımlarında önemli avantajlar sağlayabilir. Ancak FSW de bütün problemleri otomatik olarak ortadan kaldırmaz. Bu yöntemde de ısıl çevrimin etkisiyle mikroyapısal değişimler ve yerel mukavemet kayıpları meydana gelebilir. Bu nedenle takım tasarımı, kaynak parametrelerinin optimizasyonu, sıcaklık ve kuvvet gibi proses verilerinin izlenmesi, uygun alaşımlarda kaynak sonrası işlemler ve bağlantı tasarımının geliştirilmesi büyük önem taşır.
Bunun yanında lazer ve hibrit kaynak teknolojileri de uygun malzeme ve uygulamalarda daha kontrollü ısı girdisi ve yüksek üretim hızı gibi avantajlar sağlayabilir. Havacılık uygulamalarında yalnızca statik mukavemet değerlerine bakmak da yeterli değildir. Yorulma dayanımı, hasar toleransı ve bağlantının uzun dönem güvenilirliği en az başlangıç mukavemeti kadar önemlidir.
Dolayısıyla kaynak teknolojilerindeki gelişmeleri yalnızca daha güçlü bağlantılar üretmek olarak değil, daha hafif, daha güvenilir ve daha verimli mühendislik yapıları tasarlayabilmenin bir yolu olarak görüyorum.
5. Amerikan Kaynak Cemiyeti (AWS) tarafından verilen prestijli McKay-Helm Ödülü’nü Türkiye’de kazanan ilk bilim insanısınız. Bu ödülü getiren spesifik çalışma veya o süreçteki kırılma noktanız neydi?
McKay Helm Ödülü, akademik kariyerimde çok özel bir yere sahip. Çünkü bilimsel çalışmalarımın uluslararası düzeyde değerlendirilmesi ve takdir edilmesi açısından benim için önemli bir dönüm noktası oldu.
Bu ödülü, Welding Journal dergisinin Ağustos 2012 sayısında yayımlanan, “Effect of Consumable on the Properties of GMA Welded EN 1.4003 Type Stainless Steel” başlıklı çalışmamızla aldım. Çalışmayı Belçika’da deneylerini yürüttüğüm ve önemli bir Avrupa projesinin sonuçlarını içeren doktora tez çalışmalarım sonucu yazmıştım. Çalışmamızda modifiye ettiğimiz EN 1.4003 tür ferritik martenzitik paslanmaz çeliğin gaz metal ark kaynağıyla birleştirilmesinde kullanılan ilave metalin, kaynaklı bağlantının özellikleri üzerindeki etkisini araştırmıştım. Kaynaklı bir bağlantının performansı yalnızca ana malzemenin özelliklerine bağlı değildir. Kullanılan ilave metal, kaynak metalinin kimyasal bileşimini ve mikroyapısını etkileyerek bağlantının mekanik ve metalurjik davranışını değiştirebilir. Bu araştırmada da farklı ilave metal seçimlerinin bağlantı özelliklerine nasıl yansıdığını var.
Benim için çalışmanın en değerli tarafı, malzeme biliminin temel prensiplerini gerçek bir kaynak mühendisliği problemine uygulayabilmekti. Bir malzemenin kimyasal bileşimi, mikroyapısı, kaynak yöntemi ve bağlantı performansı arasındaki ilişkileri anlamaya yönelik çalışmalarımın uluslararası karşılık bulması beni çok mutlu etti.
Ödülü 2013 yılında Chicago’da düzenlenen törende almak da unutamadığım deneyimlerden biriydi. O törenin atmosferi bana adeta bilim dünyasının Oscar törenindeymişim gibi hissettirmişti. Elbette bir bilim insanı için en önemli motivasyon yalnızca ödül almak değildir. Uzun yıllar emek verdiğiniz bir araştırma alanında çalışmalarınızın uluslararası bilim camiası tarafından takdir edilmesi, özellikle genç bir akademisyen için önemli bir cesaret ve motivasyon kaynağı olabiliyor. Bugün geriye dönüp baktığımda, bu ödülün bana kazandırdığı en önemli duygunun, bilimsel merakımın ve araştırma yaklaşımımın uluslararası ölçekte de değer taşıdığını görmek olduğunu söyleyebilirim. Hiç dinmeyen yağmurların olduğu Belçika’da laboratuvar arkadaşlarımın deyimiyle black roomda geçirdiğim günlerin, aylarca yaptığım deneylerin sonuçlarının ödülü gibi birşeydi.
Bugün benim için bu ödül yalnızca bilimsel bir başarı değil; merakın, emeğin ve kendi yolunu açma cesaretinin somut bir hatırası.
6. İmalat ve otomotiv sanayiinin devlerine danışmanlık yaptınız. Laboratuvarda mikroskop altında kusursuz duran bir malzeme veya kaynak dikişi, sanayideki seri üretim tezgâhına indiğinde en çok hangi gerçeklerle karşılaşıyor?
Laboratuvar ortamında geliştirilen bir kaynak teknolojisinin sanayiye aktarılması, araştırmanın en önemli ve aynı zamanda en zorlayıcı aşamalarından biri, çünkü laboratuvarda deneylerimizi genellikle kontrollü koşullar altında gerçekleştiririz. Malzemeyi, numune geometrisini, kaynak parametrelerini ve deney ortamını mümkün olduğunca sabit tutmaya çalışırız. Sanayiye geçtiğinizde çok daha fazla değişkenle karşılaşırsınız. Seri üretimde malzeme özelliklerindeki küçük farklılıklar, parça geometrisi, üretim toleransları, ekipman koşulları, operatör etkisi, üretim hızı ve maliyet gibi pek çok faktör süreci etkileyebilir. Laboratuvarda birkaç numune üzerinde başarılı sonuçlar elde etmekle, aynı kaliteyi yüzlerce veya binlerce parçada tekrarlanabilir biçimde sağlayabilmek aynı şey değil. Örneğin laboratuvarda oldukça iyi mekanik özelliklere sahip bir kaynaklı bağlantı elde edebilirsiniz ama aynı yöntemi seri üretime uyguladığınızda çevrim süresinin çok uzun olması, bağlantı geometrisinin değişmesi, ekipman sınırlamaları veya kalite kontrol maliyetleri yöntemin uygulanabilirliğini zorlaştırabilir. Bu nedenle sanayi açısından yalnızca teknik olarak başarılı bir çözüm geliştirmek yeterli değildir. Çözümün üretilebilir, ekonomik, tekrarlanabilir ve güvenilir olması da gerekir. Bence akademi ile sanayi arasındaki iş birliğinin en önemli katkısı burada ortaya çıkıyor. Akademi, problemlerin arkasındaki bilimsel mekanizmaları anlamaya ve yeni çözümler geliştirmeye odaklanırken sanayi, bu çözümlerin gerçek üretim koşullarında uygulanabilirliğini değerlendiriyor.
En verimli iş birliklerinin, araştırma probleminin daha başlangıçta birlikte tanımlandığı çalışmalar olduğunu düşünüyorum çünkü sanayinin gerçek ihtiyacını doğru anlamadan geliştirilen bir teknoloji, bilimsel açıdan başarılı olsa bile uygulamada beklenen karşılığı bulamayabilir. Bu nedenle araştırma, deneysel doğrulama, üretim koşullarına uyarlama ve kalite güvence süreçlerinin birlikte değerlendirilmesi gerekiyor.
Sonuçta laboratuvarda bir teknolojinin çalıştığını göstermek bilimsel bir başarıdır, bu kabul ama onu gerçek üretim koşullarında güvenilir ve sürdürülebilir hale getirmek ise mühendisliğin başarısıdır.
7. Yapay zeka ve dijital ikiz teknolojileri imalatı ele geçiriyor. Yakın gelecekte kaynak parametrelerini optimize eden ve hataları bulan akıllı algoritmalar, kaynak mühendislerinin yerini tamamen alabilir mi?
Yapay zeka ve dijital ikiz teknolojilerinin kaynak mühendisliğinde çok önemli bir dönüşüm yarattığını düşünüyorum. Öte yandan bu dönüşümü mühendislerin yerini makinelerin alması şeklinde değil, mühendislik süreçlerinin daha akıllı, öngörülebilir ve verimli hale gelmesi olarak değerlendirmekten yanayım. Kaynak süreci oldukça karmaşık bir süreçtir. Isı transferi, malzemenin metalurjik davranışı, mekanik etkiler ve proses parametreleri birbiriyle etkileşim halindedir. Kaynak akımı, gerilim, ilerleme hızı, sıcaklık ve diğer işlem parametrelerindeki değişimler, oluşan bağlantının mikroyapısını, mekanik özelliklerini ve kalitesini doğrudan etkileyebilir. Yapay zeka algoritmaları, bu süreçlerde elde edilen büyük miktardaki veriyi analiz ederek parametre optimizasyonuna, hata tespitine ve kalite kontrolüne önemli katkılar sağlayabilir. Bunun örneklerini de bugün geliştirilen projelerde görüyoruz.. Örneğin kaynak sırasında toplanan elektriksel sinyaller, sıcaklık verileri veya görüntüler üzerinden belirli kusurların oluşma olasılığı değerlendirilebiliyor. Dijital ikiz teknolojileri ise bu yaklaşımı bir adım ileri taşıyor. Fiziksel bir üretim sürecinin sayısal ortamda oluşturulan ve gerçek süreçten gelen verilerle güncellenebilen temsilini kullanarak farklı üretim koşullarının etkilerini incelemek, olası problemleri öngörmek ve süreç performansını iyileştirmek mümkün hale gelebilir. Böylece yalnızca üretim sonrasında hata aramak yerine, hataları henüz oluşmadan önlemeye yönelik yaklaşımlar geliştirilebiliyor. Kestirimci bir işlem gibi düşünebiliriz yani. Dikkat çekmek istediğim burada çok önemli bir ayrım var: Bir algoritmanın veriler arasındaki ilişkileri belirleyebilmesi, bu ilişkilerin arkasındaki fiziksel ve metalurjik mekanizmaları bütünüyle anladığı anlamına gelmez. Bu ne demek? Bir yapay zeka modeli belirli kaynak parametrelerinde daha yüksek mukavemet elde edildiğini öngörebilir. Fakat bu sonucun hangi mikroyapısal dönüşümlerden kaynaklandığını, farklı bir alaşımda veya çalışma koşulunda aynı sonucun geçerli olup olmayacağını değerlendirmek için temel ve sağlam mühendislik bilgisine ihtiyaç vardır. Üstelik havacılık, enerji ve ulaşım gibi güvenliğin kritik olduğu sektörlerde bir bağlantının güvenilirliği yalnızca sayısal tahminlere bırakılmamalı bence. Modellerin deneysel olarak doğrulanması, ilgili standartların sağlanması ve sonuçların mühendislik açısından değerlendirilmesi gerekir. Bu yüzden yapay zekanın kaynak mühendislerini tamamen ortadan kaldıracağını düşünmüyorum. Onun yerine mühendislerin çalışma biçimlerini ve sahip olmaları gereken yetkinlikleri önemli ölçüde değiştireceğine inanıyorum. Geleceğin kaynak mühendisinin yalnızca malzeme ve üretim teknolojilerini bilmesi yeterli olmayacak. Aynı zamanda veri analizi, sayısal modelleme ve yapay zeka araçlarını anlayabilmesi, bu araçların ürettiği sonuçları eleştirel bir bakış açısıyla değerlendirebilmesi gerekecek. Bence mühendislik eğitiminin de bu dönüşüme uyum sağlaması önemli. Çünkü bilgiye erişimin giderek kolaylaştığı bir dünyada, doğru soruları sorabilmek, elde edilen bilgiyi yorumlayabilmek ve bilimsel temellere dayalı kararlar verebilmek çok daha değerli hale gelecek.
Büyük ihtimalle gelecekte asıl fark yapay zeka ile mühendisler arasında değil, yapay zekayı mühendislik bilgisiyle birlikte etkin ve sorumlu biçimde kullanabilenlerle kullanamayanlar arasında ortaya çıkacabilir. Öte yandan, düşünmeyi tamamen yapay zekaya teslim etmemeli, onu birlikte düşündüğümüz, düşünme kapasitemizi artırmaya yardımcı olan zeki bir arkadaşımız gibi değerlendirmeliyiz.
8. Yeşil Mutabakat ve sürdürülebilirlik artık makine imalatının da merkezinde. Bir malzemenin sadece sağlamlığı değil, yaşam döngüsü ve geri dönüştürülebilirliği malzeme seçim kriterlerini nasıl değiştiriyor?
Geleneksel mühendislik yaklaşımında malzeme seçimi büyük ölçüde mukavemet, sertlik, tokluk, korozyon direnci, maliyet ve üretilebilirlik gibi kriterlere dayanıyordu. Elbette bu özellikler bugün de son derece önemli. Sürdürülebilirlik anlayışının gelişmesiyle birlikte artık bir malzemeyi yalnızca kullanım sırasındaki performansına göre değerlendirmek yeterli olmayacak. Bir malzemenin hammaddesinin elde edilmesinden üretimine, işlenmesinden kullanımına ve kullanım ömrünün sonunda nasıl değerlendirileceğine kadar bütün süreçleri dikkate almak gerekiyor. Bu yaklaşımı yaşam döngüsü değerlendirmesi olarak adlandırıyoruz.
