Stereolitografi yöntemiyle imal edilen prototiplerde işlem parametrelerinin artık gerilmelere etkisinin incelenmesi
The analyzing of process parameters effects on residual stress in the stereolitography made prototypes
Yazar: NAHİT BÜYÜKŞAHİN
Danışman: PROF. DR. ERHAN ALTAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Geçmis yıllarda, üretim teknolojilerinin çıkıs noktası olan tasarım sürecinde özellikle yeni birürünün devreye alınması sırasında büyük sorunlar ile karsılasılmaktaydı. Özellikle tasarımbittikten sonra, bu tasarımın ilk çıktılarını somut olarak ele almak ve mevcut hataları görerekgerekli düzeltmeleri yapmak neredeyse imkânsız veya çok yüksek maliyetlere sahip birasamaydı. Fakat son yıllarda ortaya çıkan ?Hızlı Prototipleme Teknolojileri?; gerek ürünündevreye alınma sürecini azaltması, gerekse bu süreçteki hataları en aza indirmesi sayesindeüretim teknolojilerinde maliyet düsürücü bir unsur olarak karsımıza çıkmaktadır.Diger bir yandan malzemelerde meydana gelen ve fiziksel-mekanik özelikleri etkileyen ?artıkgerilmeler? mühendisligin temel konularından biri halini almıstır. Çünkü günümüz ekonomikkosullarında bir ürünün pazarda tutunabilmesi için yüksek kalite, düsük maliyet ve uzun ömürkriterleri karsımıza çıkmaktadır.Deneysel çalısmalar yardımıyla, ?Hızlı Prototipleme Teknolojilerinin? en sık kullanılanyöntemi olan stereolitografi yöntemiyle imal edilen prototiplerde; imalat esnasında kullanılanbazı proses parametreleriyle artık gerilmeler arasındaki iliskiler incelenmistir. Deneynumuneleri epoksi bazlı reçineden 0,1 mm ve 0,15 mm katman kalınlıklarında üretilmistir.Ayrıca bu numunelerin destek yapıları üçgen ve kare olarak degistirilerek farklı prototiplerelde edilmistir.Deneyler sonucunda bulunan sonuçlarda prototip imalatı sırasında katman kalınlıgının artmasıbasma gerilmelerini düsürdügü fakat gerilmenin çekme yönüne dönmesiyle gerilmelerinkatman kalınlıgı ve destek yapılarıyla beraber olarak degistigi gözlemlenmistir.Üçgen destek yapı kullanıldıgında katman kalınlıgının artması çekme gerilmeleriniarttırmakta, buna ragmen kare destek yapı kullanıldıgında katman kalınlıgının artması çekmegerilmelerini azaltmaktadır.Basma gerilmesine maruz kalan yapılarda dayanımın yüksek olması isteniyorsa üçgen destekyapıları kullanılmalıdır. Buna karsın çekme gerilmesine maruz kalan yapılarda ise yüksekdayanım elde etmek için kare destek yapıları kullanılmalıdır.Anahtar Kelimeler: Hızlı Prototipleme, Stereolitografi, Artık Gerilme, Katman KaldırmaMetodu

Abstract:
In the past, during the design process which is the rising point of production technologies,considerable problems are faced, particularly when the new product is being released.Especially after the design is finished, discussing concretely the first outputs of this designand by observing the existent mistakes, making the necessary corrections become nearlyimpossible or this come out as a stage which cost very high amounts.As a result of experiencing high-level cost and loss of time during the product?s releasingprocess, competition chance among firms is removed. By means of ?Rapid PrototypingTechnologies? that has been raised in recent years, time of product releasing is decreased andminimized the mistakes in this process so greeted us as a cost-reducing component ofproduction technologies. Nowadays, these technologies are widely used by various firms forcommercial purposes.In addition to these, ?residual stress? that have been occurred in the materials and effectphysical-mechanic characteristics, are one of the basic subject of engineering. Even if,residual stresses generally appear as a parameter which affects mechanic characteristicsnegatively, in certain occasions, it turns into a particularly desirable condition.With the help of experimental studies, the relationship between some process parameters thatare used at the moment of manufacturing and residual stresses formation is researched in themost well-known method of ?Rapid Prototype Technologies?- Stereolithography madeprototype parts. Test specimens were produced from epoxy-based resins with 0.1 mm and0.15 mm layer thickness. Also with changing the support structures of these specimens as atriangle and square; different prototypes were obtained.In the results of experiments, increased layer thickness, which used during the manufacturingof prototypes, decreases the compressive residual stresses. When the stress values change tothe tensile, it is related to both layer thickness and support structures.When using a triangle support structure, if the layer thickness is increased, tensile residualstresses are also increased. However, when the support structure is a square; tensile residualstresses are decreased with increased layer thickness.If the high strength is desired in the constructions which are composed to compressive stress,the triangle support structures should be used. If the construction is composed to tensile stress,the square support structure should be used.Keywords: Rapid Prototyping, Sterelithography, Residual Stress, Layer Removal Method