Eklemeli imalat esaslı hibrit imalatla üretilen fiber takviyeli termoplastiklerin üretim parametrelerinin belirlenmesi
Determination of production parameters of fiber-reinforced thermoplastics manufactured by additive manufacturing based on hybrid manufacturing
Yazar: İSMAİL ATA MERTKAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TUĞÇE TEZEL
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Karbon fiber takviyeli polimer = Carbon fiber reinforced polymer ; Melez sistemler = Hybrid systems ; Üretim yöntemleri = Production methods

Özet:
Eklemeli imalat yöntemi, katmanların üst üste eklenerek istenilen modellerin oluşturulduğu, kullanım alanlarının günden güne arttığı bir üretim yöntemidir. Geleneksel üretim yöntemlerinin ulaşamayacağı üretim esnekliği, hızlı prototipleme ve kullanım kolaylığı gibi özellikler bu yöntemin kullanım alanlarının giderek yaygın hale gelmesinde önemli rol oynamaktadır. Ancak eklemeli imalatın da çeşitli eksiklikleri mevcuttur. Yüzey kalitesi ve boyutsal doğruluktaki yetersizlik bu eksikliklere örnek olarak gösterilebilir. Hibrit imalat yöntemi ise üretim yöntemlerinin zayıf yönlerinin güçlendirilmesi amacıyla farklı yöntemlerin birleştirilmesi sonucu ortaya çıkmış bir yöntemdir. 
Yapılan çalışmada ergiyik biriktirme tekniği (FDM) tipi eklemeli imalat yönteminin neden olduğu eksiklikler, talaşlı imalat yönteminin entegrasyonu ile giderilmeye çalışılmıştır. FDM tipi bir 3B yazıcıya kesici uç ve DC motor eklenerek hibrit imalat makinesi üretilmiştir. Tasarımı ve imalatı gerçekleştirilen bu makine ile PLA ve karbon fiber takviyeli PLA malzeme kullanılarak numune üretilmiştir. Yüzey kalitesi ve boyutsal doğruluğa, üretim sıcaklığı ve katman kalınlığının etkisi incelenmiştir. Ayrıca üretilen numunelerin ağırlıkları, yoğunlukları ve yüzey pürüzlülükleri ölçülerek mikroskop altında incelenmiştir. Yapılan deney ve ölçümler sonucunda hibrit imalat yönteminin hem PLA hem de karbon fiber takviyeli malzeme ile üretilmiş numunelerin yüzey kalitesini x ekseninde genel olarak arttırdığı, z ekseninde ise daha önemli bir artış olduğu görülmüştür. PLA ve karbon fiber takviyeli PLA malzemenin kullanıldığı boyutsal doğruluk ölçümlerinde hibrit imalatın boyutsal doğruluğa olumlu etkisi ortaya konmuştur.

Abstract:
The additive manufacturing method is a production in the design of models to be designed and created in the desired way by adding layers on top of each other. Its features such as production flexibility, rapid prototyping, and ease of use that traditional production methods cannot play an important role in the widespread use of this method. However, additive manufacturing has various shortcomings, such as low surface quality and dimensional accuracy, mainly due to the production principle. The hybrid manufacturing method, on the other hand, is a method that emerged as a result of combining different methods to strengthen the weaknesses of production methods. 
The study eliminated the weaknesses caused by the fused deposition technique (FDM) type additive manufacturing method by integrating the machining method. A hybrid manufacturing machine was produced by adding a cutting edge and DC motor to an FDM-type 3D printer. PLA and carbon fiber reinforced PLA material was produced, designed, and manufactured with this hybrid machine. The effects of production temperature and layer thickness on surface quality and dimensional accuracy were investigated. In addition, the produced samples' weights, densities, and surface roughness were measured and examined under a microscope. As a result of the experiments and measurements, it was observed that the hybrid manufacturing method generally increased the surface quality of the samples produced with both PLA and carbon fiber reinforced material on the x-axis, while there was a more significant increase on the z-axis. In the dimensional accuracy measurements using PLA and carbon fiber reinforced PLA material, the positive effect of hybrid manufacturing on dimensional accuracy was revealed.