Kaynak ve birleştirme teknolojileri de bu dönüşümün önemli bir parçası. Çünkü bir ürünün yalnızca nasıl üretildiği değil, gerektiğinde nasıl onarılabileceği, sökülebileceği ve kullanım ömrünün sonunda nasıl geri kazanılabileceği de sürdürülebilirliği etkiliyor. Uygun bir onarım kaynağıyla bir parçanın kullanım ömrünü uzatmak, bazı durumlarda yeni bir parçanın üretilmesi için gerekli hammadde ve enerji ihtiyacını azaltabilir ancak onarımın güvenilirliği, maliyeti ve çevresel etkisi de ayrıca değerlendirilmelidir.
Avrupa Yeşil Mutabakatı gibi politikalar ve bunlarla bağlantılı düzenlemeler, sanayiyi karbon emisyonlarını azaltmaya, kaynak verimliliğini artırmaya ve daha döngüsel üretim modelleri geliştirmeye yönlendiriyor. Bu dönüşüm, mühendislerin malzeme seçimi ve üretim süreçlerine bakışını da değiştiriyor. Bence geleceğin mühendisleri yalnızca en yüksek performanslı malzemeyi seçmeye değil, ihtiyaç duyulan performansı en uygun kaynak kullanımı ve çevresel etkiyle sağlayan çözümleri geliştirmeye odaklanacak.Burada sürdürülebilirliği yalnızca geri dönüşümle sınırlamamak gerekiyor. Dayanıklı ürünler tasarlamak, kullanım ömrünü uzatmak, bakım ve onarımı kolaylaştırmak, üretim sırasında malzeme kayıplarını azaltmak ve mümkün olduğunda yeniden kullanımı desteklemek de bu yaklaşımın parçaları.
Benim için sürdürülebilir mühendislik, yalnızca daha az kaynak tüketerek üretmek değil, ürettiğimiz her parçanın bütün yaşam döngüsü boyunca yaratacağı değeri ve çevresel etkiyi birlikte düşünmektir.
9. Makine Malzemesi alanı, makine mühendisliği ile metalurjinin tam kesişim kümesi. Bir makine mühendisinin, tasarladığı parçaya bir metalurjist gözüyle bakabilmesi ona nasıl bir vizyon katar?
Makine mühendisliği ile metalurji ve malzeme biliminin birbirini tamamlayan disiplinler olduğunu düşünüyorum. Bir makine mühendisi bir parçayı tasarlarken onun hangi yükler altında çalışacağını, nasıl üretileceğini ve hangi performansı göstermesi gerektiğini değerlendirir. Malzeme bilimi ise o parçanın neden belirli özelliklere sahip olduğunu ve farklı koşullar altında bu özelliklerin nasıl değişebileceğini anlamamızı sağlar. Bir makine mühendisinin tasarladığı parçaya metalurjist gözüyle bakabilmesi, malzemeyi yalnızca teknik kataloglarda belirtilen mekanik özelliklerden ibaret görmemesi anlamına gelir. Mesela iki çelik aynı kimyasal bileşime sahip olsa bile farklı ısıl işlemler veya üretim süreçleri sonucunda farklı mikroyapılara ve dolayısıyla farklı mekanik özelliklere sahip olabilir. Benzer şekilde bir malzemenin başlangıçtaki özellikleri oldukça iyi olsa da kaynak, dövme, şekillendirme veya ısıl işlem gibi üretim süreçleri bu özellikleri değiştirebilir. Dolayısıyla malzeme seçimi, yalnızca bir tablodan uygun mukavemet değerine sahip alaşımı belirlemek değildir. Malzemenin üretim geçmişini, mikroyapısını, uygulanacak imalat yöntemlerini ve kullanım koşullarını birlikte değerlendirmeyi gerektirir. Bu bakış açısı özellikle hasar analizlerinde çok önemlidir. Bir makine elemanı beklenenden önce hasara uğradığında yalnızca tasarım hesaplarını kontrol etmek yeterli olmayabilir. Hasarın arkasında uygun olmayan bir mikroyapı, hatalı ısıl işlem, kaynak sırasında oluşan istenmeyen dönüşümler, yüzey kusurları veya servis koşullarının doğru değerlendirilememesi bulunabilir. Bu bakış açısı, mühendise yalnızca bir problemin sonucunu değil, o sonuca yol açan mekanizmaları da sorgulama becerisi kazandırır.
Ben bu nedenle mühendislik eğitiminde malzeme, imalat ve tasarım arasındaki ilişkinin çok iyi anlaşılması gerektiğini düşünüyorum. Öğrencilerimin bir makine elemanını değerlendirirken yalnızca bu parça uygulanan yüke dayanır mı sorusunu değil, bu malzeme neden bu özelliklere sahip, üretim sırasında mikroyapısı nasıl değişebilir ve gerçek çalışma koşullarında hangi hasar mekanizmaları ortaya çıkabilir sorularını da sormalarını önemserim.İyi bir mühendislik tasarımı yalnızca teorik olarak doğru hesaplanmış bir tasarım değildir, aynı zamanda üretilebilir, güvenilir, ekonomik ve kullanım ömrü boyunca beklenen performansı sağlayabilen bir tasarımdır.
Bir makine mühendisi bir parçanın ne yapması gerektiğini tasarlar. Metalurjik bakış açısı ise o parçanın bunu neden yapabildiğini, hangi koşullarda yapamayacağını ve performansının nasıl geliştirilebileceğini anlamasını sağlar. Bence gerçek mühendislik vizyonu, bu iki bakış açısının birleştiği noktada ortaya çıkar.
10. Yıllardır yürüttüğünüz IAESTE koordinatörlüğü sayesinde küresel laboratuvar kültürlerini gözlemleme şansınız oldu. Türk mühendislik öğrencilerinin uluslararası rekabetteki en güçlü yönü ve en büyük eksiği sizce nedir?
IAESTE’nin benim akademik ve kişisel yolculuğumda çok özel bir yeri var. Çünkü bu programla ilişkim, üniversite temsilcisi olmamdan çok daha önce, henüz 19 yaşında bir mühendislik öğrencisiyken başladı. O yıllarda IAESTE uluslararası staj programı aracılığıyla Ürdün’e giderek yurtdışında staj yapma fırsatı buldum. Bu deneyim benim için yalnızca mesleki bir staj değildi. Farklı bir ülkede, farklı bir kültürde bulunmak, yeni insanlarla tanışmak ve kendi başıma bir şeyleri başarabileceğimi görmek, özgüvenimin gelişmesine çok önemli katkılar sağladı. Belki de en önemlisi, o yaşta kendi potansiyelimi ve yapabileceklerimi keşfetme fırsatı buldum.
