Tasarım süreçlerinin prototipleme veya son ürün aşamalarında ürün gereksinimlerini etkileyen 3B baskı parametrelerinin optimizasyonu
Optimization of 3D printing parameters that affect product requirements in prototyping or final product stages of design
- Tez No: 824740
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDULLAH TOĞAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri Ürünleri Tasarımı, Industrial Design
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstriyel Tasarım Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Endüstride ürünler tasarlanırken işlev, boyut, görünüş özellikleri, kullanım, kullanıcı ve diğer spesifik gereksinimlere ilişkin tanımlamalar yapılmakta ve bu tanımlara uygun şekilde ürünün maksimum performans, minimum süre ve maliyetle üretilmesi sağlanmaktadır. Seri üretim süreçlerinde kullanılan talaşlı imalat, dövme, döküm, enjeksiyon gibi geleneksel yöntemlerin yanı sıra; prototip imalatı ve seri üretime kıyasla az adetli nihai ürün üretimlerinde eklemeli imalat teknolojileri yaygın olarak kullanılmaktadır. Çalışmada, eklemeli imalat yöntemlerinden Eriyik Biriktirme Modelleme kullanılarak üretilen parçanın spesifik gereksinimlere yönelik en iyileştirilmesi için ilgili üretim parametrelerinin optimizasyonu değerlendirilmiştir. Bu bağlamda; ürünlerin dayanımı, ağırlık optimizasyonu, yüzey kalitesi, boyutsal ve geometrik doğruluğu, üretimde harcanan malzeme miktarı, üretim süresi ve spesifik olarak su sızdırmazlığı gereksinimleri ele alınmıştır. Bu gereksinimlere karşılık olarak; Baskı Oryantasyonu, Malzeme, Katman Kalınlığı, Çizgi Genişliği, Duvar Kalınlığı, En Üst ve En Alt Kalınlığı ve Dolgu Yoğunluğu gibi FDM parametreleri belirlenmiş ve ilişkili literatür taranmıştır. Literatüre ek olarak FDM yöntemiyle üretilen parçalarda dayanım, ağırlık optimizasyonu ve su sızdırmazlığı gereksinimlerine ilişkin parametreler ayarlanarak farklı malzeme, çeper kalınlığı, katman kalınlığı ve yüzey kumlama numuneleri üretilmiştir. Mevcut çalışmalardan referans alınan ve gereksinimlerin optimizasyonunu sağlayan parametre değerleriyle FDM yöntemiyle üretilen numunelere çekme ve su absorpsiyonu deneyleri uygulanmıştır. Çekme deneyi sonucunda elde edilen değerlerle, örnek bir vaka çalışması olarak tasarlanan Taşıyıcı Bloğa EN-868-8 standardında belirtilen taşıma kapasitesi uyarınca sonlu elemanlar metoduyla dayanım analizi yapılmıştır. Analiz ardından üretilen Taşıyıcı Blok numuneleri, hazırlanan deney düzeneğinde test edilmiştir. Yapılan testler sonucunda deneysel yöntem ve SEA verileri karşılaştırılarak, hali hazırda talaşlı imalat yöntemiyle alüminyum malzemeden üretilen Taşıyıcı Bloğun, alternatif olarak FDM yöntemiyle polimer bazlı malzemeden üretilebilirliğinin yanı sıra; PLA'dan üretilen parçaların Onyx'ten üretilenlerden daha yüksek çekme dayanımına sahip olduğu, dolgu yoğunluğuna bağlı artan parça ağırlığı ve cilt kalınlığının çekme dayanımını artırdığı, azalan katman kalınlığı ve artan cilt kalınlığının sızdırmazlık özelliğini iyileştirdiği ortaya konulmuştur. Elde edilen sonuçlardan hareketle tasarımcıya eklemeli imalata dayalı son ürün tasarımında dikkat edilmesi gereken kararlara yönelik öneriler getirilmiştir. Çalışma sonucunda, üretime ilişkin elde edilmiş sonuçların etkisinde tasarlanan parçaların son ürün olarak kullanılma potansiyelini artırdığı gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The definition of the function, dimension, appearance features, usage, user and other specific requirements of products shapes the industrial design processes and by using these definitions, related product is manufactured with maximum performance, minimum time and cost. In addition to traditional methods such as machining, forging, casting, injection used in mass production processes; additive manufacturing technologies are widely used in manufacturing of prototypes and low volume production of final products. In this study, parameters are evaluate to optimization of specific requirements of the part produced by FDM, which is one of the additive manufacturing methods. In this context; strength of the products, weight optimization, surface quality, dimensional and geometric accuracy, material consumption, production time and watertightness are discussed as requirements of product. In response to these requirements; Print Orientation, Material, Layer Thickness, Line Width, Wall Thickness, Top-Bottom Thickness, Infill Density etc. determined as FDM parameters and related literature was searched. In addition to the literature, the parameters related to strength, weight optimization and watertightness requirements were adjusted for the parts produced by the FDM and different material, perimeter thickness, layer thickness and surface sandblasting samples were produced. Tensile and water absorption tests were applied to samples produced by FDM using parameter values referenced from existing studies. By using values obtained as a result of tensile test, strength analysis was carried out with the finite element method in accordance with the carrying capacity specified in EN-868-8 on the Carrier Block, which is designed as case study. After analysis, produced Carrier Block samples were tested in the prepared experimental setup. As a result of the tests, by comparing the experimental method and FEM data, the Carrier Block, which is currently produced from aluminum material by machining method, alternatively can be produced from polymer-based material by FDM method; It has been revealed that the parts produced from PLA have higher tensile strength than Onyx parts, having thicker skin and increasing of part weight due to the infill density increase the tensile strength, the decreased layer thickness and increased skin thickness improve the watertightness property. Based on the results obtained, suggestions were made to the designer for the decisions that should be considered in the design of the final product based on additive manufacturing. As a result of the study, it was observed that the parts designed under the influence of the results obtained regarding the production increased the potential to be used as a final product.
Benzer Tezler
- Design for additive manufacturing for small-volume production: A case study
Düşük hacimli üretimde eklemeli imalat için tasarım: Vaka çalışması
AHMET FURKAN KELEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Endüstri Ürünleri Tasarımıİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstriyel Tasarım Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF KÜÇÜKSAYRAÇ
- Yüksek binaların kavramsal tasarımında modelleme için mobil bir ortam
A mobile environment for modelling in the conceptual design of tall buildings
MEHMET EMİN BAYRAKTAR
- Ruling IM/Material uncertainties: Visual rules in digital fabrication processes
Dijital üretim süreçlerinin görsel şemaları
ZEYNEP AKKÜÇÜK KIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU
- Ballistically launchable shape shifting 3D printed multi-rotor unmanned aerial vehicle design and foldable arms analysis
Balistik olarak fırlatılabilir şekil değiştiren 3B baskılı çok rotorlu insansız hava aracı tasarımı ve katlanabilir kolların analizi
MEHMET ZEKİ PAŞAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KAAN YILDIZ
- Towards hyperautomation in architecture: A system for truss manipulation with relative robots
Mimarlikta hiperotomasyona doğru: Bağıl robotlarla kafes manipülasyonu için bir sistem
BURAK DELİKANLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEMAN FİGEN GÜL
