Akademik Veri Yönetim Sistemi
Akgün G.(Yürütücü), Günpınar E., Doğan K. M., Taşmektepligil A. A.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2021 - 2023
Özgün değeri: Genellikle
kaynaşık biriktirme modellemesi (FDM) ile imalatta, ürünün tamamında veya bir
katman boyunca tek bir malzeme kullanılmaktadır. Farklı malzemelerin
karışımlarının mekanik özellikleri geliştirdiğinin görülmesi üzerine tek
ekstrüder kafasında çok malzemenin karışımlarından oluşan kompozit malzeme
uygulamaları da yaygınlaştı. Çok malzemeli baskı uygulamalarında performansı
arttırabilecek yararlı mekanik özelliklere ulaşabilmenin yanında maliyet-dayanım
dengesinin kontrolü de mümkün olabilmektedir. Bu çalışmada literatürdeki
çalışmalardan farklı olarak farklı oran ve malzeme kombinasyonlarından elde
edilen malzeme karışımları çekme testleri ile analiz edildikten sonra öğrenilen
bilgiler ışığında bu malzemelerin uygulamaları bölgesel olarak yapılacaktır. Bu
şekilde maliyeti yüksek kaliteli filamanların ucuz malzemeyle olan karışımında
yüksek oranda kullanarak (gerekirse %100 karışım oranına sahip olabilir)
ekonomik olarak sadece gerekli bölgelerde kullanılacak olup ürün genel
itibariyle yüksek dayanımda ve mümkün oldukça düşük maliyette olacaktır.
Yöntemi: Öncelikle Taguchi deney
tasarım yöntemine göre çeşitli karışım oranları ve malzeme kombinasyonlarının
elde edilebilecek kompozit malzemenin mekanik özelliklerine etkisi çekme
testleri ile incelenecektir. Hexahedral mesh ile temsil edilen üç boyutlu
parçalar sonlu elemanlar analizi ile (FEM) simüle edilerek parçanın maksimum
stres ve uzama gibi değerlerine göre riskli bölgeler belirlenecek ve mekanik
özellikleri öğrenilen malzeme karışımları risk durumuna göre uygulanacaktır. Bu
uygulama farklı genetik algoritmalarla öğrenilen farklı varyasyonlarda
denenecek ve nihai ürün optimize edinilene kadar süreç devam edecektir. Metodun
mekanik parçalar başta olmak üzere farklı parçalarda denenerek yöntemin
verimliliği gösterilecektir. Ayrıca
çalışmada altı-yüzlü (hexahedral-mesh) çözüm ağı kullanılması planlanmaktadır.
Altı-yüzlü çözüm ağları FEM ile entegreli çalışacaktır, ve bu katı geometrik
modellerden direkt eklemeli imalat için baskı yolları elde edilecektir.
Yaygın
Etkisi: Literatürde bilgilerimiz dahilinde farklı
filamanları modelin farklı bölgelerinde farklı oranlarda karıştırarak parçanın
daha ucuza imal edilmesini ve daha iyi mekanik özelliklere sahip olmasını
sağlayan çalışma yoktur. Bu yolla kaynaşık biriktirme modellemesi (FDM) ile
imalat yapan firmalar daha ucuza daha iyi mekanik özelliklere sahip parçalar
üretebileceği ve kar oranlarını artıracağı düşünülmektedir. Altı-yüzlü çözüm
ağının FEM ve baskı yolları üretimi ile entegrasyonu literatürde kullanılmadığı
(literatür araştırmalarımıza göre) görülmüştür. Bu yaklaşımın eklemeli imalat
alanında yeni araştırma kapıları açacağı umulmaktadır.