Yıllar sonra doçent olduğum dönemde, aynı programın üniversitemizdeki temsilciliğini ve koordinatörlüğünü üstlenmek benim için bu nedenle ayrıca anlamlıydı. Bir zamanlar bana yeni ufuklar açan bir program aracılığıyla bu kez başka öğrencilerin benzer deneyimler yaşamasına katkı sağlayabilecektim. Benim kazandığım özgüveni, bağımsızlık duygusunu ve uluslararası bakış açısını onların da kazanabilmesini istedim.
Uluslararası akademik çalışmalarım ve öğrenci değişim programları kapsamındaki deneyimlerim, farklı ülkelerin mühendislik eğitimi yaklaşımlarını ve öğrencilerin gelişim süreçlerini gözlemleme fırsatı da sundu. Türk mühendislik öğrencilerinin önemli güçlü yönlerinden birinin, sağlam bir teorik altyapı kazanabilmeleri ve karşılaştıkları problemlere çözüm üretme konusunda gösterdikleri çaba olduğunu düşünüyorum. Özellikle kendini geliştirmeye istekli öğrencilerimizin uluslararası ortamlarda oldukça başarılı olabildiklerini gördüm. Bununla birlikte gelişime açık olduğumuz alanların başında, öğrencilerin kendilerini ifade etme, inisiyatif alma, bağımsız karar verme ve öğrendikleri bilgileri farklı problemlere uygulama becerileri geliyor. Burada yalnızca yabancı dil yeterliliğinden söz etmiyorum. Elbette yabancı dil çok önemli; ancak bir dili bilmekle o dili kullanarak düşüncelerini özgüvenle ifade edebilmek, soru sorabilmek, tartışmalara katılabilmek ve kendi fikirlerini savunabilmek aynı şey değil. Bence eğitim sistemimizin öğrencileri yalnızca doğru cevaplara ulaşmaya değil, soru sormaya, hata yapmaktan korkmamaya ve kendi çözümlerini geliştirmeye de teşvik etmesi gerekiyor.
Uluslararası deneyimlerin en önemli katkılarından biri tam da burada ortaya çıkıyor. Bir öğrenci farklı bir ülkede, farklı bir çalışma kültürünün içerisinde bulunduğunda yalnızca teknik bilgi edinmiyor. Aynı zamanda yeni koşullara uyum sağlamayı, farklı kültürlerden insanlarla birlikte çalışmayı, sorunları bağımsız biçimde çözmeyi ve kendi ayakları üzerinde durmayı öğreniyor. Ben bunu önce kendi deneyimimde yaşadım, ardından başka öğrencilerin de bu fırsatlardan yararlanabilmesi için çalıştım. Bu nedenle IAESTE gibi programları yalnızca uluslararası staj olanakları olarak değil, gençlerin kişisel gelişimlerini de destekleyen çok değerli deneyimler olarak görüyorum.
Öğrencilerimizin uluslararası alanda başarılı olabilmeleri için yalnızca daha fazla bilgiye değil, sahip oldukları bilgiye güvenmeye ve bu bilgiyi kullanabilecekleri fırsatlara da ihtiyaçları var.
Genç mühendis adaylarına mümkün olduğunca erken dönemde uluslararası deneyim kazanmalarını, farklı çalışma kültürlerini tanımalarını ve konfor alanlarının dışına çıkmaktan çekinmemelerini öneriyorum. Edindikleri deneyimler sonrasında ülkelerine dönüp hizmet etmelerini ve ait hissettikleri yerlerde çalışmalarını dilerim.
Bence uluslararası deneyim yalnızca dünyayı daha yakından tanımak değil, insanın o dünyanın içinde kendisine de bir yer olduğunu keşfetmesidir. Ben bunu 19 yaşında deneyimledim ve yıllar sonra başka gençlerin de aynı keşfi yapabilmesine katkıda bulunmak istedim.
11. Ağır sanayiyle doğrudan ilişkili, geleneksel olarak erkek egemen algılanan bir alanda uluslararası başarılara imza attınız. Bu sahaya adım atacak genç kadın mühendis adaylarına ilk tavsiyeniz ne olur?
Makine mühendisliği ve özellikle kaynak teknolojileri, uzun yıllar boyunca erkeklerin ağırlıklı olarak yer aldığı alanlar oldu. Böyle bir alanda kadın olarak ilerlemenin kendine özgü zorlukları olduğunu düşünüyorum. Kendi kariyerime baktığımda, mesleki yeterliliğimi ve başarımı kanıtlama ihtiyacını oldukça yoğun yaşadığımı söyleyebilirim. Yalnızca iyi bir mühendis veya akademisyen olmak değil, bulunduğum yeri gerçekten hak ettiğimi göstermek için de büyük çaba harcadığım dönemler oldu. Elbette akademik hayatın doğasında çalışmak, üretmek, sorgulamak ve kendini sürekli geliştirmek var, ama kadınların sayıca az olduğu alanlarda, bazen mesleki yeterliliğinizi ortaya koymanın ötesinde, o alana ait olduğunuzu da kanıtlamanız gerektiğini hissedebiliyorsunuz.
Bugün geriye dönüp baktığımda, bu çabanın beni geliştiren yönleri olduğunu görüyorum. Disiplinli çalışmak, bilimsel üretime önem vermek ve uluslararası düzeyde kendimi geliştirmek kariyerimin önemli parçaları oldu. Sonra zamanla şunu da öğrendim. İnsan, değerini yalnızca başarılarıyla veya başkalarının takdiriyle ölçmemeli.
Genç kadınlara vereceğim mesaj, benim kariyerimin ilk yıllarında kendime verdiğim mesajdan biraz farklı.
Onlara yalnızca çok çalışmalarını ve başarılı olmalarını söylemek istemiyorum. Elbette iyi bir mühendis olmak için sağlam bir teknik altyapı, merak, disiplin ve sürekli öğrenme isteği gerekli ama bunların yanında kendi fikirlerine güvenmeleri, soru sormaktan çekinmemeleri, çalışmalarını görünür kılmaları ve karşılarına çıkan fırsatları değerlendirmeleri de çok önemli.
