Geri Dön

Improving the strength of additively manufactured objects via modified interior structures

Eklemeli üretim metodu ile üretilen parçaların dayanımlarının iç yapının değiştirilmesiyle arttırılması

  1. Tez No: 489591
  2. Yazar: CAN MERT AL
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ULAŞ YAMAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 148

Özet

Bu tez çalışması, eklemeli üretim yöntemiyle imal edilen parçaların arzu edilen yükleme koşulları altında elde edilen gerilme alanı sonuçlarını göz önüne alarak içyapılarının değiştirilmesiyle dayanıklılığını arttıran bir yaklaşım sunmaktadır. Diğer bir deyişle, bu çalışma, parçaların belirlenen yükleme koşulları altında Sonlu Elemanlar Analizi (SEA) sonuçlarına göre otomatik olarak dolgu yapılarını değiştirerek dayanımlarını artıran bir yöntem sunmaktadır. Çalışma boyunca kullanılan parçalar, Bilgisayar Destekli Tasarım (BDT) yazılımı olan Rhinoceros3D kullanılarak ve ASTM D638 standardı göz önünde bulundurularak tasarlanmıştır. Bu çalışma kapsamında, tasarlanan parçaların içyapıları oluşturulan algoritma kullanılarak değiştirilmiş ve bu değişim Grasshopper3D kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu yöntem heterojen iç-yapı kullanımı sayesinde dayanım artırımı sağlamıştır. SEA, Grasshopper3Dde eklenti olarak çalışan Karamba3D kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İç-yapılar eksenel yükleme sonucunda elde edilen gerilme alanı sonuçları ve birinci maksimum gerilme vektörleri kullanılarak oluşturulmuştur. Parçaların üretimi için DeltaWASP 3D yazıcı tarafından kullanılacak olan G-komut dosyası Grasshopper3D kullanılarak oluşturulan şema içerisinde Python kodlama dili kullanılarak elde edilir. Geometrilerin içyapıları oluşturulurken farklı yöntemler kullanılmıştır. Daha sonra, en dayanıklı parçaları oluşturan yöntem, yaklaşımın uygulanabilirliğini kanıtlamak için farklı parçalara uygulanmıştır. Eksenel testler ASTM D638 eksenel test standardı gözetilerek gerçekleştirilmiştir. İlk geliştirilen yöntem her şeyin kullanıcı tarafından yapıldığı bir yöntemdir ve yaklaşık olarak %42 dayanım artımı sağlamıştır. Bu tez çalışmasının ilerleyen aşamalarında, dolgu malzemesinin yapımında kullanılan yöntem otomatikleştirilmiştir ve yaklaşık %50 dayanım artımı sağlamıştır.

Özet (Çeviri)

This thesis study provides an approach to improve the durability of additively manufactured parts via modified interior structures by considering the stress field results from tensile loading conditions. In other words, the study provides an automated method, i.e., implicit slicing method, which improves the strength of the parts with infill structures modified according to the quasi-static Finite Element Analysis (FEA) results under tensile loadings, automatically. The parts which are used throughout the work are designed by using Rhinoceros3D which is Computer Aided Design (CAD) software by considering the ASTM D638 standard. In scope of this study, the interior structures of the designed parts are modified by using the developed algorithm in Grasshopper3D, which provides the strength improvements by the help of heterogeneous infill structures. The quasi-static FEA is performed in Karamba3D which works as a plug-in on Grasshopper3D. Interior structures are constructed by using the stress field results and the first principal stress vector directions under the tensile loading conditions. The G-Code file which is required to manufacture the parts via 3D printing is also obtained inside the constructed Grasshopper3D schema by using a Python scripting to be used for a DeltaWASP 3D printer. For the geometries, different methods were employed to construct the interior structures. Then, the method which gives the most durable parts was applied for different parts to prove the applicability of the approach. The tensile tests were performed by using the ASTM-D638 tensile testing standard. The first version of the developed method was a kind of manual method which provides strength improvement about 42%. Regarding the further steps of this thesis study, the method used to construct the infill structure was tried to be automated whic provides about 50% strength improvement.

Benzer Tezler

  1. Improving mechanical properties of additive manufacturing products using novel infill and slicing methods

    Katmanlı imalat ürünlerinin mekanik özelliklerinin yenilikçi dolgu ve dilimleme yöntemleri ile gelistirilmesi

    ARASH ARMANFAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERKAN GÜNPINAR

  2. Investigation of mechanical behaviors of additively manufactured inconel 718 superalloys used in aerospace applications

    Havacılık ve uzay uygulamalarında kullanılan eklemeli imalat ile üretilen ınconel 718 süper alaşımlarının mekanik davranışlarının incelenmesi

    CAN DOĞAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Makine MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ DURMUŞ ALİ BİRCAN

  3. Optimization studies on the secondary treatments and mechanical behavior of Ti-48Al-2Cr2Nb alloy produced by electron beam melting (EBM) method

    Elektron ışıması ergitme (EIE) yöntemiyle üretilen Ti-48Al-2Cr-2Nb alaşımının ikincil işlemlerinin ve mekanik davranışının optimize edilmesi çalışmaları

    GÜNEY MERT BİLGİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU

    PROF. DR. ZİYA ESEN

  4. Eklemeli üretimle imal edilen havacılık sektöründe kullanılan titanyum alaşımlarının, farklı sıcaklıklardaki yorulma ve kırılma özelliklerinin belirlenmesi ve dinamik davranışlarının iyileştirilmesi

    Determination of the fatigue and fracture properties and improvement of the dynamic behavior of additively manufactured titanium alloys used in the aviation industry at different temperatures

    HİLMİ TEKDİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiErzurum Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ FATİH YETİM

  5. Agent-based dual needle additive manufacturing of polymeric filaments in different alignments for manufacturing composites

    Farklı hizalanmış polimerik filamentlerin çift başlık kullanarak eklemeli imalat yöntemiyle ajan tabanlı kompozit üretimi

    MUSA YILMAZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    Konstrüksiyon ve İmalat Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NECİP FAZIL YILMAZ

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ KILIÇ