A line-based infill optimization method for material extrusion additive manufacturing
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: RAHMAN UNCU
Danışman: Ulaş Yaman
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Eklemeli imalat, geleneksel üretim yöntemlerinden farklı olarak karmaşık şekillere sahip parçalar üretebilen çeşitli imalat süreçlerini oluşturur. Eklemeli imalatın ilk zamanlarında ana motivasyon prototipleme için parça üretmekti; ancak bu parçaların son ürün olarak kullanılma isteği bu parçaların mekanik performanslarının önem kazanmasına yol açmıştır. Ayrıca, eklemeli imalatın konvansiyonel üretim yöntemleri ile üretilmesi zorlayıcı olan karmaşık geometriler üretebilme avantajı, topoloji optimizasyon yöntemlerinin benimsenmesinde yardımcı olmuştur. Bu durum, iyileştirilmiş mekanik davranışa sahip eklemeli imalat parçaları tasarlama stratejilerine olan ilginin artmasına neden olmakta ve mevcut araştırmaların odak noktası haline getirmektedir. Bu tez çalışması, eklemeli imalat ile üretilen parçaların mekanik davranışını iyileştirmek için yeni bir iç yapı optimizasyonu yaklaşımı önermektedir. Malzeme ekstrüzyonu eklemeli imalat yöntemleri için özel olarak geliştirilen bu strateji, çizgi tabanlı bir iç yapı optimizasyon yaklaşımını kullanır. Bu optimizasyon stratejisi, etkinliğini belirlemek amacıyla iki yükleme senaryosunda titizlikle test edilmiştir. Optimize edilmiş iç yapı geometrilerinin mekanik davranışları, kapsamlı yapısal testler yoluyla eklemeli imalatta yaygın olarak kullanılan doğrusal iç yapı modelleriyle karşılaştırılmıştır. Testler sonucunda, diğer iç yapıların aksine optimize edilmiş iç yapılar kullanıldığında test numunelerinin mukavemet-ağırlık oranlarında dikkate değer gelişmeler gözlemlenmiştir. Özellikle, ABS numunelerinde yaklaşık %40'lık, 17-4PH Paslanmaz Çelik numunelerinde %55 ile %75 arasında değişen ve 316L Paslanmaz Çelik numunelerinde yaklaşık %30'luk olacak şekilde önemli miktarlarda artış gözlemlendi. Bu kapsamlı çalışmanın sonuçları, tasarımcılara büyük ölçüde geliştirilmiş mekanik davranışa sahip eklemeli imalat parçaları elde etme imkanı veren bu metodolojinin potansiyelini tartışmasız bir şekilde göstermektedir. Bu araştırma, mekanik performansın geliştirilmesinin tasarım ve üretimde önemli bir husus olduğu eklemeli imalat için önemli bir umut vaat ettiğini göstermektedir.