Kompozitlerin kullanıldığı ekstrüzyon esaslı eklemeli imalatta ürün özelliklerinin etkisinin hesaplamalı olarak incelenmesi
Computational investigation of composite properties fabricated by extrusion based additive manufacturing
Yazar: ABAS ABASOV
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR POYRAZ
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Ekstrüzyon = Extrusion ; Kompozitler = Composites ; Modelleme = Modelling ; Polimerler = Polymers ; Topoloji = Topology ; Üretim yöntemleri = Production methods

Özet:
Eklemeli imalat havacılık-uzay ve savunma, otomotiv, medikal ve mimari başta olmak üzere farklı sektörlerde geniş uygulama alanına sahiptir. Ürünlerde hafif ve fonksiyonel özelliklerin sağlanması için topoloji optimizasyon yöntemlerinin uygulanması yaygın bir yöntemdir ve eklemeli imalat sayesinde, ortaya çıkan karmaşık geometrilerin üretilmesi mümkün olmaktadır.
Bu tez çalışmasında hem endüstri hem akademi hem de bireysel kullanıcılar tarafından ilgi gören malzeme ekstrüzyon esaslı eklemeli imalat ile üretilen polimer matris kompozitlerin özelliklerinin öngörülmesi için modelleme çalışmaları yapılmış ve bu sayede doğru üretim parametrelerine en az sayıda deneme yanılma ile ulaşılması amaçlanmıştır. Hem malzeme özelliklerini hem de üretim parametrelerini dikkate alan analitik model hem deneysel çalışmalarla hem de önceki literatürdeki araştırmalarla karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Geçmiş araştırmacılar tarafından geliştirilen 
modellerden daha iyi seviyede yakınsama değerleri elde edilmiştir. Ayrıca sonlu elemanlar analizleri de gerçekleştirilmiş ve seçilen bir ürüne malzeme ekstrüzyon esaslı eklemeli imalat ile üretilen farklı malzeme özellikleri atanarak topoloji optimizasyonuna tabi tutulmuş ve ortaya çıkan geometriler tartışılmıştır.

Abstract:
Additive manufacturing has a wide range of applications in different sectors, specially in aerospace and defense, automotive, medical and architecture. The application of lightweight and functional properties topology optimization methods in products is a common approach and it is possible to produce complex geometries thanks to additive manufacturing.
In this thesis, modeling studies have been performed to predict the properties of polymer matrix composites fabricated by material extrusion-based additive manufacturing, which attracts attention by both industry, academia and individual users. It is aimed to reach the correct production parameters with a minimum of trial and error.The analytical model, which takes into account both material properties and production parameters, has been validated by comparison with both experimental studies and previous literature research. Better convergence values were obtained than the models developed by previous researchers. Further, finite element analyzes were also carried 
out and a selected product was subjected to topology optimization by assigning different polymer and polymer matrix material properties produced by material extrusion based additive manufacturing. The geometries resulting from the topology optimizations made with the same element type and dimensions, the same loading conditions and the same mass reduction target are discussed.