Granül termoplastik malzemelerin ekstrüzyon esaslı eklemeli imalat şartlarının incelenmesi ve optimizasyonu
Investigation and optimization of extrusion based additive manufacturing conditions of granular thermoplastic materials
Yazar: MUSTAFA ÇETİN
Danışman: PROF. DR. OĞUZ ÇOLAK
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Ekstrüzyon = Extrusion ; Granül = Granule ; Üretim yöntemleri = Production methods ; Üç boyutlu yazıcı = Three dimensional printer

Özet:
Eklemeli imalat, karmaşık yapılı geometrilerin limit olmadan kısa sürede ve uygun maliyetle, malzemelerin birbirine eklenmesi suretiyle üretildiği bir imalat teknolojisidir. Eskişehir Teknik Üniversitesi, Makine Mühendisliği Dijital Tasarım ve Dijital İleri İmalat araştırma laboratuvarında gerçekleştirilen doktora çalışması ile filament bazlı malzemelerin eriyik ergitme metoduyla üretim yapabilen büyük hacimli Ar-Ge ve test amaçlı üç boyutlu yazıcı imal edilmiştir. Üç boyutlu yazıcının granül bazlı malzemeleri işleyebilmesi için yüksek lisans çalışması ile de granül beslemeli ekstrüzyon sistemi kurulmuştur.
Bu tez çalışmasında PEEK malzemeyi işleyebilmek ve imal edilecek test numunelerinin fiziksel, kimyasal ve mekanik özeliklerini belirlemek için deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Devamında geri dönüşümlü PEEK malzeme ekstrüde edilemediği için termoplastik performans ABS granül malzemesi kullanılarak üretilecek test numunesinin özelliklerini belirlemede çekme deneyi ve test numunesi ASTM D638 Tip-1 standardına istinaden çekme test numuneleri imal edilmiştir. Taguchi L9 formatı ile test numunelerinin Çekme Deneyleri, DSC testleri yapılmış ve Varyans analizi ile bulgular incelenmiştir. Deneysel çalışmaların incelenmesi ve üç boyutlu yazıcı optimizasyonu sonrası imal edilmiş numunelerde iyileştirilmiş farklar gözlemlenmiş ve granül malzeme için en uygun parametreler belirlenmiştir.

Abstract:
Additive manufacturing is a manufacturing technology in which complex geometries are produced by adding materials to each other in a short time and cost-effectively. With the doctoral study carried out in Eskisehir Technical University, Mechanical Engineering Digital Design and Digital Advanced Manufacturing research laboratory, a large-volume R&D and test-purpose three-dimensional printer capable of producing filament-based materials by melt melting method was produced. In order for the three-dimensional printer to process granule-based materials, a granule-fed extrusion system was established with a graduate study.
In this thesis, experimental studies were carried out to process PEEK material and to determine the physical, chemical and mechanical properties of the test samples to be manufactured. Afterwards, since the recycled PEEK material cannot be extruded, tensile test specimens were produced in accordance with the tensile test and test specimen ASTM D638 Type-1 standard to determine the properties of the test specimen to be produced using the thermoplastic performance ABS granule material. Tensile Tests and DSC tests of the test specimens were performed with Taguchi L9 format, and the findings were analyzed by analysis of variance. After examining the experimental studies and optimizing the three-dimensional printer, improved differences were observed in the manufactured samples and the most suitable parameters for the granular material were determined.