Dünyada ve Türkiye’de ısıl işlem sanayii

Isıl İşlem Sanayii

NACE.2 sanayi sınıflandırmasında 25 nolu Fabrikasyon Metal Ürünleri İmalatı başlığı altında yer alan ısıl işlem özellikle metalik malzemelere uygulanan, malzemenin sertlik, mukavemet ve benzeri mekanik özelliklerini belirli metotlar doğrultusunda sıcaklık değişimi ile iyileştirme amaçlı, değerine değer katan işlemler bütünü olarak tanımlanmaktadır. Teknik olarak bakıldığında ısıl işlem malzemenin tüm özelliklerini (sertlik, tokluk, mukavemet, korozyon ve aşınma direnci vb.) geliştirmek için yapılmaktadır. Isıl işlem, metal veya alaşımlarına istenen özellikleri kazandırmak amacıyla katı halde uygulanan kontrollü ısıtma ve soğutma işlemleri olarak da tanımlanmaktadır. Isıl işlem, vakum, atmosfer kontrollü fırınlar, indüksiyon/alev yüzey sertleştirme makineleri, akışkan yataklar ve tuz banyolarında yapılmaktadır. Isıl işlem sanayi, ısıl işlem hizmeti verdiği ve ısıl işlem gerçekleştirdiği sektörler itibariyle ekonomide stratejik bir öneme sahip bulunmaktadır. Diğer sektörlerin rekabet gücü doğrudan gelişmiş bir ısıl işlem sanayinin varlığına bağlı olmaktadır. Teknoloji yoğunluklu sektörlerin gelişimi ısıl işlem sanayinin gelişimi ile gerçekleşmektedir. Gelişmiş bir ısıl işlem sanayi ülkeler için çok önemli olan ve sanayileşmeyi yansıtan makine, otomotiv ana sanayi, otomotiv yan sanayi, savunma, havacılık-uzay, ana metal sanayi, metal eşya sanayi gibi sanayilerin gelişimi için gerekli olmaktadır. Bu sanayilerin katma değerini kat kat artırmaktadır. Isıl işlemden geçmeyen hiçbir metal parça bu sektörlerin üretiminde ve ürünlerinde kullanılamamaktadır. Isıl işlem sanayi diğer sektörlerin ürünlerde aranan uluslararası standartlara ulaşılmasında tek işlev olmaktadır. Gelişmiş bir ısıl işlem sanayi aynı zamanda önemli bir döviz kazandırıcı sanayidir. Isıl işlem sanayi ısıl işlem görmüş metal girdileri kullanan tüm sektörler ile ilişki içinde bulunmaktadır. Isıl işlemlerin çoğunlukla yapıldığı ve bu itibarla ilişkinin en yoğun olduğu sektörler otomotiv ana ve yan sanayi, raylı sistemler, savunma sanayi, havacılık ve uzay sanayi, makine sanayi, sağlık gereçleri sanayi, ana metal sanayi, metal eşya sanayi, enerji sektörü ve yapı malzemeleri sanayidir. Isıl işlem yukarıdaki sektörler içinde hayatın hemen her alanında kullanılmaktadır.

Isıl İşlem Sanayinin İşlevi ve Niteliği

Isıl işlem sanayi imalat sanayi içinde hayati ve kritik işlev gören bir sanayi koludur. Ancak ısıl işlem bir ara işlemdir ve nihai ürün olarak üretilmemekte ve yine tüketilmemektedir. Bu nedenle ısıl işlem nihai tüketiciler nezdinde görülmemekte ve çoğu zamanda önemi bilinmemektedir.

Bununla birlikte sanayileşmiş ülkelerde otomotiv, havacılıkuzay, savunma, makine, inşaat ve altyapı malzemeleri, beyaz eşya, tüketici elektroniği gibi sanayilerde kullanılan çok sayıda metal, kompozit malzeme ve seramik içerikli girdiler ısıl işlemden geçmektedir. Isıl işlemden geçmeyen hiçbir girdi bu sanayilerde kullanılamamaktadır. Dolayısı ile diğer sanayilerin varlığı, gelişimi ve rekabet gücü ısıl işlem sanayinin varlığı ile mümkün olabilmektedir. Isıl işlem sanayi sermaye yoğun bir sanayidir. Sanayi özellikli ve büyük ölçekli fırınlar ve ekipmanlar kullanmaktadır. Isıl işlem sanayi aynı zamanda enerji yoğun bir sanayi koludur ve işletme maliyetleri yüksektir. Bu özellikleri ile ısıl işlem sanayi diğer sanayilerin maliyetleri ve rekabet gücünde de belirleyici olmaktadır.

