6 eksenli endüstriyel robot kolun biyoyazıcıya dönüştürülmesi ve PDMS ile organ modellerinin basılması
Converting a 6 – axis industrial robot arm to a bioprinter and printing organ models with PDMS
Yazar: FATİH ONART
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ VELİ ÖZBOLAT
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Üç boyutlu (3B) yazıcıların kullanımları özellikle tıp dünyasında yeni gelişmelere ön ayak olmuştur. Doğuştan, kaza sonucu ya da çeşitli nedenlerle organ veya uzuvlarını kaybetmiş canlılara 3B yazıcılarla basılan organlar veya uzuvlar umut olmuştur. Bu çalışmada, 3B biyoyazıcının biyobasım işlemleri 6 eksenli endüstriyel robot kola entegre edilmiş yani 6 eksenli endüstriyel robot biyoyazıcıya dönüştürülmüştür. İlk olarak satın alınan KUKA marka 6 eksenli endüstriyel robot kolun bilgisayar destekli tasarım (CAD) modelleri çıkarılmıştır. Biyomalzemenin yerleştirileceği 3 cc'lik şırınganın yerleştirileceği tutucu tasarlanıp, 3B yazıcıda üretilerek 6 eksenli endüstriyel robot kola monte edilmiştir. Şırınga içerisindeki malzemeyi ekstrüzyon ile basmak için gerekli basınçlı havayı sağlamak için 8 bar'lık bir kompresör alımı gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, basım işleminin gerçekleşeceği tabla tasarlanıp imal edilmiş ve masaya monte işlemi gerçekleştirilmiştir.  Tablanın masaya montajı bittikten sonra CAD modellemesi yapılıp robotun tüm montaj resmi oluşturulmuştur. Bu işlemlerden sonra robot parça basım işlerinde programlanabilmesi için bir bilgisayar destekli imalat (CAM) programı (sprutCAM) alınarak robotun bütün CAD modellemesi bu programa tanıtılmıştır. Organ modelleri STL formatında CAM programı ile basım işlemleri için robota aktarılmıştır. Son olarak, robot kolundan dönüşen biyoyazıcı kullanılarak Polidimetilsiloksan (PDMS) ile kulak ve parmak modeli basılarak biyoyazıcının etkinliğine bakılmıştır.

Abstract:
The use of three-dimensional (3D) printers has led to new developments, especially in the medical world. Organs or limbs printed with 3D printers have become a hope for living beings who have lost their organs or limbs by birth, accident, or for various reasons. In this study, the bioprinting processes of the 3D bioprinter were integrated into a 6-axis industrial robot arm, that is, a 6-axis industrial robot was converted into a bioprinter. First, computer-aided design (CAD) models of the purchased KUKA brand 6-axis industrial robot arm were created. The holder for the 3 cc syringe in which the biomaterial will be placed was designed, produced on a 3D printer, and mounted on the 6-axis industrial robot arm. An 8-bar compressor was purchased to provide the compressed air required to extrude the material in the syringe. Then, the print bed on which the printing process will take place was designed, manufactured, and mounted on the table. After the print bed was assembled on the table, CAD modeling was done and the whole assembly picture of the robot was created.  After these processes, a computer-aided manufacturing (CAM) program (sprutCAM) was purchased and all CAD modeling of the robot was introduced to this program so that the robot could be programmed for part printing. Organ models were transferred to the robot for printing in STL format with the CAM program Finally, the effectiveness of the bioprinter was examined by printing an ear and finger model with Polydimethylsiloxane (PDMS) using a bioprinter converted from a robot arm.