FDM yöntemi için metal esaslı filament üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Fabrication of metal-based filaments for the FDM method and evaluation of their mechanical properties
- Tez No: 956626
- Danışmanlar: PROF. DR. CEM SİNANOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri Ürünleri Tasarımı, Industrial Design
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 153
Özet
Bu doktora çalışmasında, FDM teknolojisi kullanılarak üretilen metal–plastik karışımlı kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin geliştirilmesi ve endüstriyel uygulanabilirliğinin artırılması amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında, bir FDM tipi 3B yazıcı ile filament üretim hattı tasarlanmıştır. Sistem, başlangıçta PLA esaslı filamentlerle test edilmiş ve yazıcı ile filament üretim hattının kararlı ve etkin bir şekilde çalıştığı doğrulanmıştır. Ardından metal içerikli filamentlerin üretimine geçilmiştir. Filament üretim hattı, plastik matris ile metal tozunun homojen bir şekilde karıştırılması için optimize edilmiştir. Ancak, yüksek metal tozu içeren filamentlerde nozul tıkanıklıkları gözlemlenmiştir. Bu nedenle FDM yazıcının nozul tasarımı, sıcaklık kontrolü ve ekstrüzyon sistemi, metal filamentlerin baskıya uygun hale getirilmesi amacıyla yeniden düzenlenmiştir. Yapılan bu iyileştirmeler sayesinde, yüksek yoğunluklu ve mekanik özellikleri geliştirilmiş numuneler başarıyla üretilmiştir. Düşük metal katkılı numunelerde mekanik performansın sınırlı kaldığı, yüksek metal içerikli numunelerde ise sinterleme sonrası gözeneklilik nedeniyle dayanım ve sünekliğin ticari filamentlerin altında kaldığı belirlenmiştir. %75 316L filamentten üretilen numuneler yaklaşık 285 MPa çekme dayanımı ve %4,1 uzama göstermiştir. Buna karşılık BASF 316L (≈340 MPa, %12 uzama) ve BASF 17-4PH (≈420 MPa, %6 uzama) filamentleri daha yüksek mekanik değerler sunmuştur. Sertlik ölçümleri de bu eğilimi desteklemiştir.
Özet (Çeviri)
In this doctoral study, the primary objective was to enhance the mechanical properties and improve the industrial applicability of metal–polymer composite materials produced using Fused Deposition Modeling (FDM) technology. Within the scope of the study, an FDM-type 3D printer and a filament extrusion line were designed. The system was initially tested with PLA-based filaments, confirming the stable and efficient operation of both the printer and the extrusion line. Subsequently, the production of metal-containing filaments was undertaken. The extrusion line was optimized to ensure homogeneous mixing of the polymer matrix with metal powders. Nevertheless, nozzle clogging was observed in filaments with high metal powder content. Therefore, the nozzle design, temperature control, and extrusion system of the FDM printer were modified to render the metal filaments suitable for printing. These improvements enabled the successful fabrication of specimens with high density and enhanced mechanical properties. The results revealed that specimens with low metal content exhibited limited mechanical performance, while those with high metal content suffered from porosity after sintering, which reduced both strength and ductility compared to commercial filaments. Specimens fabricated from 75% 316L filament achieved an ultimate tensile strength of approximately 285 MPa and an elongation of 4.1%, whereas BASF 316L (≈340 MPa, 12% elongation) and BASF 17-4PH (≈420 MPa, 6% elongation) demonstrated superior performance. Hardness measurements were consistent with these findings.
Benzer Tezler
- Beşinci metakarpal kırıklarının tedavisi için yeni bir yaklaşım geliştirilmesi
Development of a new approach for the treatment of fifth metacarpal fractures
LÜTFİYE CAYMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyomühendislikSakarya ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN İYİBİLGİN
DOÇ. DR. LEVENT BAYAM
- Improvement of product quality in 3D printers by preventive control
3B yazıcılarda parça kalitesinin önleyici kontrol ile artırılması
TUNCA ZEKİ BERKKURT
Doktora
İngilizce
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATAKAN ALTINKAYNAK
DOÇ. DR. MERVE ACER KALAFAT
- 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
- Design of additively manufactured hybrid structural brackets via topology optimization
Topoloji optimizasyonu ile eklemeli imalata uygun hibrit yapısal braketlerin tasarımı
CENGİZ KÖSEOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- 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