Isıl işlemler bu işi ticari olarak yapan sanayi firmaları ile diğer imalat sanayi kollarında olmakla birlikte kendi bünyesinde ısıl işlem yapan firmalar tarafından gerçekleştirilmektedir.

Sanayileşmenin Ön Koşulu Olarak Isıl İşlem Sanayi

Sanayileşmenin ve sanayileşmiş ülke olmanın temel koşulu üretim ve ürün teknolojilerine sahip olunmasıdır. Buna bağlı olarak başta makine sanayi olmak üzere otomotiv, havacılık ve uzay sanayi, savunma sanayi, beyaz eşya sanayi, enerji ekipmanları, sağlık ekipmanları ve implantlar, raylı sistemler, gemi sanayi, elektrikli teçhizat ve beyaz eşya, enerji ekipmanları ve elektronik gibi orta yüksek ve yüksek teknolojili sanayi alanlarında üretim yapılmakta ve bu sanayilerde teknolojik ve inovatif ilerlemeler gerçekleştirilmektedir.

Isıl işlem sanayi yukarıda belirtilen tüm sanayiler ile diğer sanayi kollarının girdi olarak kullandığı metal, kompozit malzeme ve seramik malzemelere ısıl işlem uygulamakta ve böylece bu sanayilerin ürünleri için yaşamsal bir katkı sağlamaktadır.

Bir başka deyişle girdilerinin ısıl işlemden geçmemesi halinde bu sanayilerin nihai ürünleri kullanılamaz olmaktadır. Isıl işlem sanayi diğer sanayilerin gelişimi ve sanayileşme için hayati ve kritik bir işlev görmektedir. Isıl işlemden geçmemesi halinde yüzde 70’i metal olan girdiler ile bir otomobili çalıştırmak, bir uçağı uçurmak, bir makineyi kullanmak mümkün olamamaktadır. Mars’a seyahatin yegane taşıtı olan uzay aracındaki parçaları dayanıklı hale getiren yine ısıl işlemlerdir. Isıl işlem sanayi bu önemine binaen sanayilerin teknoloji ve inovasyon alanındaki gelişmeleri için de en önemli alan olmaktadır. Isıl işlem sanayindeki ilerlemeler ile daha güçlü, uzun ömürlü, pürüzsüz yüzeyli, kolay şekil verilebilir, esnek, dayanıklı girdiler elde edilmektedir.

Buna bağlı olarak sanayileşmiş ülkelerin tümünde gelişmiş ısıl işlem sanayileri ve ısıl işlem üretim teknolojileri bulunmaktadır. Isıl işlem sanayi sanayileşmenin bir ön koşulu konumundadır.

Dünya Isıl İşlem Sanayi

Sanayileşmiş ülkelerde otomotiv, havacılık-uzay, savunma, makine, inşaat ve altyapı malzemeleri, beyaz eşya, tüketici elektroniği gibi sanayilerde kullanılan çok sayıda metal, kompozit malzeme ve seramik içerikli girdiler ısıl işlemden geçmektedir. Isıl işlemden geçmeyen hiçbir girdi bu sanayilerde kullanılamamaktadır. Dolayısı ile diğer sanayilerin varlığı, gelişimi ve rekabet gücü ısıl işlem sanayinin varlığı ile mümkün olabilmektedir. Isıl işlem sanayi sermaye yoğun bir sanayidir. Sanayi özellikli ve büyük ölçekli fırınlar ve ekipmanlar kullanmaktadır. Isıl işlem sanayi aynı zamanda enerji yoğun bir sanayi koludur ve işletme maliyetleri yüksektir. Bu özellikleri ile ısıl işlem sanayi diğer sanayilerin maliyetleri ve rekabet gücünde de belirleyici olmaktadır. Isıl işlem sanayinde önemli ülkeler ABD, Almanya, Japonya, Güney Kore, Çin, Hindistan, Orta Avrupa ülkeleri, Kanada, Meksika ve Rusya’dır. Dünya ısıl işlem pazarı büyüklüğü 2016 yılında 90,7 milyar dolar olmuştur. 2017 ve 2018 yıllarında pazarda büyüme devam etmiştir. 2018 yılında 98,8 milyar dolar ile pazarda en büyük iş hacmine ulaşılmıştır. 2019 yılında pazar bu kez yüzde 2,7 daralmış ve 96,1 milyar dolara inmiştir. 2020 yılında pandemi etkisi sektörde sert şekilde yaşanmıştır.

