Multi-axis additive manufacturing and 3D scanning of freeform models
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 540784
- Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 203
Özet
Eklemeli üretim, imalat sektörü üzerinde büyük ve yenilikçi bir etki yapan gelişmiş bir üretim yöntemi olarak ün kazanmıştır. Başlangıçta, dijital modeller ile doğrudan kompleks ürünleri imal edebilen hızlı-prototip oluşturma yöntemi olarak ortaya çıkmıştır. Son birkaç on yılda sayısallaştırılmış verilerle kaplı olan bir dünyada, eklemeli üretim çeşitli alanlara yayılan bir üretim yöntemi haline geldi. Eklemeli üretim uygun malzemelerin sayısı ve uygulanması artmış olsa da, katmanların başarılı bir şekilde eklenmesi konusunda çok yol alınamadı. Bu güne kadar, bu üretim yönteminin uygulanması katmanların düzenli olarak üste üste konulması ile gerçekleştirilmiştir. Eklemeli üretimin önündeki en büyük engel, ürünlerin düşük kalitesidir. Bu düşük kalite, üretimde, katmanların baskısının tek bir yöne (takım yönü) sabitlenmiş olması ürünlerin kalitesizliği ile de ilişkilendirilebilir. Sonuç olarak, eklemeli imalat ile üretilen parçalar pürüzlü yüzeylere ve baskı yönü boyunca daha düşük bir mukavemete sahip olur. Ürünlerin kalitesini ve üretim zamanını olumsuz etkileyen başka bir sorun da ek destek yapılarının gerekliliğidir. Eklemeli üretim sürecini çok eksenli üretime entegre etmek yeni çalışma alanlarını ve fırsatları doğuracaktır. Bu çalışmada,“overhang”(sarkıtlı) yapıları ve NURBS serbest geometrilerin üretiminde çok eksenli eklemeli imalat konusunda çalışılmıştır. Genelinde, çok eksenli eklemeli üretim üzerine çalışmalar yürüten tesisler ve ilgili yazılımlar konusundaki eksiklikler göze çarpmaktadır. Bu nedenden ötürü, çok eksenli eklemeli üretimde çok büyük bir gelişme kaydedilememektedir. Bu nedenle, bu çalışmada katman baskı yönteminin ve takım yolunun serbest forma sahip üç-boyutlu modelin şekline göre ayarlandığı bir üretim planı önerilmektedir. Üretim ve Otomasyon Laboratuarı'nda (MARC) tasarlanan ve üretilen bir eklemeli üretim yazıcısı ile bu üretim yöntemleri araştırılmıştır. Fiziksel objelerin şeklini değerlendirmek ve dijital ortama geçirmek için geniş görüntüleme alanına sahip bir üç boyutlu tarayıcı geliştirilmiştir. Düzenli ve yoğun noktalar elde edilerek tarayıcı ölçümleri değerlendirilmiş, belirsizliği analiz edilmiştir. Ölçümlerin doğruluğun değerlendirilmesi ve üç boyutlu tarayıcının parametrelerinin optimizasyonu için referans geometriler kullanılmıştır. Taranacak olan üç boyutlu modelleri etkileyen parametreler en küçük kareler methodu kullanılarak optimize edilmiştir. Ayrıca, standart bir ölçüm analizi Monte Carlo simulasyonu kullanılarak belirsizlik yayılımı ile yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Additive manufacturing has earned reputation as an advanced manufacturing method capable of making revolutionary impact on the manufacturing sector. It emerged as a rapid prototyping method capable of fabricating complex products directly from digital models. In a world that has been molded by digitized data over last few decades, additive manufacturing progressed harmoniously to become a manufacturing method that spread into various fields. While the applications and compatible materials of additive manufacturing are continuously been discovered, there has been little change in the process of successive addition of layers of materials to produce parts. Fabrication using this common additive method is predominantly carried out using planar layers based on its established process plan. The critical impediment of additive manufacturing is the poor quality of products, which can be partially attributed to the fixed build direction found in the common planar layering. As a result, the parts produced by additive manufacturing have jagged surfaces and lower mechanical strength along the build direction. Another problem that contributes negatively to the quality of products and the production time is the requirement of additional support structures. The extension of additive manufacturing process to integrate multi-axis manufacturing results in production along variable build direction which can open up new avenues for improvements. This work studies the scope of multi-axis additive manufacturing in fabrication of overhang structures and freeform geometries. Multi-axis processes lack the additive-specific facilities and knowledge to address some of the issues holding back the progress of additive manufacturing. Hence, a 5-axis additive manufacturing scheme is suggested where the layering method and the build path are tailored based on the shape of a freeform NURBS-based 3D model. The manufacturing processes are investigated on an additive manufacturing system designed and built in the Manufacturing and Automation Research Center (MARC). To digitize and assess the shape of existing physical objects, a new 3D scanner is designed with wide viewing space. By acquiring uniformly dense points, the scanner measurements are evaluated, and its uncertainty is analyzed. Benchmark geometries are used for both assessment of measurement accuracy and optimization of the 3D scanner parameters. Optimization of influencing parameters based on the derived 3D scanner model is performed using least squares method. A standard measurement analysis is also carried out by uncertainty propagation using Monte Carlo simulation.
Benzer Tezler
- Fluid flow-inspired curvature-aware print-paths from hexahedral meshes for additive manufacturing
Eklemeli imalat için altıyüzlü-eleman ağları için akışkan akışından esinlenilen eğriliğe duyarlı baskı yolları
SERHAT ÇAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAN GÜNPINAR
- An adaptive inclined 3D printer for minimum support structure generation in fused filament fabrication process
Ergiyik filament ile imalat işleminde en az destek yapısı kullanımı için adaptif ve eğimli 3 boyutlu yazıcı sistemi
HAKAN DOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ULAŞ YAMAN
- Hybrid additive manufacturing by shaped metal deposition
Şekilli metal yığma ile hibrit eklemeli imalat
YUSUF ATALAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER EYERCİOĞLU
- Uzaktan algılamada görüntü birleştirme algoritmalarının karşılaştırılması
Comparison of image fusion algorithms in remote sensing
ALPER AKOĞUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDEF KENT PINAR
- NiMn,NiMnP+ ve CrFe alaşım ince filmlerinde elektron spin rezonans (ESR) ve direnç ölçümleri
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
1998
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILDIRHAN ÖNER