Özellikle genç kadınların, bir ortamda azınlıkta olduklarında kendilerini geri çekmemelerini isterim. Bir toplantıda fikirlerini ifade etmek, bir araştırma projesinde sorumluluk üstlenmek, uluslararası bir fırsata başvurmak veya yeni bir çalışma alanına yönelmek için kendilerini tamamen hazır hissetmeyi beklemesinler. Ayrıca kariyerlerini yalnızca başkalarının beklentilerine göre şekillendirmesinler. Kendi ilgi alanlarını keşfetsinler, neyi gerçekten yapmak istediklerini sorgulasınlar ve gerektiğinde yön değiştirmekten korkmasınlar.
Bence bugün genç kadınların yalnızca başarılı mühendisler olmaları değil, başarılarını kendi yaşamlarından ve iyi oluşlarından ödün vermeden sürdürebilmeleri de önemli çünkü mesleki başarı, insanın hayatının tamamı değil, anlamlı ve tatmin edici bir yaşamın parçalarından biri olmalı.
Genç kadın mühendis adaylarına özellikle şunu söylemek isterim. Mühendislik dünyasında yer almak için kadın olduğunuzu unutturmanız, herkesten daha fazla çalışarak varlığınızı haklı çıkarmanız veya sürekli kendinizi kanıtlamanız gerekmiyor. Bilginizi geliştirin, emeğinize güvenin, kendi sesinizi duyurun ve istediğiniz alanda cesaretle ilerleyin. Ayrıca güzel göründüğünüzde birilerini rahatsız edeceğinizi düşünerek kendi ışığınızı kısmayın. Siz kendiniz olarak parladığınızda başka kadınlara da parlamaları için cesaret ve ilham vereceksiniz.
Mühendislik dünyasında kendinize bir yer açmak için kimseden izin almanıza gerek yok. Orası zaten sizin de dünyanız.
12. Nükleer santrallerde veya uzay araçlarında kullanılan yüksek performanslı alaşımlar yüzlerce yıl ekstrem koşullara direnecek. Bu insan yapımı ekstrem malzemelerin “derin zaman” içerisindeki aşınma, yaşlanma ve doğaya geri dönme süreçlerini bir malzeme bilimci gözüyle nasıl yorumluyorsunuz?
Malzeme biliminin en ilgi çekici yönlerinden biri, bir malzemenin yalnızca bugün sahip olduğu özellikleri değil, zaman içerisinde nasıl değişeceğini de anlamaya çalışmamızdır. Mesela nükleer enerji ve uzay teknolojileri gibi kritik uygulamalarda kullanılan malzemelerden, yüksek sıcaklık, radyasyon, mekanik yükler, aşındırıcı ortamlar veya büyük sıcaklık değişimleri gibi oldukça zorlayıcı koşullar altında güvenilir biçimde çalışmaları beklenir. Bu uygulamaların tamamında malzemelerin yüzlerce yıl hizmet vermesi beklenmez. Tasarım ömürleri uygulamaya ve çalışma koşullarına göre değişir. Malzemelerin çok uzun zaman ölçeklerindeki davranışlarını anlamak, özellikle nükleer atık yönetimi ve uzun dönem güvenlik değerlendirmeleri açısından büyük önem taşır. Bir malzemenin başlangıçta çok yüksek mukavemete, korozyon direncine veya sıcaklık dayanımına sahip olması, bu özelliklerini süresiz olarak koruyacağı anlamına gelmiyor. Malzemeler zaman içerisinde çevreleriyle etkileşime girer ve mikroyapılarında değişimler meydana gelir. Yüksek sıcaklıklarda sürünme ve mikroyapısal yaşlanma, tekrarlı yükler altında yorulma, agresif ortamlarda korozyon ve bazı nükleer uygulamalarda radyasyon kaynaklı hasar, uzun dönem performansı etkileyen mekanizmalardan bazılarıdır. Örnek verelim, yüksek sıcaklıkta çalışan bir alaşımın mikroyapısındaki çökeltiler zamanla irileşebilir veya kararlılıklarını kaybedebilir. Bu durum malzemenin mekanik özelliklerini değiştirebilir. Benzer şekilde radyasyona maruz kalan malzemelerde atomik ölçekte oluşan hasarlar birikerek gevrekleşme veya boyutsal değişim gibi sonuçlara yol açabilir. Bu nedenle malzeme biliminde dayanıklılığı yalnızca bir malzemenin ne kadar yüksek yüke dayanabildiğiyle değil, belirli çalışma koşulları altında özelliklerini ne kadar süre koruyabildiğiyle de değerlendiririz.
Sorunuzdaki “derin zaman” kavramını bu açıdan oldukça anlamlı buluyorum. Mühendislikte bir malzemenin hizmet ömrünü tasarlarken, aslında onun gelecekte nasıl değişeceğini öngörmeye çalışıyoruz. Üstelik malzemelerin yaşlanma süreçleri her zaman doğrudan gözlemlenebilecek kadar kısa değildir. Bu nedenle hızlandırılmış yaşlandırma deneyleri, uzun süreli performans testleri ve hesaplamalı modelleme yöntemleriyle malzemelerin gelecekteki davranışlarını tahmin etmeye çalışıyoruz. Bu tahminlerin geçerliliği, kullanılan modellerin ve deney koşullarının gerçek hizmet ortamını ne ölçüde temsil ettiğine bağlı. Öte yandan bir malzemenin kullanım ömrünün sona ermesi, tüm hikayesinin bittiği anlamına gelmiyor. Geri dönüşüm ve atık yönetimi de malzemenin yaşam döngüsünün parçalarıdır. Özellikle nükleer uygulamalarda radyoaktif hale gelmiş malzemelerin yönetimi, radyolojik güvenlik nedeniyle özel yöntemler gerektirir. Burada bana göre temel mesele, yalnızca çok dayanıklı malzemeler geliştirmek değil, bu malzemelerin üretiminden kullanımına, kullanım ömrünün sonundan güvenli biçimde yönetilmesine kadar bütün süreçlerini düşünmektir.
Bence malzeme biliminin en önemli sorularından biri artık yalnızca nasıl daha dayanıklı bir malzeme üretiriz değil, ürettiğimiz malzemenin zaman içerisindeki dönüşümünü nasıl öngörür ve bütün yaşam döngüsünü nasıl sorumlu biçimde yönetiriz sorusudur.
Çünkü mühendislik yalnızca bugünün ihtiyaçlarına çözüm üretmek değil, geliştirdiğimiz teknolojilerin gelecekte bırakacağı etkileri de hesaba katmaktır.
13. Laboratuvarda günlerce uğraştığınız, sürekli çatlak veren veya başarısız olan ama dönüp baktığınızda size en çok şey öğreten o “en favori” başarısızlık hikâyeniz hangisi?
