Investigation of process parameters in direct material deposition based open-source additive manufacturing systems
Doğrudan malzeme biriktirme tabanlı açık-kaynaklı eklemeli imalat sistemlerinde işlem parametrelerinin araştırılması
- Tez No: 731797
- Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN YAVUZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 217
Özet
Bu çalışmada, imalat endüstrisi açısından bir devrim niteliği taşıyan Eklemeli İmalat yöntemlerine dair araştırmalar yapılmıştır. Bu kapsamda, direkt malzeme depolama tekniğine dayalı Fused Filament Fabrication ve Metal Droplet Jetting sistemlerinin, ürün üretimi açısından önemli avantajlar sağladığı gözlemlenmiştir. Bununla birlikte, üretim performanslarının arttırılmasına yönelik bir takım eksikliklerin giderilmesi de gerekmektedir. Bu amaçla, ilk etapta, Fused Filament Fabrication işlemlerinin gerçekleştirilebileceği, açık-kaynak konseptine dayalı bir cihaz kurulumu yapılmıştır. Bu cihaz aracılığıyla, parça dayanımına etki edecek işlem parametreleri belirlenmiş ve optimize edilmiştir. Dahası, optimizasyonlar yapılırken, malzeme tüketimi konusu da ön planda tutulmuştur. Bu sayede, malzeme israfına yol açmadan, parça dayanımının arttırılmasına yönelik umut verici, çevre dostu işlem adımları açığa çıkarılmıştır. İkinci etapta; Benimsenen açık-kaynak konsepti sayesinde aynı cihaz, kapsamlı bir şekilde modifiye edilerek, metal bazlı ürün üretimine elverişli hale getirilmiştir. Üretim işlemi, metal damlacıkların kontrollü bir şekilde depolanması ile gerçekleştirilmiştir. Ergiyik metale damlacık formu kazandırabilmek amacıyla, bir mekanik aktüasyon sistemi içeren özgün bir Metal Damlacık Jetleme mekanizması tasarlanıp, üretilmiştir. İstenen yapıda bir depolama modeli elde edebilmek için damlacık ejeksiyonu ve depolama aşamaları sınıflandırılmıştır. Bu sayede dropletler sadece homojen bir şekilde üretilmekle kalmayıp, kontrolü güçleştiren ve maliyeti önemli ölçüde arttıran pnömatik gaz desteği ihtiyacı elimine edilmiştir. Teorik hesaplamalar ile de desteklenen deneysel çalışmalar sonucu, özellikle elektronik endüstrisinde etkin bir şekilde kullanılabilecek, düşük maliyetli ve pratik bir metal malzeme depolama yöntemi sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In this study, the Additive Manufacturing methods are investigated. They are considered to be revolutionary for the manufacturing industry. In this context, amongst many other research topics, it is observed that Fused Filament Fabrication and Metal Droplet Jetting systems are considered to be popular ones. The common feature of these methods is that they are based on the direct material deposition technique, which provides significant advantages in terms of manufacturing parts with complex geometry. However, both of the methods are fairly new and there are still some technical issues that are currently a research topic. To achieve the objectives of the presented study, firstly, a Fused Filament Fabrication device based on open-source concept is developed. The process parameters that affects the part strength are determined and optimized using the open-source device. During the optimizations, along with others, the issue of material consumption is also considered. The objective of this study is to achive controlled process parameters and steps to increase the part strength using the same amount of material. In the second stage; Owing to the open-source concept system developed, the same device is extensively modified to make it suitable for the Metal Droplet Jetting system related research. The production process is performed by controlled deposition of metal droplets. In order to give droplet form to the molten metal, a unique Metal Droplet Jetting mechanism including a mechanical actuation system is designed and manufactured. To achieve a deposition model with the desired morphology, the droplet ejection and deposition stages are first subdivided into groups, then each is examined in details. In this way, the droplets are not only produced homogeneously, but the need for pneumatic gas support, which makes it difficult to control and increases the processing cost, is eliminated. As a result of experimental studies supported by theoretical calculations, a low-cost and practical metal material deposition method that can be used effectively, especially in the electronics industry, is presented.
Benzer Tezler
- Katı atıkların depolanmasında karşılaşılan geoteknik problemler
Geotechnical problems encountered in disposal of wastes
AHMET KUTAY
- CrYN: Nb kaplamanın AISI 4140 alaşımlı çelik üzerine sentezlenmesi: Mekanik ve tribolojik özelliklerinin araştırılması
Synthesis of CrYN: Nb coating on AISI 4140 alloy steel: Investigation of its mechanical and tribological roperties
FURKAN YÜKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN EFEOĞLU
- LiP-CVD growth of multi-shape monolayer WS2: Determination and investigation of defect domains
Çok şekilli tek katmanlı WS2' ün LiP-CVD ile büyütülmesi: Kusur alanlarının belirlenmesi ve incelenmesi
HASRET AĞIRCAN
Doktora
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLDEM KARTAL ŞİRELİ
- A tool oriented approach to digital making and control in design
Dijital yapma biçimleri ve tasarımda kontrole araç odaklı bir yaklaşım
GAMZE GÜNDÜZ
Doktora
İngilizce
2024
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU