Bütünleşik döner mafsalların elektron ergitmeli eklemeli imalata göre tasarımı
Design for additive manufacturing of consolidated revolute joints for electron beam melting
Yazar: UMUT GÖVEZ
Danışman: PROF. DR. OĞUZHAN YILMAZ ; DR. EVREN TAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Eklemeli imalat teknolojisi ile birlikte endüstride geleneksel üretim yöntemleri ile üretilmesi zor ve maliyetli parçaların üretimi kolaylaşmış, karmaşık geometriye sahip, bütünleşik ya da gözenekli parçaların üretimi mümkün hale gelmiştir. Geleneksel yöntemler ile çok parçalı yapıda olan parçaların bütünleşik olarak tek parça olarak üretilebilir olması çeşitli uygulamalarda üstünlükler sunmaktadır. Bu tez çalışmasında, eklemeli imalata yönelik bütünleşik döner mafsal tasarım yaklaşımları önerilmiştir. Geliştirilen tasarım yaklaşımları, eklemeli imalat yöntemlerinden birisi olan toz yataklı elektron ışın ergitme (EBM) yönteminde uygulanmıştır ve eklemeli imalata uygun tasarım kuralları ortaya konulmuştur. Bu kapsamda, EBM cihazın bütünleşik üretim yeteneklerini görmek ve sistemin genel ölçüsel hata payını belirlemek için üzerinde bütünleşik yapılar da içeren bir test parçası üretilmiş ve bu test parçasının boyutsal ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada, endüstriyel bir ürünün çalışma şartlarına uygun üretilebilmesi için gerekli olan toleranslandırmaların bütünleşik döner mafsallar üzerinde uygulanabilirliği de çalışılmıştır. Uygulama için 5 farklı bütünleşik döner mafsal tasarımı gerçekleştirilmiştir. Toleranslandırmalar için ISO Fit tablosundan faydalanılmıştır. Tolerans aralıkları test parçasının ölçüm sonuçlarından elde edilen sistemin genel ölçüsel hata miktarının üzerinde ya da eşit olacak şekilde belirlenmiştir. Üretimi gerçekleştirilen 18mm çaptaki 5 farklı tasarıma sahip döner mafsalların ise üretim sonrası yatak boşlukları kurulan deney düzeneği ile ölçülmüş, üretim öncesi toleranslar ile karşılaştırılmıştır. Ölçüm sonuçlarına göre farklı tasarım yaklaşımları sayesinde bütünleşik döner mafsallarda elde edilen en düşük boşluk değeri 10 µm olarak ölçülmüştür.

Abstract:
With additive manufacturing technology, the production of difficult and costly parts, which are difficult to manufacture with traditional production methods in the industry, has become easier, and production of complex or integrated or porous parts has become possible. The parts, which are in a multi-part structure, can be produced as one piece as a whole, offers advantages in various applications. In this thesis, revolute joint design approaches are proposed for the parts that will be designed as integrated with additive manufacturing. Developed design approaches have been applied in electron beam melting method which is one of the additive manufacturing methods and design rules for additive manufacturing have been introduced. In this context, in order to see the integrated production capabilities of the EBM device and to determine the overall dimensional margin of error of the system, a test piece including integrated structures was produced and measurements of this test piece were performed. In this study, the applicability of the tolerances required to produce an industrial product in accordance with the working conditions on the integrated revolute joints was also studied. Five different integrated revolute hinges were designed for the application. ISO Fit table is used for tolerances. The tolerance ranges were determined to be greater than or equal to the overall dimensional error of the system obtained from the measurement results of the test piece. After the production of the revolute joints with 5 different designs of 18 mm diameter, the bearing gaps were measured with the experimental setup established and compared with the pre-production tolerances. Thanks to different design approaches according to the measurement results, the lowest clearance value obtained in the integrated revolute joints was measured as 10 µm.