Modelling 3D melt electrospinning direct write by using response surface methodology
Eriyik malzemeyi elektrik kullanarak eğirme yöntemi ile 3B direk yazımın tepki yüzeyi metodolojisi kullanılarak modellenmesi
- Tez No: 461053
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BAHATTİN KOÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 82
Özet
Eklemeli üretim, karmaşık şekildeki yapıları katman katman üretmemizi sağlayan tekniklerinden bir tanesidir. Eriyik yığma modelleme, seçici lazer sinterleme/eritme, fotolitografi ve çoklu-jet ile yazım eklemeli üretim teknoloji çeşitlerinden bazılarıdır. Ekstrüzyon tabanlı basım veya eriyik yığma modelleme diğer eklemeli üretim metotlarına göre en yaygın olanlarındandır. Bunun nedeni hem uygulamasının hem de donanımının kolay olmasıdır. Ekstrüzyon tabanlı basımın uygulaması medikal uygulamalardan, tüketici ürünlerine kadar birçok çeşitli alanda kullanılmaktadır. Özellikle, doku mühendisliğinde şırınga tabanlı basım, iskelet yapı denilen gözenekli yapıların basımında kullanılmaktadır. Ekstrüzyon tabanlı eklemeli basım metodunun limitlerinden bir tanesi basılabilinecek lif çapının minimum boyutudur. Basılabilinir lif çapı, belli bir iğne çapının altına düşürülememektedir. Bunun nedeni basılan malzemenin viskozitesidir. Bu limitin üstesinden gelebilmek için, eriyik malzemeyi elektrik kullanarak eğirme direk yazım yöntemi geliştirilmiştir. Bu teknik ile birlikte lif çapı birkaç mikronlara kadar düşebilmektedir. Ancak, basımı yapılan lifin şeklinin düz olup olmaması ve lifin çapının kontrolü, süreçteki çoklu süreç parametrelerinin optimizasyonuna bağlıdır. Eriyik malzemeyi elektrik kullanarak eğirme direk yazım metodu birçok süreç parametresi içermektedir. Bu süreç parametreleri, lifin çapının ölçüsünü ve lifin düz basılıp basılmamasını belirler. Eriyik malzemeyi elektrik kullanarak eğirme direk yazım (EMEKEY)'in süreç parametrelerinin araştırılması için, EMEKEY tabanlı bir eklemeli üretim yazıcısı geliştirilmiştir. Sonrasında, bir-seferde-bir-faktör yaklaşımı birçok süreç parametresine uygulanmıştır. Bunlardan bazıları, ilerleme hızı, uzaklık, basınç, voltaj ve sıcaklıktır. Bu yaklaşımın kullanılmasının nedeni, parametrelerin tek başına lif çapına olan etkilerinin araştırılmasıdır. Parametrelerin aralarındaki etkileşimlerin lif çapına olan etkisi ise, tepki yüzeyi metodolojisi ile araştırılmıştır. Sonucunda, ilerleme hızı, basınç ve sıcaklık önemli parametreler olarak bulunmuştur. Ancak, voltaj ve uzaklık parametrelerinin önemli parametreler olarak sınıflandırılması için yeterince istatistiksel kanıt bulunamamıştır. Seçilen önemli parametreler kullanılarak, 1.52 mikron çapında lif çapı elde edilmesi başarılmıştır.
Özet (Çeviri)
Additive manufacturing has been one of the most disruptive manufacturing technology for manufacturing complex geometries. Fused deposition modeling, selective laser sintering/melting, photolithography and multi-jet printing are some major categories of additive manufacturing technologies. Extrusion-based printing or fused deposition modeling is one of the most common additive manufacturing method among other processes because of its simplicity in implementation and hardware. There have been wide variety of application of extrusion based printing from medical to consumer products. Especially, syringe-based printing has been used to fabricate porous structures called scaffolds for tissue engineering. One of the limitation of extrusion based additive manufacturing methods is minimum size of the extruded fiber dimeter. The extruded fiber diameter cannot be decreased beyond the certain nozzle diameter because of the viscosity of the extruded material. To overcome this limitation, melt electrospinning direct write has recently been developed. In this technique, fiber size can be decreased down to a few microns in diameter. However, the process depends on optimizing multiple process parameters to print straight fibers with controlled diameter. Melt electrospinning direct write method includes many process parameters which might affect fiber diameter and shape of the fiber in terms of being straight or whipping. To investigate the process parameters of the melt electrospinning direct write (MEW), a MEW based additive manufacturing process has been developed. Then one-factor-at-a-time approach has been used for several process parameters such as feed rate, distance, pressure, voltage and temperature. This approach is initially used to understand individual effects of the parameters on fiber diameter. To explain the interaction effects of the parameters, response surface methodology has then been developed. As a result, feed rate, pressure, and temperature have found as significant parameters. However, voltage and distance parameters did not have enough statistical evidence to classify them as significant. By using the selected significant parameters, a fiber diameter of 1.52 microns has been achieved.
Benzer Tezler
- Nanolif yara örtücü yüzeylerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of nanofiber wound dressings
ZARİFE DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DEMİR
- 3D yazıcılar için ahşap biyo-kompozit filament üretimi ve bazı özelliklerinin incelenmesi
Wood bio-composite filament production for 3D printer and examination of some properties
VEYSEL TOKDEMİR
Doktora
Türkçe
2022
Ağaç İşleriKarabük ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SUAT ALTUN
- Üç boyutlu yazıcı ile biyomedikal uygulamalar için çok fonksiyonlu polimer kompozit filament geliştirilmesi
Development of multifunctional polymer composite filament for 3D printer for biomedical applications
İLKNUR KÖKCÜ
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİHRİGÜL EKŞİ ALTAN
- Filament beslemeli 3D yazıcının nozul bölgesinin sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi ve analizi
Finite element modeling and analysis of nozzle area of filament feed 3D printer
OĞUZHAN EMRE AKBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ATAKAN ALTINKAYNAK
- Osprey döküm sisteminin modellenmesi
Modelling of the osprey casting system
AHMET GÜNER
Doktora
Türkçe
2010
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. NİYAZİ ERUSLU