FDM yöntemi ile üretilen eklemeli imalat parçaları için delik delme işlem parametrelerinin optimizasyonu
Optimization of drilling process parameters for additive manufacturing parts produced by the FDM method
Yazar: EZGİ SELEN ZORER
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA YURDAKUL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Eriyik biriktirme modelleme yöntemi(FDM), malzeme filamentlerinin katmanlı olarak birleştirilmesini temel alan ve günümüzde 3B baskı olarak bilinen ve yaygınlaşan eklemeli imalat yöntemlerinden biridir. Eriyik biriktirme modelleme yönteminde delikli parça üretimlerinde deliklerde boyutsal ve geometrik hatalar gözlemlenmektedir. Deliklerdeki çap, konum, silindiriklik, dairesellik gibi kalite karakteristiklerinde yaşanan tolerans dışı sorunlar parçaların montajını zorlaştırmaktadır. Özellikle havacılık sanayindeki üretim takımları ve uçak parçalarında hassas toleranslar aranmaktadır. Eriyik biriktirme modelleme ile üretilmiş olan parçaların deliklerindeki boyutsal ve geometrik hataların giderilmesi için çeşitli çalışmalar yapılmasına rağmen başarılı sonuçlar alınamamıştır. Bu sebeple parçalar üretim aşamasında ön delikli ya da ön deliksiz üretilerek sonradan delinmekte ya da delikleri genişletilmektedir. Bu çalışmada eriyik biriktirme modelleme ile polikarbonat malzemesinden üretilen ön delikli ve ön deliksiz plakaların optimum işleme parametrelerinin bulunması amaçlanmıştır. Ön deneyler sonucunda belirlenen dört farklı ilerleme ve iş mili hızı, iki farklı kesici uç malzemesi ve kesme sıvısı işleme parametreleri olarak belirlenmiştir. Deliklerin çaptan sapma,dairesellikten sapma,silindiriklikten sapma ve yüzey pürüzlülüğü değerleri analiz edilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda Minitab programındaki "Response Surface Modelling" modülü ile modeller oluşturulmuş ve regresyon denklemleri elde edilmiştir. TOPSIS yöntemi kullanılarak parametrelerin optimizasyonu yapılmış ve elde edilen parametreler ile doğrulama deneyleri gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
The fused deposition modeling method (FDM) is one of the additive manufacturing methods, which is based on the layered joining of material filaments and is now known as 3D printing and is becoming widespread. In the fused deposition modeling method, dimensional and geometric errors are observed in the holes in the production of perforated parts. Out-of-tolerance problems in quality characteristics such as diameter, position, cylindricality and circularity in holes make assembly of parts difficult. Precise tolerances are sought especially in production tools and aircraft parts in the aerospace industry. Although various studies were carried out to eliminate the dimensional and geometric errors in the holes of the parts produced by fused deposition modeling, successful results could not be obtained. For this reason, the parts are produced with or without pre-drilled holes during the production phase and subsequently drilled or enlarged. In this study, it is aimed to find the optimum processing parameters of pre-perforated and non-pre-perforated plates produced from polycarbonate material by fused deposition modeling. As a result of the preliminary experiments, four different feed and spindle speeds were determined as two different drilling bit materials and coolant processing parameters. The values of deviation from diameter, deviation from circularity, deviation from cylindricality and surface roughness of the holes were analyzed. As a result of the experiments, models were created with the "Response Surface Modeling" module in Minitab program and regression equations were obtained. Optimization of the parameters was made using the TOPSIS method and validation experiments were carried out with the obtained parameters.