Akademik hayatımda beklediğim sonuçları alamadığım, deneyleri tekrar tekrar yapmak zorunda kaldığım ve zaman zaman kendi bilgilerimi sorguladığım pek çok dönem oldu. Bunların arasında özellikle Amerika Birleşik Devletleri’nde doktora sonrası araştırmacı olarak çalıştığım dönemde yaşadığım bir deneyimin benim için ayrı bir yeri var. O dönemde alüminyum ve çelik gibi fiziksel ve metalurjik özellikleri birbirinden oldukça farklı iki malzemenin birleştirilmesi üzerine çalışıyordum. Araştırmanın amacı, bu iki malzeme arasındaki birleştirme bölgesinin farklı termal ve mekanik koşullar altındaki davranışını incelemekti. Bunun için Gleeble adı verilen bir fiziksel simülasyon cihazından yararlanmam bekleniyordu. Başlangıçta araştırmanın hedefi genel hatlarıyla tanımlanmış olsa da bu hedefe hangi deneysel yöntemle ulaşılacağı yeterince net değildi.
Alüminyum ve çeliği doğrudan bu cihazla birleştirmeye çalışmak ciddi teknik güçlükler yaratıyordu. Farklı malzemelerin fiziksel özellikleri, sıcaklığa verdikleri tepkiler ve birleştirme sırasındaki davranışları nedeniyle istediğimiz koşulları oluşturmak kolay değildi. Üstelik deney numunelerinin hazırlanması, termokuplların bağlanması ve ölçümlerin sağlıklı biçimde yapılması gibi pek çok uygulama sorunuyla da karşılaşıyordum. Bazı numuneleri kendim hazırlıyor, delme işlemlerini yapıyor, termokupl bağlantılarıyla uğraşıyor ve deneyleri tekrar tekrar deniyordum.
Amerika’da kışın çok sert geçtiği bir dönemde çalışıyordum. Hava sıcaklığının eksi 25 derecelere kadar düştüğü, şehirde ulaşımın aksadığı günlerde bile hafta sonları baldırlarıma kadar yükseklikte kar yağışında bata çıka yürüyerek laboratuvara gittiğimi hatırlıyorum. Bugün geriye dönüp baktığımda, o günlerin fiziksel yorgunluğundan çok, yaşadığım belirsizliği hatırlıyorum. Orda yalnızca bir deneyi gerçekleştirmekte zorlanmıyordum, araştırma problemini nasıl çözmem gerektiğini de anlamaya çalışıyordum. Hatta bazı deneylerde cihazın güvenliği açısından beni ciddi biçimde endişelendiren durumlarla karşılaştım. Araştırmayı bırakıp Türkiye’ye dönmeyi düşündüğüm zamanlar bile oldu. Sonunda problemi farklı bir açıdan ele almam gerektiğini fark ettim.
Alüminyum ve çeliği doğrudan Gleeble cihazında birleştirmeye çalışmak yerine, önce sürtünme kaynağı yöntemiyle bir bağlantı oluşturup ardından bu bağlantının arayüz bölgesine Gleeble cihazında kontrollü termomekanik çevrimler uygulayabileceğim bir yaklaşım geliştirdim. Böylece asıl araştırmak istediğimiz konuya, yani alüminyum çelik arayüzünün farklı işlem koşullarında nasıl değiştiğine odaklanabildim.
Bu çalışmalar daha sonra bugün en çok atıf aldığım bilimsel makalelere dönüştü. Yine de benim için bu deneyimin en önemli kazanımı yalnızca ortaya çıkan yayınlar değildi. O süreçte araştırmanın her zaman önceden belirlenmiş bir yöntemi uygulamak olmadığını öğrendim. Bazen size verilen problemin kendisini yeniden düşünmeniz, başlangıçtaki yaklaşımın sınırlarını fark etmeniz ve farklı bir deneysel yöntem geliştirmeniz gerekiyor. Ayrıca başarısız bir deneyin her zaman bilimsel bir başarısızlık anlamına gelmediğini de çok iyi anladım. Bir deney istediğiniz sonucu vermediğinde, neden vermediğini doğru biçimde sorgulayabilirseniz sizi çok daha değerli bir bilgiye götürebilir.
Bugün genç araştırmacılara da bunu hatırlatmak isterim. Araştırma sürecinde belirsizlik yaşamak, zorlanmak veya başlangıçta ne yapacağınızı tam olarak bilememek bence normal. Önemli olan bu belirsizliği bilimsel bir sorgulama sürecine dönüştürebilmektir.
Benim o deneyimden öğrendiğim en önemli şey şuydu. Bazen araştırmada ilerlemek için aynı deneyi daha fazla tekrarlamak değil, doğru problemi çözüp çözmediğinizi yeniden sorgulamak gerekir. Bazen bilimsel yaratıcılık, yalnızca yeni cevaplar bulabilmek değil, gerektiğinde soruyu ve çözüm yöntemini yeniden tanımlayabilmektir.
14. Doktora döneminde Erasmus ile Belçika Gent Üniversitesi’nde bulunmanız, bir araştırmacı olarak araştırma metodolojinizi ve problem çözme reflekslerinizi nasıl şekillendirdi?
Doktora dönemimde Belçika’da geçirdiğim zamanın, akademik hayatımın en öğretici ve aynı zamanda en zorlayıcı dönemlerinden biri olduğunu söyleyebilirim. Ben orada yalnızca yeni araştırma teknikleri öğrenmedim, büyük ölçekli bir bilimsel araştırmanın nasıl planlandığını, yönetildiğini ve sonuçlandırıldığını da deneyimledim.
2005 yılında, henüz 24 yaşındayken, Erasmus kapsamında Belçika’ya gittim ve Gent Üniversitesi ile Belçika Kaynak Enstitüsü bünyesinde yürütülen, çok sayıda uluslararası sanayi kuruluşunun desteklediği büyük bir araştırma projesinde çalışmaya başladım. Üniversitemden giden ilk Erasmus öğrencisiydim dolayısıyla ilk olmanın bazı zorluklarını da ayrıca yaşadım.
Üç yıllık bu projenin konusu, yapısal uygulamalar için geliştirilen modifiye EN 1.4003 tür ferritik-martenzitik paslanmaz çeliğin farklı kaynak yöntemleriyle birleştirilmesi ve kaynaklı bağlantıların performansının incelenmesiydi.
