Katmanlı imalat yöntemi ve talaşlı imalat yöntemi için optimizasyon yöntemlerinin denenmesi ve karşılaştırılması
Testing and comparison of optimization methods for layered manufacturing method and mechanic manufacturing method
Yazar: HALİL TOSUN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AHU ÇELEBİ
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Tasarım optimizasyonu = Design optimization ; Üç boyutlu yazıcı = Three dimensional printer ; Şekil optimizasyonu = Shape optimization

Özet:
Gelişen teknoloji ve bilgisayar programları sayesinde mühendislik parça analizleri ve optimizasyonları günümüzde bilgisayar programları aracılığı ile yapılabilmektedir. Bilgisayar programları sadece analiz için değil ayrıca tasarımdaki değişiklikler ile parçanın hafifletilmesi sonucu malzeme maliyetinin düşürülmesinde de aktif rol almaktadır. İmalat yöntemleri ve bu yöntemlerin birbirleri ile olan karşılaştırmaları daima araştırma konusu olmuştur.  Bir parçayı imal etmek için hangi yöntem(ler)in seçileceği, o işletme açısından büyük önem arz etmektedir. Tasarlanan parçanın çalışma koşulları altında maruz kalınan yükleri ve dayanımı üretici için çok önemlidir. 
Bu tezde, katmanlı imalat ve talaşlı imalatın avantaj / dezavantajları araştırılmış ve bu yöntemler Pet-G malzeme kullanımı için karşılaştırılmıştır. Katmanlı imalat yönteminde bir FDM (Fused Deposition Modeling-Ergiterek Biriktirme Yoluyla Modelleme) tipi 3B(üç boyutlu) yazıcı kullanılmıştır. Talaşlı imalat yöntemi için ise bir CNC Router (Computer Numerical Control Router-Bilgisayarlı Sayısal Kontrol Yönlendiricisi) kullanılmıştır. Söz konusu imalat yöntemlerine göre oluşturulan bir parça tasarımı ve iki kez optimizasyonundan sonra mekanik özellikleri incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. 
Yapılan optimizasyonlar sonrasında hedeflenen kütle azalımı sağlanmıştır. İkinci optimizasyon sonrası numune, tasarım programına göre ilk halinden kütle olarak yaklaşık % 63 oranında hacimsel ve kütlesel olarak küçülmüştür. Yaklaşık olarak 300 gram olan numunenin kütlesi, 100 grama düşürülmüştür. Katmanlı imalatla üretilen numunelerin, talaşlı imalatla üretilen numunelere göre yoğunluk değerleri düşük, yüzey pürüzlülük değerleri yüksek çıkmaktadır. Yüksek yüzey pürüzlülük değerinin istenmediği yerlerde ve karşılıklı çalışan parçalarda (yataklar, miller vb.) talaşlı imalat yönteminin kullanılmasının daha avantajlı olduğu görülmüştür. Yapılan testler sonucunda, talaşlı imalatla üretilen numunelerin mukavemet değerlerinin daha yüksek çıktığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
Thanks to the developing technology and softwares, analysis and optimization of the engineering parts can be done through computer programs nowadays. Softwares play an active role not only in analysis but also in reducing the material cost as a result of lightening the part with changes in design. Manufacturing methods and comparisons of these methods with each other have always been the subject of research. Choosing the methods of manufacturing of material has a great importance for enterprise. The loads and strength of the designed part under operating conditions are very important for the manufacturer. 
In this thesis, the pros and cons of both production methods which are additive manufacturing and machining have been investigated and these methods have been compared for the use of Pet-G material. An FDM (Fused Deposition Modeling) type 3D (three-dimensional) printer has been used in the additive manufacturing method and CNC Router (Computer Numerical Control Router) has been used for the machining method. A part design created in accordance with the mentioned manufacturing methods and its mechanical properties after its twice optimization have been examined and compared. 
After the optimizations, the targeted reduction on the mass of production has been achieved. After the optimization process, the sample has reduced by about 63% in volume and mass according to the design program. The mass of the sample, which is approximately 300 grams, has been reduced to 100 grams. The density values of the samples manufactured by additive manufacturing are low and the surface roughness values are higher than the samples produced by machining. It has been observed that it is more advantageous to use the machining method in places where high surface roughness value is not desired and in mutually working parts (bearings, shafts, etc.). As a result of the tests, it has been observed that the strength values of the samples manufactured by machining are higher.