Eriyik Yığma Tekniği İle Çalışan Üç Boyutlu Yazıcı Tasarımı, İmalatı ve Elde Edilen Numunelerin Bazı Özelliklerinin Belirlenmesi

Abstract

Gelişen teknoloji ve artan bilgi birikimi, kullanılan malzemeleri ve üretim tekniklerinin gelişmesini sağlamış ve bunun sonucunda da eskiden insanların yapılmasını ve kullanılmasını hayal ettiği ürünleri elde etme imkanı sunmuştur. Günümüzde eklemeli imalat (3D yazıcılar) sayesinde hayali kurulan veya ihtiyaç duyulan parçaları 3 boyutlu tasarımını yaparak kısa sürede üretebilmek mümkün olmuştur. 3D yazıcıların piyasadan temin edilmesinin yanısıra, ihtiyaca göre modifikasyonlar yapılarak tasarlanması ve imalatının mümkün olması önemli bir avantaj olarak ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmada FDM (Eriyik Yığma Tekniği-Fused Deposition Modelling) tipi bir 3D yazıcı özel olarak tasarlanıp imal edilmiştir. İmal edilen yazıcının baskı boyutları 500x500x500mm'dir. Eksen hareketlerinin hassasiyetinin önemli olması nedeniyle 3D yazıcı tasarımı yapılırken uygun mekanik elemanlar seçilmiştir. 3D yazıcılarda hareket iletiminde yaygın olarak kullanılan trigger kayışı yerine vidalı mil-bilyalı somun mekanizması kullanılarak konum hassasiyeti geliştirilmiştir. 3D yazıcıya ek olarak iki farklı flament tipi (ABS ve PET-G) kullanılarak, farklı baskı hızı, farklı baskı sıcaklığı ve doluluk oranında üretilen deney örneklerinin eğilme direnci ve yüzey sertlik değerleri belirlenmiştir. Deney örneklerinin eğilme direnci, yüzey sertlik değerleri, bu değerlere etki eden üretim koşulları ve seviyeleri 2k Faktöriyel Deney Tasarımı yardımı ile incelenmiştir. Deney tasarımı sonucunda elde edilen veriler analiz edildiğinde üretim parametlerinin eğilme direnci ve yüzey sertlik değerleri üzerine önemli bir etkisinin olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Yine yapılan analizler sonucunda en etkili parametre ise filament türü olarak belirlenmiştir.

Emerging technology and increased knowledge have allowed the development of materials and production techniques, and as a result, the ability to acquire products that formerly people imagine to be made and used. Nowadays, additive manufacturing (3D printer) makes it possible to produce imaginative or required parts in a short time by making 3D design. In addition to providing 3D printers from the market, it is an important advantage to design and manufacture by making modifications as required. In this study, a 3D printer of FDM (Fused Deposition Modeling) type was specially designed and manufactured. The print size of the manufactured printer is 500x500x500mm. Because of the sensitivity of the axis movements, proper mechanical elements have been chosen when designing 3D printers. In 3D printers, position accuracy has been improved by using a ball screw mechanism instead of the trigger belt, which is widely used in motion transmission. In addition to the 3D printer, bending resistance and surface hardness values of two different filament types (ABS and PET-G) produced at different printing speeds, different printing temperatures and filling ratios were determined. The bending strength, surface hardness values, production conditions and levels affecting these values of the test specimens were investigated with the help of 2k Factorial Test Design. When the data obtained from the test design is analyzed, it is concluded that the production parameters have a significant effect on the bending resistance and surface hardness values. As a result of the analysis, the most effective parameter is determined as filament type.