Türkiye Isıl İşlem Sanayi

Türkiye’de ilk ısıl işlemler Makine Kimya Endüstrisi (MKE) kurumunda yapılmıştır. Makine Kimya endüstrisi çeşitli unvan ve statüler altında 15. yüzyıldan bu yana savunma gereçleri üreten kurumların bir devamı olarak Cumhuriyet dönemine taşınmıştır.

1921 yılında Atatürk İstanbul’da yer alan askeri fabrikadan bir kısım tezgah, teçhizat, malzeme ve ustayı Ankara’ya getirerek bunları yeni kurulan Askeri Fabrikalar Umum Müdürlüğü altında toplamış ve böylece MKE’nin de Ankara temeli atılmıştır. MKE ısıl işlem sanayi için bir okul olmuştur. Devlet Demir Yolları da bünyesindeki ısıl işlem faaliyetleri ile MKE gibi ısıl işlem sanayinin ikinci okulu olmuştur.

Isıl işlem sanayinde özel sektör girişimleri ilk kez İstanbul’da 1940’lı ve 1950’li yıllarda görülmeye başlanmıştır. İlk girişimler atölye boyutunda ve zanaatkar ustalar marifetiyle faaliyet göstermiştir.

1960’lı yılların başından itibaren Türkiye planlı kalkınma dönemine geçmiş ve ana metal sanayi başta olmak üzere kamu ve özel sektör sanayi yatırımları hız kazanmıştır. Buna bağlı olarak ısıl işlem talebi de genişlemeye başlamıştır. Bu dönemde ticari ısıl işlem alanında İstanbul’da ve diğer sanayilerin kurulduğu illerde yine ustaların ve Almanya’dan çalışarak dönenlerin girişimleri görülmektedir. Ancak ölçekler halen küçük ve atölye boyutundadır.

1970’li yılların başından itibaren Türkiye’de otomotiv, beyaz eşya, makine, gemi inşa, yapı malzemeleri gibi sanayilerde oluşan kapasite ısıl işlemleri de atölye boyutundan fabrika boyutuna taşınmaya ve kurumsallaşmaya zorlamıştır. Buna bağlı olarak 1970’li yılların sonunda Türkiye çapında ticari ısıl işlem girişimleri kurulmaya başlamıştır. MKE bu dönemde de insan kaynağı sağlamaya devam etmiştir.

1980’ler ekonomide dışa açılma hedefi ile birlikte sanayinin bu kez ihracata dönük büyümeye başladığı dönem olmuştur. Bu dönüşüm ısıl işlem sanayini de etkilemiştir. 1980’li yıllardaki girişimler artık daha büyük işletmeler olmaya başlamıştır. 1980’li yılların sonuna kadar atölyelerdeki tuz banyolarında yapılan ısıl işlemler yeni teknolojiler ile fırınlarda yapılmaya başlanmıştır. 1990’lı yıllarda ileri teknoloji ürünü olan ve kitle üretimi yapabilen atmosfer ve otomatik kontrollü fırınlar kullanıma girmiştir.

1996 yılında Avrupa Birliği ile tamamlanan Gümrük Birliği süreci Türk sanayinde yeni bir dönemi başlatmıştır. Avrupa Birliği’ne başta otomotiv sanayi olmak üzere ihracat olanakları artmış, buna bağlı olarak ürün kalite ve standartları yükselmiş, yabancı sermaye yatırımları hızlanmış ve yeni üretim kapasiteleri kurulmaya başlanmıştır. Bu dönemde ticari ısıl işlem firmalarında ilk vakum sertleştirme fırın yatırımları yapılmıştır. Bu dönüşüm ısıl işlem sanayini de etkilemiş, ticari ısıl işlem yapan girişimler ve üretim kapasiteleri artmaya başlamıştır. Bu dönemde güncel teknolojiye de ulaşılmıştır.

