FDM Yöntemiyle Üretilen Evolvent Profilli Silindirik Dişli Çarkların Yüzey Kalitesi ve Görüntü İşleme Tekniği ile Geometrik Analizi
Surface Quality Analysis and Geometric Analysis with Image Processing Technique of Evolvent Profiled Cylindrical Gear Wheels Produced by FDM Method
Yazar: Yaşar, Nafiz; Yılmaz, Hakan
Dergi: Duzce University Journal of Science and Technology, Vol. 7 No. 3, 2019
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; FDM,Evolvent profilli dişli çark,Görüntü işleme ; FDM,Evolvent profiled gear,Image processing

Üretim süreçlerinde karşılaşılan problemlerin çözümünde 3B yazıcılar önemli fırsatlar sunmaktadır. Bu çalışmada, ergiyik yığma modelleme (EYM) yöntemi ile 3B yazıcıda üretilen ABS esaslı dişli çarkların yüzey kalitesi ve boyutsal kontrolü üzerine odaklanılmıştır. Bu amaçla, 3B yazıcı ile sabit sıcaklıkta üç farklı katman kalınlığı (90, 190 ve 290μm) kullanarak dişli çark numuneleri hazırlanmıştır. Deney numunelerinin boyutsal kontrolü morfolojik görüntü işleme yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmiş olup yüzey kalitesi ise Mahr marka Marsurf M300 portatif yüzey pürüzlülük ölçüm cihazı ile elde edilen ortalama sonuçlar üzerinden değerlendirilmiştir. Ürünlerin kamera-mikroskop düzeneği ile siyah arka plan üzerinden üst görünüşlerinin fotoğrafları alınmıştır. Alınan renkli görseller griye çevrilerek elde edilen gri görseller üzerinde eşik değeri 60 olacak şekilde eşikleme uygulanmıştır. Böylece ürünlerin beyaz, arka planın ise siyah olarak kaldığı 2 bit'lik görüntüler elde edilmiştir. Bu görüntülere sırasıyla aşındırma ve çıkarma uygulanarak dişli çarkların dış sınırları elde edilmiştir. Çizim programından elde edilen sınırlar ile görsellerden elde edilen sınırlar çakıştırılarak aradaki sapmalar hesaplanmıştır. Sonuç olarak, boyutsal kontrol ve yüzey kalitesi açısından en iyi performans en düşük katman kalınlığı kullanılarak üretilen ABS esaslı numunelerde elde edilmiştir. Ancak kaynak tüketimi ve zaman açısından değerlendirme yapıldığında 290 mikron hassasiyet ile üretimin tercih edilebileceği anlaşılmıştır.

3D printers offer important opportunities to solve problems encountered in production processes. This study focused on the surface quality and dimensional control of the ABS based gear wheels produced in 3D printer by Fused Deposition Modelling (FDM) method. For this purpose, the gear samples using three different layer thicknesses (90, 190 ve 290μm) were prepared at a constant temperature with the 3D printer. The dimensional control of the test specimens was performed by using morphological image processing methods and the surface quality was evaluated by means of average surface roughness measurements. Photographs of the products were taken from a black background with a camera-microscope system. The gray images obtained by converting the color images to gray were applied threshold (T=60). Thus, 2-bit images were obtained in which the products remained white and the background was black. Erosion and subtraction were applied to these images respectively to obtain the contours of the gear wheels. The boundaries obtained from the drawing program and the boundaries obtained from the manufactuted gear wheel visuals were overlaid and the deviations between them were calculated. As a result, best performance in terms of dimensional control and surface quality was obtained in ABS based samples produced using the lowest layer thickness. However, it is understood that it can be preferred to produce with 290 micron precision when compared with resource consumption.