Fused filament fabrication via multi quadcopter collaboration
Çoklu dron işbirliğinde ergiyik filament ile imalat
- Tez No: 816192
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ULAŞ YAMAN, DOÇ. DR. ALİ EMRE TURGUT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 154
Özet
Bu tez çalışması, çok rotorlu İHA'lar 3B ekstrüzyon sistemleriyle entegrasyonunu araştırarak geleneksel 3B yazıcıların boyut ve üretim hacmiyle ilgili kısıtlamalarını aşmayı amaçlamaktadır. Bu araştırmanın motivasyonu, sabit boyutlu 3B yazıcıların maliyetli genişlemelere ihtiyaç duymadan büyük ve karmaşık yapıların üretimini mümkün kılmaktır. Mevcut 3B yazıcılar ve endüstriyel robotlarının boyut ve çalışma alanı kısıtlamaları tartışılarak, İHA'ların, özellikle çok rotorlu İHA'ların, bu kısıtlamaları aşma potansiyeli vurgulanmaktadır. 3B ekstrüzyon sistemleriyle donatılmış çok rotorlu İHA'lar, boyut veya konumsal koşullarla sınırlanmadan yapı üretme veya tamir etme avantajı sunarak, özellikle tehlikeli veya erişilemez ortamlarda faydalı olmaktadır. Tez çalışması, çok rotorlu İHA'larla 3B baskı ile ilgili çeşitli yönleri ele almaktadır. İHA'ya bağlanabilen gimbal gibi hafif manipülatör sistemlerinin tasarım hususlarına vurgulanmaktadır. Baskı işlemleri sırasında İHA'ların istenmeyen hareketlerini telafi etmek için yüksek hassasiyetli uçuş kontrol cihazlarının gerekliliği de vurgulanmıştır. Ayrıca, bir görevi gerçekleştirmek için birden fazla İHA'nın otonom olarak birlikte çalıştığı sürü İHA'larının kavramı da araştırılmış olup sunduğu zaman tasarrufu, azaltılmış işgücü ve artırılmış operasyonel verimlilik gibi avantajlar açıklanmıştır. Gerçekleştirilen çalışmaların sonuçları değerlendirildiğinde çok rotorlu İHA'ların 3B ekstrüzyon cihazlarıyla entegrasyonunun 3B baskı yeteneklerini genişletme konusunda önemli bir potansiyele sahip olduğu açıktır. Araştırma bulguları, İHA'ların hassas ve otonom işlemler de dahil olmak üzere 3B baskı için kullanımının olası avantajlarını göstermektedir. Tez, çok rotorlu İHA'ların geleneksel 3B yazıcıların kısıtlamalarını aşma potansiyelini göstererek, katı üretim alanına katkıda bulunmaktadır. Bu alanda gelecekteki araştırmalar, İHA'larla 3B baskı sürecinin doğruluğunu ve güvenilirliğini daha da iyileştirmeye odaklanabilir. Örneğin, hafif manipülatör tasarımlarında, daha sağlam uçuş kontrol algoritmaları ve gelişmiş navigasyon ve engel algılama sistemlerinde araştırmalar gerçekleştirilebilir. Ayrıca, katı üretim için sürü İHA'ların ölçeklenebilirliği ve koordinasyonunu keşfetmek, gelecekteki araştırmalar için heyecan verici bir alan olabilir.
Özet (Çeviri)
This thesis explores the integration of multirotor UAVs with 3D extruders to overcome the limitations of traditional 3D printers regarding size and production volume. The motivation behind this research is to enable the production of large and complex structures without the need for costly expansions of fixed-size 3D printers. The limitations of existing 3D printers and industrial robots in size and working area are discussed, highlighting the potential of UAVs, particularly multirotor UAVs, in overcoming these limitations. Multirotor UAVs equipped with 3D extrusion systems offer the advantage of producing or repairing structures without being constrained by size or positional conditions, making them especially useful in hazardous or inaccessible environments. The thesis addresses various aspects related to 3D printing with multirotor UAVs. It emphasizes the design considerations for lightweight manipulator systems, such as gimbals that can be attached to UAVs to perform the 3D printing process. The need for highly accurate flight controllers to compensate for unwanted movements of the UAVs during printing operations is also highlighted. Furthermore, the concept of swarm UAVs is explored, where multiple UAVs work together autonomously to perform a specific task, offering advantages such as time savings, reduced labor, and increased operational efficiency. Based on the conclusions drawn from each chapter, it is evident that integrating multirotor UAVs with 3D extruders holds significant potential for expanding the capabilities of 3D printing. The research findings demonstrate the feasibility and advantages of using UAVs for 3D printing, including precise and autonomous operations. The thesis contributes to the field of additive manufacturing by showcasing the potential of multirotor UAVs in overcoming the limitations of traditional 3D printers. Future research in this area could focus on further improving the accuracy and reliability of the 3D printing process with UAVs. This could involve advancements in lightweight manipulator designs, more robust flight control algorithms, and enhanced navigation and obstacle detection systems. Additionally, exploring the scalability and coordination of swarm UAVs for additive manufacturing could be an exciting avenue for future investigation.
Benzer Tezler
- ABS ve PLA filamentlerinden üretilen malzemelerin üretim sürecinin yapay zeka ile optimizasyonu
Optimization of the manufacturing process of materials produced from ABS and PLA filaments using artificial intelligence
ŞÜKRÜ SARIHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolIsparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SELİM BACAK
- Fabrıcatıon of 3D prınted flexıble polyurethane nanocomposıte
3b baskili esnek poliüretan nanokompozit imalati
ALİCAN MERT
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ
- Manufacturing of copper cold plates via metal fused filament fabrication and their characterization
Bakır soğuk plakaların metal ergiyik filament ile imalat yöntemi ile üretilmesi ve karakterizasyonu
MEHMET CANBERK BACIKOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ULAŞ YAMAN
- Advanced methods for a novel fused filament fabrication process accommodating variable bead width
Değişken iz genişliğine imkan veren yeni bir ergiyik filament ile imalat süreci için gelişkin yöntemler
BAHAR GHAREHPAPAGH
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİK DÖLEN
DOÇ. DR. ULAŞ YAMAN
- An automated shrinkage compensation method for the holes fabricated via FFF process
Eriyik yığma modelleme işlemi ile üretilen deliklerin küçülmesini otomatik olarak engelleyen bir yöntem
SARDAR VAYGHANNEZHAD
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ULAŞ YAMAN