Eklemeli imalat ile üretilen farklı geometrilere sahip yapıların sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak analizi
Analysis of structures having different geometries produced by additive manufacturing using the finite element method
Yazar: SAMET KATRE
Danışman: PROF. DR. BİNNUR GÖREN KIRAL
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Katmanlı üretim = Additive manufacturing ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Üç boyutlu baskı = 3D printing

Özet:
Mimariden ağır sanayiye üç boyutlu yazıcıların kullanımı gelişen üretim teknolojileri sayesinde gün geçtikçe artmaktadır. Üretime farklı bir bakış açısı getiren üç boyutlu yazıcılar özellikle geleneksel yöntemlerle üretilemeyecek karmaşık geometriye sahip tasarımların üretilmesine olanak sağlar. Bu yöntemin sağladığı avantaj ile mekanik, titreşim, darbe ve akustik özelliklerini iyileştirecek şekilde farklı geometrilere sahip yapıların üretilmesi mümkündür. Bu çalışmada, kesit alanları yaklaşık eşit olacak şekilde daire, kare, altıgen ve eşkenar dörtgen şeklinde boşluklara sahip numuneler tasarlanmış ve üç boyutlu yazıcı ile üretilmiştir. Numuneler, üç boyutlu üretimde en çok kullanılan yöntem olan birleştirmeli yığma yöntemi ile ABS (Akrilonitril Butadiyen Stiren), PLA (Polilaktik Asit) ve PETG (Polietilen Tereftalat Glikolle Değişmiş) malzemeleri kullanılarak yüzde yüz doluluk oranında üretilmiştir. Bu tez çalışması kapsamında, şekil ve malzeme etkilerinin karşılaştırılması amacıyla ASTM D790 standardına uygun olarak üç nokta eğme deneyleri yapılmıştır. Sonlu elemanlar analizleri ile elde edilen sayısal sonuçlar deneysel bulgularla karşılaştırılmıştır. Yapısal sonlu elemanlar analizleri belirli kuvvet değerlerindeki yüklemeler için SolidWorksTM yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Eğilme yüklemlerine maruz kalan numune üzerinde sayısal ve deneysel analizlerle elde edilen deformasyon dağılımları iyi bir uyum içindedir.

Abstract:
The use of three-dimensional printers from architecture to heavy industry has increased day by day with the developing production technologies. Three-dimensional printers, which bring a different perspective to production allow, the production of designs having geometries that cannot be produced by the conventional methods. By the advantage of this process, it is possible to manufacture structures having different geometries to improve their mechanical, vibration, impact and acoustic properties. In this study, specimens with circular, square, hexagonal and rhombic shaped spaces having approximately equal cross-sectional areas were designed and produced with a three-dimensional printer. The specimens were produced with the fused deposition modeling (FDM) method, which is the most widely used method in three-dimensional production, using PLA (Polylactic Acid), ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) and PETG (Polyethylene terephthalate glycol-modified) materials at 100% fill rate. Within the scope of this thesis, three-point bending tests were carried out in accordance with the ASTM D790 standard in order to compare the shape and material effects. Numerical results which were obtained by the finite element analyses were compared with the experimental findings. Structural finite element analyses were carried out by SolidWorksTM software for loads at certain force values. The deformation distributions obtained by the numerical and experimental analyses on the specimen subjected to bending loads are in good agreement.