2000’li yılların başından itibaren ise ekonomide sağlanan normalleşme ve iyileşme ile ısıl işlem sanayine yabancı sermaye yatırımlarının yapıldığı görülmektedir. Isıl işlemler, fırınlar ve kimyasallar alanında üretim ve ticaret yapmak üzere gelen önemli yabancı oyuncuların sayısı hızla artmıştır. Otomotiv, beyaz eşya ve savunma sanayinde sağlanan gelişmeler ile ısıl işlem tedarikçilerine yönelik kalite ve kapasite artış baskısı sürmüştür. Bu nedenle ticari ısıl işlem firmaları 2000’li yılların ikinci yarısından itibaren yüksek katma değerli ve nitelikli işlere de yönelmişler ve de kalite sertifikaları ile uluslararası standartları almaya ağırlık vermişlerdir.

Türkiye’de ısıl işlem sanayinin gelişimi sadece ticari ısıl işlem firmaları ile sınırlı değildir. 1980’li yılların başından itibaren Türkiye’de ana metal sanayi, metal eşya sanayi, otomotiv sanayi, beyaz eşya sanayi ve savunma sanayi başta olmak üzere diğer sanayilerde faaliyet gösteren önemli ve büyük ölçekli firmaların bünyelerinde ısıl işlem birimleri kurulmuştur.

Isıl işlem sanayi Türkiye’de ağırlıklı olarak otomotiv sanayi, makine sanayi, metal eşya sanayi, bağlantı elemanları, yapı malzemeleri sanayi ve beyaz eşya sanayi gibi sektörlere yönelik olarak hizmet vermektedir. Bu sektörlerde ısıl işlem işleri için ya ticari ısıl işlem firmalarından hizmet alınmakta ya da bu sektördeki firmalar kendi bünyelerinde ısıl işlem faaliyetleri yapmaktadırlar. Isıl işlem pazar büyüklüğü öncelikle ticari işlem faaliyeti gösteren firmalar ile kendi bünyesinde ısıl işlem yapan firmaların gerçekleştirdiği işlerin toplamı olarak hesaplanmakta ve sunulmaktadır. Pazarın büyüklüğü mamul ürünlere yapılan ısıl işlemleri kapsamaktadır. Türkiye toplam ısıl işlem sanayi pazarının büyüklüğü 2015 yılı için 3,05 milyar TL veya 1,12 milyar dolar olarak hesaplanmıştı. İzleyen yıllarda ısıl işlem sanayinde üretim yıllar itibariyle dalgalanma göstererek artmış, 2020 yılında ise pandemi salgını nedeniyle yüzde 3,0 daralmıştır. 2015-2020 döneminde toplam yüzde 25,0 üretim artışı gerçekleşmiştir. Isıl işlem sanayi üretici fiyatları ise yıllar itibariyle yine dalgalanma göstererek artış göstermiştir. Isıl işlem sanayi üretici fiyatları 2015-2020 döneminde yüzde 126,8 artış göstermiştir. Bu veriler yardımı ile hesaplandığında ısıl işlem sanayi pazarının büyüklüğü nominal olarak 2015 yılında 3,05 milyar TL iken 2020 yılında 8,63 milyar TL büyüklüğe ulaşmıştır. Pazar nominal olarak 2015-2020 arasında yüzde 183 büyümüştür. 2015 yılında 1,12 milyar dolar olan pazarın büyüklüğü 2018 yılında 1,34 milyar dolara kadar yükselmiştir. Ancak 2019 ve 2020 yıllarında hem üretimin yavaşlaması ve gerilemesi hem de Türk lirasındaki değer kaybı ile pazarın büyüklüğü ABD doları cinsinden azalmıştır. Pazarın büyüklüğü 2020 yılında 1,225 milyar dolar olarak gerçekleşmiştir.

Türkiye’de ısıl işlem sanayi üretim teknolojisi yıllar itibariyle gelişmiş ve bugün en ileri teknoloji kullanılır hale gelmiştir. Isıl işlem sanayinde ticari firmalar olgunlaşma dönemini tamamlamaktadırlar. Firmalar genellikle küçük ve orta ölçeklidir ve özellikle teknoloji ve kalite ile uluslararası standartları karşılar hale gelmişlerdir. Ticari ısıl işlem sanayi firmaları daha yüksek kapasite kullanım oranları ile daha verimli çalışmaktadır. Yüksek yatırım ve işletme maliyetlerinin karşılanması için sürekli iyileştirme ve etkinlik artırma çalışmaları yapılmaktadır. Ticari ısıl işlem firmalarının bir diğer üstünlüğünü ise yeni üretim teknolojilerini izleyerek sürekli yenilemeleridir. Ayrıca Türkiye’de çok sayıda sanayi kolunda yerli ve yabancı önemli firma ısıl işlemleri kendi bünyesinde yapmaktadır. Firmaların ısıl işlemleri kendi üretim süreçleri içinde yapmalarının birçok gerekçesi bulunmaktadır. Bunların en önemlileri süreci hızlandırmak, darboğazları aşmak, kalite ve standartları yakalamak, ölçek ile maliyet avantajına kavuşmaktır. Firmalar kritik parçalar ile güvenlik ve dayanıklılık niteliği önem arz eden parçaları ve hassas işleri kendi iç bünyelerinde ısıl işleme tabi tutmaktadırlar.

Isıl İşlem Sanayinin Diğer Sektörler ile İlişkileri

Isıl işlem sanayi ısıl işlem görmüş metal girdileri kullanan tüm sektörler ile ilişki içinde bulunmaktadır. Isıl işlemlerin çoğunlukla yapıldığı ve bu itibarla ilişkinin en yoğun olduğu sektörler otomotiv ana ve yan sanayi, raylı sistemler, savunma sanayi, havacılık ve uzay sanayi, makine sanayi, sağlık gereçleri sanayi, ana metal sanayi, metal eşya sanayi, enerji sektörü, beyaz eşya sanayi, tüketici malzemeleri ve yapı malzemeleri sanayidir. Aşağıda en çok ilişkide olunan sektörler ve ısıl işlem yapılan kritik ürün örnekleri yer almaktadır.

Isıl işlem yukarıdaki sektörler içinde hayatın hemen her alanında kullanılmaktadır.

Örneğin;

• Elektrik tellerinin iletkenliğini artırmak için,

• Denizaltıların yüksek basınca dayanabilmeleri için,

• Tren yollarındaki rayların dayanıklılığını artırmak için,

• Sağlık sektöründe insanlara takılan implantların dayanıklılığı için,

• Evimizdeki ısıtma sistemlerinde dayanıklılığı artırmak için,

• Uçakların atmosferik baskılara dayanabilmesi için,

 • Uzay mekiklerinde gerilimi azaltmak için,

• Ateşli silahların atış sayısını artırmak ve namlu dayanıklılığı için,

 • Yapılarda uzay çatı sistemlerinde esnekliği ve sağlamlığı artırmak için kullanılmaktadır.

Havacılık, Uzay ve Savunma Sanayiinde Isıl İşlem

Havacılık, uzay ve savunma sanayiinde, roket ve roket sistemleri, fırlatma rampaları, zırhlı araçlar, insansız hava araçları aksam ve parçaları, savaş uçakları ve helikopterler, iniş takımları ve motorlar, namlu ve namlu yatağı, zırhlar hafif ve ağır silahlar, denizaltı parçaları, savaş gemi parçaları, ticari ve özel uçak parçaları, hidrolik sistemler ve borular, iniş takımları, jet motor parçaları ve türbinleri uzay araçları ve uydu sistemleri, fırlatma ve kontrol tesisleri, itiş sistemleri, helikopter motorları/ana dişli kutuları, ana rotor gibi kritik ürünlerde ısıl işlem uygulanmaktadır.

Havacılık sektöründe yolcu ve yük taşımada kullanılan uçaklar, uzay araçları ile savunma sanayi araç ve gereçleri de ısıl işlem sanayi iş hacmi içinde önemli bir yer tutmaktadır. Bu alanlardaki gelişmeler ısıl işlem sanayiinin iş hacminde belirleyici olmaktadır.

