Toz yataklı eklemeli imalat yöntemine uygun hidrolik fren kaliperi tasarımı ve imalatının araştırılması
Hydraulic brake caliper design for powder bed fusion additive manufacturing and investigation of manufacturing
- Tez No: 823088
- Danışmanlar: PROF. DR. RAHMİ ÜNAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 158
Özet
Metal eklemeli imalat her geçen gün daha yaygın hale gelmekte ve geleneksel imalat yöntemlerine karşı rekabetçi bir imalat yöntemi olmaya devam etmektedir. Çalışma kapsamında güvenlik kritik bir fren parçası olan hidrolik tahrikli servis freni kaliperinin yekpare bir biçimde Seçici Lazer Ergitme (SLE) metodu ile imalatı ve bu yönteme uygun şekilde tasarımı araştırılmıştır. Tasarım aşamasında ağırlık azaltma amacıyla topoloji optimizasyonu kullanılmıştır. Bununla birlikte, düşük yüzey pürüzlülüğü gerektiren uygulamalarda, özellikle sızdırmazlık gerektiren durumlarda, eklemeli imalat ile üretilen ürünlerin yüzey finisaj işlemine tabi tutulmadan kullanılması mümkün değildir. Eklemeli imalatın rekabet avantajlarından biri olan, karmaşık parçaların üretilebilmesi, gerekli yüzey pürüzlülüğü değeri için finisaj işlemi uygulanacak yüzeyin ulaşılması zor bir noktada olması durumunda mümkün olamamaktadır. Bu nedenle, fren kaliperinin yekpare olarak imal edilmesi durumunda sızdırmazlık sağlanması amaçlanan conta basma yüzeylerinde gerekli yüzey pürüzlülüğünün sağlanması mümkün değildir. Bu çalışmada, fren kaliperinin tasarımı, mekanik finisaj işlemlerine olanak sağlayacak ve son olarak kaynakla birleştirilecek şekilde, çok parçalı hale getirilmiştir. Kaliper gövdesi ve kaynak dikişinin mukavemet kontrolü Eurocode3 standardına göre ve sonlu elemanlar analiz program olan ANSYS®'de gerçekleştirilmiştir. Yekpare gövde tasarımında kaynak dikişilerinde yüksek güvenlik katsayısı elde edilmiştir. Kaliper imalatı gerçekleştirilmiş ve kavramsal tasarımın uygulanabilirliği ortaya konmuştur. Ayrıca farklı tedarikçiler ve SLE imalat cihazları ile gerçekleştirilen imalat çalışmalarında karşılaşılan sorunlar için malzeme bilimi inceleme teknikleri ve mekanik testler uygulanmıştır. Yöntem, bir fren kaliperinin tasarımı için uygulanmış olsa da benzer parçalar için de kullanılabilir. Yüzey pürüzlülük isterleri nedeni ile üretiminde eklemeli imalatın kullanılamadığı parçalar, bu bakış açısı ile yeniden tasarlanabilir.
Özet (Çeviri)
Metal additive manufacturing is becoming increasingly common and remains a competitive manufacturing method against traditional manufacturing methods. Within the scope of the study, the monolithic manufacture and design suitable for the Selective Laser Melting (SLM) method of the hydraulic actuated service brake caliper, a safety-critical brake part, have been investigated. Topology optimization was used during the design phase for the purpose of reducing weight. However, direct application of produced items is not possible for sealing-required components with low surface roughness requirements. The ability to manufacture complex components, which is one of additive manufacturing's competitive advantages, can cause a problem if a surface to be machined for a required surface roughness is in a location difficult to reach. It is not possible to provide the required surface roughness of the areas intended for sealing if the brake caliper is manufactured as a monolith. In this study, the design of the brake caliper was modified into multiple components to enable mechanical finishing processes and finally to be welded. The strength control of the caliper body and the weld seam was calculated according to the Eurocode3 standard and the analysis was completed in ANSYS®. Positive results have been obtained by providing monolithic body design with high safety. The caliper fabrication has been accomplished, and the applicability of the conceptual design has been demonstrated. In addition, materials science examination techniques and mechanical testing were applied to the issues encountered during the manufacturing studies conducted with various suppliers and SLM manufacturing machines. Even though the method was used to design the caliper, it can also be used for other similar parts. If the parts that were unable to be produced by additive manufacturing due to surface roughness are reevaluated using this method's viewpoint.
Benzer Tezler
- Investigation of the damping effectiveness of particle damper integrated structures design produced by laser powder bed fusion under different boundary conditions
Lazerle toz yatağında füzyon ile üretilmiş parçacık sönümleyici entegreli yapıların tasarımlarının sönüm etkinliğinin farklı sınır koşulları altında incelenmesi
BİROL ÖZÇEVİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRECAN SÖYLEMEZ
- Eklemeli imalat yöntemi ile üretilmiş parçaların karakterizasyonu ve ardıl süreçlerin parça özelliklerine etkisinin incelenmesi
Characterisation of additively manufactured parts and investigation of postprocess effects on material properties
REMZİ ECMEL ECE
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER KELEŞ
PROF. DR. BEKİR SAMİ YILBAŞ
- Mühendislik seramiklerinin SLS/M eklemeli imalat yöntemi ile üretilebilirliğinin incelenmesi
Investigation of the manufacturability of engineering ceramics with SLS/M additive manufacturing method
DURAN KAYA
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN KÜÇÜKTÜRK
- Bütünleşik döner mafsalların elektron ergitmeli eklemeli imalata göre tasarımı
Design for additive manufacturing of consolidated revolute joints for electron beam melting
UMUT GÖVEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZHAN YILMAZ
DR. EVREN TAN
- Numerical investigation of natural convection in dmlm process
Katmanlı imalatta doğal taşınımın sayısal incelenmesi
BERK ÖZADA
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAÇ ÇADIRCI