Eklemeli imalat esaslı hibrit imalatla üretilen fiber takviyeli termoplastiklerin üretim parametrelerinin belirlenmesi

Abstract

Eklemeli imalat yöntemi, katmanların üst üste eklenerek istenilen modellerin oluşturulduğu, kullanım alanlarının günden güne arttığı bir üretim yöntemidir. Geleneksel üretim yöntemlerinin ulaşamayacağı üretim esnekliği, hızlı prototipleme ve kullanım kolaylığı gibi özellikler bu yöntemin kullanım alanlarının giderek yaygın hale gelmesinde önemli rol oynamaktadır. Ancak eklemeli imalatın da çeşitli eksiklikleri mevcuttur. Yüzey kalitesi ve boyutsal doğruluktaki yetersizlik bu eksikliklere örnek olarak gösterilebilir. Hibrit imalat yöntemi ise üretim yöntemlerinin zayıf yönlerinin güçlendirilmesi amacıyla farklı yöntemlerin birleştirilmesi sonucu ortaya çıkmış bir yöntemdir. Yapılan çalışmada ergiyik biriktirme tekniği (FDM) tipi eklemeli imalat yönteminin neden olduğu eksiklikler, talaşlı imalat yönteminin entegrasyonu ile giderilmeye çalışılmıştır. FDM tipi bir 3B yazıcıya kesici uç ve DC motor eklenerek hibrit imalat makinesi üretilmiştir. Tasarımı ve imalatı gerçekleştirilen bu makine ile PLA ve karbon fiber takviyeli PLA malzeme kullanılarak numune üretilmiştir. Yüzey kalitesi ve boyutsal doğruluğa, üretim sıcaklığı ve katman kalınlığının etkisi incelenmiştir. Ayrıca üretilen numunelerin ağırlıkları, yoğunlukları ve yüzey pürüzlülükleri ölçülerek mikroskop altında incelenmiştir. Yapılan deney ve ölçümler sonucunda hibrit imalat yönteminin hem PLA hem de karbon fiber takviyeli malzeme ile üretilmiş numunelerin yüzey kalitesini x ekseninde genel olarak arttırdığı, z ekseninde ise daha önemli bir artış olduğu görülmüştür. PLA ve karbon fiber takviyeli PLA malzemenin kullanıldığı boyutsal doğruluk ölçümlerinde hibrit imalatın boyutsal doğruluğa olumlu etkisi ortaya konmuştur.