Havacılık sektöründe kullanılan uçaklara yönelik talebi yolcu ve yük taşımacılığındaki gelişmeler belirlemektedir. Bu itibarla değerlendirildiğinde 2015-2019 yılları arasında yolcu taşımacılığı yüzde 27,3 artmış ve 2019 yılında 4,54 milyar kişi olmuştur. Yük taşımacılığı da aynı dönemde yüzde 12,2 genişlemiştir. Yolcu ve yük taşımacılığındaki büyüme ile havayollarında kullanılan uçak talebi ve üretimi de artmıştır. Ancak 2020 yılında yaşanan pandemi sektörler içinde en çok havacılık sektörünü olumsuz etkilemiştir. Özellikle yolcu taşımacılığında sert bir daralma yaşanmıştır. Yük taşımacılığında daralma daha sınırlı kalmıştır. Havacılık sektörü oldukça sıkıntılı bir döneme girmiştir.

Isıl işlem sanayi açısından değerlendirildiğinde havacılık sektörü 2019 yılına kadar önemli bir talep yaratmaya devam etmiş ve dünya ısıl işlem sanayi iş hacmini olumlu etkilemiştir. Pandemi ile ortaya çıkan daralma ve sıkıntılar ise ısıl işlem sanayi iş hacminde de önemli kayıplara yol açmıştır. Uzay araçları da ısıl işlem sanayi için giderek büyüyen bir pazardır. Hem gelişmiş ülkeler hem de başta Çin ve Hindistan olmak üzere gelişen ülkeler uzay misyonlarını artırmakta ve her yıl daha çok uzay aracı, uydu, vb. üretilerek gönderilmektedir. Uzay araçları alanındaki gelişmeler pandemiden de etkilenmemiştir. Isıl işlem sanayi bu alandaki büyümeden olumlu etkilenmektedir.

2015 yılından sonra dünya genelinde jeopolitik gerginlikler ve sıcak çatışmalar artmıştır. ABD ve Çin ile Rusya arasında yeni bir denge arayışı yaşanmaya başlamıştır. Kuzey Kore, İran vb. gibi jeopolitik gerginlikler silahlanma hızını artırmaktadır. Yine başta Suriye olmak üzere yaşanan sıcak çatışmalar da silah talebini ve üretimini artırmaktadır. Yeni nesil savaş silahlarının üretiminde önemli bir büyüme yaşanmaktadır. Diğer yandan ülkeler kendi savunma sanayilerini kurmaya ağırlık vermektedirler. Tüm bu gelişmeler ile savunma sanayinde üretim ve talep artışı son yıllarda hızlanmıştır. Isıl işlem sanayi açısından değerlendirildiğinde hem uzay araçları hem de savunma sanayinde yaşanan talep ve üretim artışı ısıl işlem sanayi iş hacmindeki büyümeyi olumlu yönde desteklemektedir.

Havacılık sektöründe pandemi öncesine dönüşün 2024- 2025 yıllarında olabileceği tahmin edilmektedir. Bu nedenle havacılık sektöründe kullanılan hava taşıtları talebi ve üretimi de zayıf kalmaya devam edecektir. Uzay sanayinde ise hızlı üretim artışı devam edecektir. Savunma sanayinde de ülkelerin yerelleşme çabaları, yeni nesil ve yeni teknoloji temelli savunma araçları gereksinimi üretimde yüksek bir büyüme sağlayacaktır. Isıl işlem sanayine etkileri açısından değerlendirildiğinde havacılık sanayinin etkisi sınırlama yönünde olurken uzay ve savunma sanayileri ısıl işlem sanayi iş hacmine yüksek katkı sağlayacaktır. Havacılık uzay ve savunma sanayi en çok metal kullanan ve aynı zamanda özellikli metal ve kompozit malzemeler kullanan sanayidir. Bu nedenle ticari ısıl işlem firmaları havacılık uzay ve savunma sanayine yönelik yeni ürünler ve çözümler geliştirmeye devam edecektir.

(İstanbul Sanayi Odası tarafından hazırlanan “Isıl İşlem Sanayi” raporundan yararlanılmıştır.)