Otomotiv komponentlerinin dijital ikiz teknolojileri kullanılarak eklemeli imalat için tasarımı, üretimi ve optimizasyonu
Design, production and optimization for additive manufacturing of automotive components by using digital twin technologies
- Tez No: 1016450
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CEVAT ÖZARPA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, metal eklemeli imalat için bir otomotiv bileşeninin tasarım ve üretim süreçlerini tam olarak inceleyen bir dijital ikiz hiyerarşisi geliştirilmiştir. Başlangıçta, çeşitli çalışma koşulları altında statik, dinamik ve yorulma yüklerine daha dayanıklı, daha hafif bir model elde edilmiştir. Bu adım, ürünün mukavemetini artırırken %28,5 oranında bir kütle azalmasına yol açmıştır. Yeniden tasarlanmış ürün doğrulandıktan sonra, üretim süreci için parça yönünün belirlenmesi ve destek yapılarının oluşturulması gerçekleştirilmiştir. Bu süreçler, üretim süresini en aza indirme kriteriyle uygulanmıştır. Son olarak üretim süreci, seçici lazer ergitme yöntemi ve Ti6Al4V malzemesi kullanılarak dijital olarak uygulanmıştır. Deney tasarımında, üç önemli işlem parametresinin her biri için en sık tercih edilen üçer değer belirlenmiştir. Taguchi L9 deney tasarımı yöntemi sayesinde tam kombinasyonla 27 adet olacak deney sayısı 9 adet olarak kabul alınmıştır. Termomekanik analizlerle işlem simülasyonları yapıldıktan sonra, işlem parametrelerine Taguchi analizi ve ANOVA ile varyans analizi uygulanmıştır. Katman kalınlığı, tarama mesafesi ve lazer hızı için optimum işlem parametrelerinin sırasıyla 50 µm, 120 µm ve 1200 mm/s olduğu tespit edilmiştir. Böylece yapay zeka araçları kullanılarak süreçleri ve işlemleri optimize etmek için pek çok çalışma yapılan endüstri 4.0 çağında; topoloji optimizasyonu, eklemeli imalat için üretim yönü ve destek yapılarının optimizasyonu ve de üretim parametrelerinin optimizasyonu gibi tüm süreci dijital olarak ele alan bir çalışma ortaya konulmuştur.
Özet (Çeviri)
This study created a digital twin hierarchy to comprehensively analyze the processes of design and manufacturing of an automotive component for metal additive manufacturing. A lighter variant was initially developed that exhibited enhanced resistance to static, dynamic, and fatigue loads across diverse operating situations. This process resulted in a 28.5% decrease in mass while enhancing the strength of the materials. Upon validation of the modified product, the part orientation was established, and support structures were developed for the manufacturing process. These operations were executed with the objective of reducing manufacturing time. The manufacturing procedure was ultimately executed digitally through a selective laser melting technique utilizing Ti6Al4V material. In the design of the experiment, three of the most commonly preferred values were identified for each of the three key process parameters. Utilizing the Taguchi L9 experimental design method, the number of tests, originally projected to be 27 with a complete combination, was reduced to 9. Following the running of process simulations with thermomechanical analyses, Taguchi analysis and ANOVA (analysis of variance) were employed to evaluate the process parameters. The ideal process parameters for layer thickness, hatch spacing, and laser speed were established as 50 µm, 120 µm, and 1200 mm/s, respectively. In the Industry 4.0 era, numerous studies aim to enhance processes and operations through artificial intelligence tools. A study has been introduced that comprehensively addresses the entire process, encompassing topology optimization, additive manufacturing orientation, support structure optimization, and production parameter optimization.
Benzer Tezler
- Contributions to short-circuit protection of electric vehicle battery systems by implementing SiC switches
SiC anahtar uygulaması ile elektrikli araç batarya sistemlerinin kısa devre korumasına katkılar
MURAT KUBİLAY ÖZGÜÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA AHMET KOCABAŞ
- Vision based positioning ABB IRB 140 robot for gas leakage test automation
Gaz kaçak test otomasyonu için ABB IRB 140 robot için görüntü tabanlı pozisyonlama
AKIN İLKER SAVRAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TUFAN KUMBASAR
- Dizel motorlu otobüsler için yakıt yüketiminin sanal analizi ve optimizasyonu
Virtual analysis and optimization of fuel consumption for diesel-powered buses
AHMET MURAT YILMAZLAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Otomotiv MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İMDAT TAYMAZ
- The investigation of the assignment of a primary path on the implementation of a feedforward active noise control system
İleri beslemeli bir aktif gürültü kontrolü sisteminin uygulanabilirliğinde birincil patika tayininin incelenmesi
KADİR KAAN AYTUĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKER MURAT KOÇ
- Görüntü çakıştırma teknikleri kullanarak otomatik kalite kontrol sistemi geliştirilmesi
Development of automated quality control system using image registration techniques
ÖMER AYCAN ÇİFTÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mekatronik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET MERT