Analysis of vibrations caused by the movement of the printing head in a 3d printer
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ADNAN MUTLU
Danışman: Zeki Kıral
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Üç boyutlu (3D) yazıcılar günümüzde, özellikle prototip imalatı aşamasında sıklıkla kullanılan temel üretim araçları arasında yer almıştır. Günümüzde farklı baskı yöntemleri için geliştirilmiş, farklı özelliklere sahip çok sayıda 3D yazıcı modeli bulunmaktadır. Bu yazıcılarda üretim kalitesinin kontrolü için birçok yazdırma parametresi bulunmakta olup, baskı hızı üretim zamanını belirleyen temel parametrelerdendir. Yüksek baskı hızları kullanıldığında, baskı kafasının ivmeli hareketleri nedeniyle 3D yazıcıda titreşim düzeylerinde de artışlar meydana gelmekte ve bu durum baskı kalitesinde düşüşe ve 3D yazıcının daha kısa sürede arızalanmasına neden olmaktadır. Günümüzde kullanılan bazı yazıcılarda aktif titreşim kontrolü uygulamaları ile titreşim genliklerinin azaltılması ve buna bağlı olarak yüksek baskı hızlarında da baskı kalitesinin iyileştirilmesi sağlanmaktadır. Bu çalışmada, 3D yazıcıda bir numune üzerinde iki farklı baskı hızındaki işlem sırasında oluşan yapısal titreşimler, ANSYS sonlu elemanlar yazılımı kullanılarak sayısal olarak incelenmiştir. Bu amaçla dikdörtgen kutu şeklinde bir test parçası için UltiMaker Cura dilimleme yazılımında oluşturulan yazdırma kodu, ANSYS yazılımında hareketli bir kütle olarak tanımlanan baskı kafası için hareket girdisi olarak kullanılmış ve baskı kafasının hareketi ile oluşan yapısal titreşimler zamana bağlı titreşim analizi ile hesaplanmıştır. Titreşim analizinde dikdörtgen kutu şeklindeki parçanın birbirine dik yöndeki ilk iki katmanı dikkate alınmış ve sayısal analizler bu iki katmanın yazdırılması için gerekli baskı kafası hareketleri için gerçekleştirilmiştir. Sonlu elemanlar modelinde kiriş, kabuk ve noktasal kütle elemanları kullanılmış olup, 3D yazıcının x, y ve z yönlerindeki eksen hareketleri gerçek model ile uyumlu olacak şekilde tanımlanmıştır. Gerçekleştirilen sayısal analizler ile, parça yazdırma sırasında 3D yazıcının farklı noktalarında oluşan titreşim ivme değerleri elde edilmiştir. Ayrıca 3D yazıcı üzerindeki mekanik bağlantı problemlerinin titreşim ivme genlikleri üzerindeki etkileri de sayısal olarak incelenmiştir. Bu çalışma ile ortaya konulan titreşim analizi yönteminin, 3D yazıcılarda ortaya çıkabilecek titreşim problemleri ve buna bağlı olarak oluşabilecek baskı kalitesi düşüklüğü ve yapısal hasar olasılığı risklerinin tasarım aşamasında öngörülmesi ve titreşim genliklerinin azaltılmasına yönelik aktif titreşim kontrolü stratejilerinin geliştirilmesine katkı sağlayacağı düşünülmektedir.