Araştırma kapsamında lazer kaynağı, plazma ark kaynağı, örtülü elektrotla ark kaynağı, tozaltı kaynağı, gazaltı kaynağı ve hibrit kaynak yöntemleriyle üretilen bağlantıları inceliyorduk. Bu bağlantıların mikroyapılarını, mekanik özelliklerini, kırılma davranışlarını ve korozyon performanslarını değerlendirmemiz gerekiyordu. Tezimde yüz metre kaynak dikişi var diyebilirimJ Buradaki en önemli bilimsel zorluklardan biri, ferrit ve martenzit gibi farklı fazların bir arada bulunduğu bir malzemede, kaynak sırasında meydana gelen mikroyapısal değişimlerle mekanik özellikler arasında anlamlı ilişkiler kurabilmekti. Kaynak işlemi sırasında ısıdan etkilenen bölgede tane irileşmesi meydana gelebiliyordu. Bu değişimin sertlik ve çentik darbe tokluğu üzerindeki etkilerini açıklamak her zaman kolay değildi. Farklı kaynak yöntemleri, farklı ısıl çevrimler ve farklı mikroyapısal özellikler söz konusuydu. Dolayısıyla elde ettiğim sonuçları yalnızca karşılaştırmak değil, bunların arkasındaki metalurjik mekanizmaları da anlamak gerekiyordu.
Bir yandan bu bilimsel problemlerle uğraşırken diğer yandan çok büyük bir deneysel çalışmanın organizasyonundan sorumluydum. Binin üzerinde numunenin hazırlanması ve çok farklı mekanik mikroyapısal ve korozyon testleriyle test edilmesi, deney sonuçlarının değerlendirilmesi ve raporlanması gibi oldukça yoğun bir süreç yürütüyordum. Ve tüm bunlar olurken 24 yaşındaydım. Bazı numunelerde çok sayıda sertlik ölçümü yapmam gerekiyordu ve tek bir numunenin ölçümleri saatler sürebiliyordu. Bu nedenle zamanı doğru planlamak, hangi deneylerin öncelikli olduğunu belirlemek ve elde edilen verileri sistematik biçimde kayıt altına almak son derece önemliydi. Aynı zamanda laboratuvardaki teknisyenlerle koordinasyon içinde çalışmayı da öğreniyordum. Frezede çentik darbe numunelerinin çentiklerini onlar açıyordu. Elimden gelseydi onu da ben yapacaktım. Böyle büyük bir araştırmayı tek başınıza gerçekleştirmeniz mümkün değil. Numunelerin hazırlanmasından deneylerin yürütülmesine kadar farklı uzmanlıkların bir arada çalışması gerekiyor. Projenin uluslararası sanayi boyutu da benim için çok değerliydi. Belçika, Fransa, İsveç ve Hollanda gibi ülkelerden gelen araştırma ve geliştirme yöneticilerine belirli aralıklarla çalışmalarımızın sonuçlarını sunuyorduk.
Henüz doktora öğrencisiyken, bilimsel sonuçları yalnızca akademik açıdan değil, sanayinin beklentileri açısından da değerlendirmeyi öğrenmek çok önemli bir deneyimdi. Sanayide bir araştırmanın değeri, elde edilen bilimsel bilginin gerçek bir mühendislik problemine ne ölçüde çözüm sunabildiğiyle de ilişkili. Her ay endüstriden gelen üst düzey yöneticilere deney sonuçlarının sunum işi de bendeydi. O da ayrı bir dünyaydı benim için.
Bu süreçte Gent Üniversitesi’nden doktora tez danışmanım Prof. Dr. Alfred Dhooge ve proje ekibindeki araştırmacılarla çalışmak, araştırma metodolojimi önemli ölçüde geliştirdi. Deneysel planlama, veri analizi, teknik raporlama ve sonuçların bilimsel olarak yorumlanması konusunda çok şey öğrendim. Belki de en önemli kazanımlarımdan biri, araştırma verilerinin sistematik biçimde toplanmasının ve saklanmasının önemini kavramamdı. Doktora çalışmamın ardından Türkiye’ye döndüğümde, Belçika’daki bütün laboratuvar olanaklarına yeniden erişmem mümkün olmayacaktı. O yüzden yalnızca o gün ihtiyaç duyduğum verileri değil, daha sonra ortaya çıkabilecek bilimsel soruları cevaplayabilmek için gerekli olabilecek bilgileri de toplamaya özen gösteriyordum. On adım sonrasını da görmem gerekiyordu yani. Nitekim yıllar içerisinde bu çalışmalar bilimsel makalelere dönüştüğünde, hakemlerin yönelttiği bazı soruları yanıtlamak için daha önce kaydettiğim mikroyapı görüntülerine ve deneysel verilere yeniden başvurmam gerekti. Overthinkerlığım çokça işe yaramıştı.
Bu deneyim bana iyi bir araştırmacının yalnızca deney yapan kişi olmadığını öğretti. İyi bir araştırmacı, henüz sorulmamış soruları da öngörmeye çalışan, verilerini sistematik biçimde yöneten ve elde ettiği sonuçları farklı açılardan sorgulayabilen kişidir. Elbette bütün bu süreç kolay değildi. Zaman kısıtlamaları, yoğun iş yükü, farklı ülkelerde yürütülen deneylerin koordinasyonu ve genç bir araştırmacı olarak taşıdığım sorumluluklar zaman zaman oldukça zorlayıcıydı. Bugün geriye dönüp baktığımda, o dönemin bana yalnızca teknik bilgi değil bağımsız karar verme, problem çözme, zaman yönetimi, uluslararası ekiplerle çalışma ve bilimsel sorumluluk üstlenme becerileri kazandırdığını görüyorum. Tezim sırasında da yayınlar yazmış, farklı ülkelerde bildiriler sunmuş ve çok değerli geri bildirimler almıştım. Kademe kademe en üst düzey bilim insanlarıyla ve endüstri temsilcileriyle genç yaşta yetişmek benim için en değerli kazanımlardan biriydi sanırım. Bugünkü özgüvenimi o günlerdeki emeklerime, hiç vazgeçmeden çalışmaya devam etmeme, adanmışlığıma ve işimi sevmeme borçluyum.
2007 yılında doktora tezimi tamamladığımda, yalnızca belirli bir çelik türünün kaynak kabiliyeti üzerine uzmanlaşmış değildim. Aynı zamanda kapsamlı bir araştırmayı planlamayı, farklı deneysel sonuçları birbiriyle ilişkilendirmeyi ve bilimsel bulgularımı uluslararası düzeyde savunmayı öğrenmiştim.
