Hızlı prototipleme yönteminde proses parametrelerinin ürün mekanik özelliklerine etkisinin tespiti

Abstract

Anahtar kelimeler: Hızlı prototipleme, eklemeli imalat yöntemleri, 3d yazıcı, mekanik özellikler Bu çalışmada, hızlı prototipleme yöntemlerinden biri olan katmanlı üretim yöntemi ile üretilen parçalarda proses parametrelerinin, cisim mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesi amaçlanmaktadır. Bu kapsamda sıklıkla kullanılan mekanik testlerden çekme testi ve üç nokta eğme testi kullanılarak proses parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Malzeme olarak termoplastik malzemelerden olan ABS-P430 malzemesi kullanılmıştır. Proses parametresi olarak ise dokuma yoğunluğu ve dokuma açısı parametreleri değişkenleri tercih edilmiştir. Sonrasında, üretilen numunelere çekme ve eğme numuneleri için mekanik testler yapılmış, farklı üretim parametrelerinin mekanik özellikler üzerindeki etkisi incelenmiştir. Üretim parametreleri, 3d baskı cihazının dilimleme arayüzüyle tayin edilmiş olup, boşluksuz, yüksek yoğunluklu ve düşük yoğunluklu olmak üzere üç farklı dilimleme modeli için 00, 300, 450 ve 750 dokuma açılarında üretim yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, hammadde aynı olmasına karşın, dilimleme modelinin parçanın mekanik özellikleri üzerinde etkisi olduğu, düşük yoğunluklu dilimleme modeli ile üretilen parçalarda çekme mukavemetinin daha düşük olduğu, ancak eğme durumunda ise düşük yoğunluklu parçaların daha esnek olduğu tespit edilmiştir. Dilimleme açısındaki değişimin, parçanın mekanik özellikleri üzerindeki etkisi tespit edilmiştir. Aynı dilimleme modelinde farklı dokuma açılarıyla üretilen parçalardan 00 ve 450 dokuma açılarıyla üretilen parçaların, hammadde mekanik özelliklerine daha yakın sonuç verdiği, diğer dokuma açılarında üretilen parçaların daha düşük mekanik özellikler gösterdiği tespit edilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda hızlı prototipleme yöntemiyle üretilecek parçalarda dilimleme modelinin seçiminin, parçanın kullanım alanına göre tespit edilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır.

Keywords: Rapid prototyping, additive manufacturing methods, 3d printer, mechanical properties. In this study, mechanical tests for tensile and bending specimens manufactured with 3d printer, one of the methods of rapid prototyping, the effects of different production parameters on mechanical properties were investigated. Production parameters are determined by the slicing interface of the 3D printing machine's device, for three different slicing models with Solid, Sparse High Density, Sparse Low Density, the production was carried out at 00, 300, 450 and 750 weaving angles. According to the results, although the raw material is the same, the slicing model has an effect on the mechanical properties of the part, the tensile strength of the parts produced by the low density slicing model is lower, however, the bending strength of the low density parts was found to be more flexible. The effect of the slicing angle on the mechanical properties of the part was determined. In the same slicing model, the pieces produced with different weaving angles and the pieces produced with 00 and 450 product angles give closer results to the raw material's mechanical properties, it was determined that the parts produced in other product angles exhibit lower characteristics. As a result of the study, it was concluded that the selection of the slicing model in the parts to be produced by rapid prototyping method should be determined according to the usage area of the piece.