Bence Gent deneyiminin bana kazandırdığı en önemli bakış açısı, araştırmanın yalnızca doğru deneyleri yapmak değil, doğru soruları sormak, bütün süreci sistematik biçimde yönetmek ve elde edilen sonuçların arkasındaki bilimsel mekanizmaları anlayabilmek olduğuydu. O yıllarda yalnızca bir doktora tezi tamamlamadım, bağımsız bir araştırmacı olmanın ne anlama geldiğini de öğrendim.
15. Genç araştırmacıların “bakılmadık ne kaldı ki?” hissiyatını kırmak adına, malzeme ve imalat alanında önümüzdeki 10 yılın en bakir ve fonlanmaya açık alanı sizce hangisidir?
Öncelikle genç araştırmacılara şunu söylemek isterim. Bilimde artık araştırılacak bir şey kalmadığı düşüncesine kesinlikle katılmıyorum. Aksine, teknoloji geliştikçe daha önce cevaplayamadığımız sorulara yeni yöntemlerle yaklaşabiliyor, hatta daha önce sormadığımız sorularla karşılaşıyoruz. Bence önümüzdeki on yılın en önemli araştırma fırsatları, tek bir malzeme veya üretim teknolojisinden çok, farklı disiplinlerin kesiştiği alanlarda ortaya çıkacak.
Kendi uzmanlık alanımdan değerlendirdiğimde, özellikle çok malzemeli mühendislik yapıları, ileri birleştirme teknolojileri ve eklemeli imalat süreçlerinde mikroyapı ile performansın birlikte kontrol edilmesini son derece önemli bir araştırma alanı olarak görüyorum. Günümüzde havacılık, otomotiv, enerji ve savunma sanayisinde aynı yapı içerisinde farklı özelliklere sahip malzemelerin birlikte kullanılması giderek önem kazanıyor. Örneğin bir bölgede yüksek mukavemete, başka bir bölgede korozyon direncine veya yüksek sıcaklık dayanımına ihtiyaç duyulabiliyor. Farklı malzemeleri bir araya getirdiğimizde önemli metalurjik problemlerle karşılaşıyoruz. Isıl genleşme farklılıkları, istenmeyen fazların oluşumu, arayüzey reaksiyonları, kalıntı gerilmeler ve bağlantının uzun dönem performansı gibi konular önemli araştırma fırsatları sunuyor. Benzer şekilde metal eklemeli imalat teknolojileri de oldukça hızlı gelişiyor. Karmaşık geometrilere sahip bir parçayı üretebilmekle, o parçanın mikroyapısını ve mekanik özelliklerini her üretimde güvenilir biçimde kontrol edebilmek aynı şey değil. Yorulma dayanımı, hasar toleransı, üretimden kaynaklanan kusurlar ve farklı çalışma koşullarındaki uzun dönem davranışların öngörülmesi, kritik uygulamalarda çözülmesi gereken önemli problemler arasında.
Burada yapay zeka, sayısal modelleme ve dijital ikiz teknolojileri de yeni fırsatlar yaratıyor. Yine de geleceğin yalnızca daha fazla veri toplayan veya daha karmaşık algoritmalar geliştiren araştırmacılara ait olacağını düşünmüyorum. Asıl önemli olan, bu teknolojileri malzeme biliminin temel prensipleriyle birleştirebilmek. Örneğin bir üretim sürecinde sıcaklık, soğuma hızı ve mekanik koşullardan elde edilen verileri kullanarak oluşacak mikroyapıyı, kusurları ve nihai performansı güvenilir biçimde öngörebilmek çok değerli. Bunun bir adım ötesinde, istenen özelliklere ulaşmak için üretim parametrelerini gerçek zamanlı olarak değiştirebilen sistemler geliştirmek de önemli bir araştırma yönü.
Buna sürdürülebilirlik boyutunu da eklemek gerekiyor. Önümüzdeki yıllarda yalnızca yeni malzemeler geliştirmek değil, mevcut malzemelerin kullanım ömrünü uzatmak, hasarlı parçaları onarmak, kritik hammaddelere bağımlılığı azaltmak ve geri dönüştürülmüş malzemelerden güvenilir mühendislik ürünleri elde etmek de giderek daha fazla önem kazanacak.
Araştırma fonlarının yönelimlerine baktığımızda da ileri malzemeler, dijitalleşme, kaynak verimliliği, döngüsel ekonomi ve düşük karbonlu üretim süreçlerinin öne çıktığını görüyoruz. Burada biraz farklı bir gözden bakmak isterim. Bir alanın fonlanmaya açık olması, tek başına iyi bir araştırma konusu olduğu anlamına gelmiyor bence. Önemli olan, gerçek bir bilimsel boşluğu ve çözülmeye değer bir mühendislik problemini ortaya koyabilmek. Bu yüzden genç araştırmacılara, yalnızca popüler araştırma başlıklarını takip etmek yerine, bu başlıkların altında henüz yeterince açıklanamamış mekanizmalara odaklanmalarını öneriyorum. Bazen çok iyi bilindiğini düşündüğümüz bir malzemenin farklı bir üretim yöntemiyle işlenmesi, farklı bir malzemeyle birleştirilmesi veya yeni bir çalışma ortamında kullanılması, tamamen yeni araştırma soruları ortaya çıkarabiliyor.
Kendi araştırma hayatımda da bunu defalarca deneyimledim. Bir malzemenin davranışını anlamaya çalışırken, başlangıçta sormadığım yeni sorularla karşılaştığım çok oldu.
Bence geleceğin en değerli araştırma alanı, yalnızca yeni malzemeler üretmek değil, malzemenin mikroyapısını, üretim sürecini, kullanım performansını ve yaşam döngüsünü birlikte tasarlayabilmek olacak. Genç araştırmacılara son olarak şunu söylemek isterim. Bilimde keşfedilecek şeyler bitmedi. Yalnızca cevaplarını aradığımız sorular değişiyor. Bazen yeni bir araştırma alanı bulmak için tamamen bilinmeyen bir yere gitmek değil, çok iyi bildiğimizi düşündüğümüz bir probleme farklı bir gözle bakmak yeterli olabilir. Yani her zaman uzağa gitmeye gerek yok, bazı cevaplar tam da önümüzde duran araştırma alanlarında olabilir.
Kıymetli hocam, değerli vaktinizi ayırdığınız ve sorularıma anlamlı cevaplar vererek gösterdiğiniz ilgi için çok teşekkür ederim. Çalışmalarınızı anladığım kadarıyla büyük bir takdirle takip edeceğim. Sağlık, mutluluk ve başarı dolu bir yaşam diliyor, işlerinizde kolaylıklar temenni ediyor, saygı ve sevgilerimi sunuyorum.
YORUMLAR