Theses supervised by Yrd. Doç. Dr. Vedat Temiz
11 theses · İstanbul Technical University
Rear middle bumper design of a raised floor bus
In parallel with the development of technology in the automotive industry, from past to present, the usage of motor vehicles have increased rapidly. Together with the increased numbers of motor vehicles acting on highways, the huge number of highway collisions have started to be a critic problem for the nations. The statistics of the World Health Organization show that worldwide more than 1.25 million people die and 20 to 50 people suffer from the highway accidents annually. At this point, integrating systems and structures that take a role on minimizing the impact of collisions on the passenger and pedestrians has become an important issue for the automobile makers. Bumper systems that are integrated to the front and rear ends of the motor vehicles are one of these impact reducers in case that an automobile hits any object or a pedestrian. In this thesis study, it is aimed to review the present literature and applications of the automobile bumper systems and to introduce proper material, production method and design proposals for a rear middle bumper of a raised floor bus by taking the information of the present bumper applications into consideration. This study starts with the review of the definition and functions of automobile bumper systems and the historical development of the present bumper structures. As the driver and passenger compartments in a raised floor bus is in a heigher level than the collision height, the primary functions of bus bumpers differs from the passenger cars. Therefore, the functions of bus bumpers are focused on in details in this study. Afterwards, within the scope of this study, the types of bumper systems that are used in today's automobiles are explained and demonstrated with figures and information about the sub-components of these bumper systems are given in details. In order to explain the importance that automotive bumpers are not only parts that beautifies the automobile body, the current highway standards and regulations that concern the requirements demanded from the bumper systems of passenger cars are shortly described. After the review of general information about the automotive bumper systems, current standards and regulations, in the oncoming sections of this study, the materials and most commonly used manufacturing technologies applied for the production of automotive bumpers are described in details by demonstrating also with figures. By explaining the advantages and disadvantages of each production method, a comparison of these applications are summarized in order to use as a reference during selection of the material and production method proposals of the rear middle bumper of a raised floor bus. In addition to the present applications, the challenges about the bumper materials that automotive manufacturers will face in the future are also shortly mentioned. Prior to the design proposal of the rear middle bumper, as Finite Elements Methods (FEM) is used during the modeling phase of the rear middle bumper, a review about the Finite Elements Methods are given in the following sections of this study. The definition of FEM is explained and approaches used during a FEM study are described. Afterwards, the steps that are followed during a FEM analysis and the advantages of using this method are mentioned. In this study, the present computer aided design applications that use FEM during the design, modeling and structural analysis phases are also stated shortly. Among these applications, Siemens NX that is used during the design steps in this thesis study was explained in details. Taking all these information explained above into consideration, in order to propose design solutions for the rear middle bumper of a raised floor bus within the scope of this thesis study, a systematic design approach starting with definition of the task and preparation of requirements list is implemented. After generating the requirements list, as the following step, by evaluating all the bumper material and production methods explained in the previous sections, two alternatives of bumper materials and production methods are proposed accordingly to the requirements expected from the rear middle bumper. After selection of the bumper material and production method alternatives, firstly the surface modeling is figured out using the computer aided design software Siemens NX. Then, by adding volume on the surface model, the 3D models for both alternatives are generated. In order to minimize the part complexity and accordingly the unit cost, firstly the 3D models are figured out without any reinforcing ribs added on the part. In order to examine the strength of these models, the displacement and stress analysis are implemented in Siemens NX under certain load conditions. The analysis results are evaluated according to the allowed maximum limit values stated in the requirements list. Based on the weak results of the analyses applied for the ribless models, iterations by adding reinforcing ribs are implemented on the models and the analyses are repeated. At each stage of these step-by-step iterations, the figures of the 3D models showing the analysis results are demonstrated and the results are summarized in tables in order to give the reader a clear view. As a consequence of this study, the proper rear middle bumper design solution that meets all the expectations stated in the requirements list is selected. As today's competitive environment in the automotive industry will increase rapidly in the near future, to overcome the future challenges, recommendations for cost reduction and meeting public expectations, such as reduction of environment pollution, are also proposed for the rear middle bumper design in the scope of this study.
Çamaşır makinesinde yıkama performansını artırmak için geliştirilen vorteks kanat konseptine enerji taşıma alternatifleri
Günümüzde tüm sektörlerdeki teknolojik gelişmeler ile birlikte insan hayatını kolaylaştıran makineler üzerinde yapılan çalışmalar da artmaktadır. Zamanın en değerli kaynak olması, az uğraş ile maksimum iş yapan sistemlerin kullanımını artırarak bu duruma uygun sistemleri geliştirmenin gerekli hale geldiğini göstermektedir. Özellikle ev içi kullanımına uygun makinelerin estetik, verimlilik ve fonksiyonellik gibi özellikleri, şirketlerin AR-GE bölümlerinin öncelikli çalışma konuları arasındadır. Çamaşır makineleri de son 100 yılda evrimleşen ve sürekli otomatikleşen, her evin olmazsa olmazı bir dayanıklı tüketim ürünüdür. Kullanımının yaygınlığı ve marka yoğunluğunun yarattığı rekabet göz önünde bulundurulduğunda bu koşullar altında devamlılık ve büyüme sağlamayı hedefleyen firmaların teknolojilerini sürekli geliştirmesi gerektiği aşikardır. Arçelik A.Ş. AR-GE departmanlarında, insan hayatını kolaylaştıran çamaşır makineleri üzerine birçok araştırma yapılmaktadır. Arçelik A.Ş., rakiplerinin makinelerine eklediği yeni özellikleri, yaptıkları patent başvurularını ve yatırım yaptıkları teknolojileri sürekli takip etmesinin yanında mevcut ürünlerinin problemleri ve geliştirmeye açık alanları üzerine de birçok araştırma yapmaktadır. Kullanıcıların temel ihtiyaçlarını anlamak, gerçek problemlerine ulaşmak için ise kullanıcı araştırmaları, anketler ve birebir görüşmeler gibi birçok yoldan çalışmalar yürütmektedir. Bu çalışmalar neticesinde çıkarılan kullanıcı temel iç görülerini ise enerji, performans, tasarım, tekstil koruma, kolaylık sağlama ve hijyen olarak sınıflandırmak mümkündür. Temel görevi ev işlerinde kolaylık sağlamak ve çamaşırları temizlemek olan çamaşır makinesinin en kuvvetli iç görüsünü, performans ve kolaylık sağlama olarak değerlendirmek yanlış olmayacaktır. Rekabette farklılaşma, kullanıcının konforunu artırıp zaman kazandıran, çamaşır yıkama performansı yüksek makineler tasarlamakla mümkün olacaktır. Bu tez çalışmasında da çamaşır makinelerinin yıkama performansının artırılması için tasarlanan bir konsept olan vorteks kanat incelenmiştir. Vorteks kanat üzerindeki hareketli parça sayesinde çamaşırlara uygulanan mekanik etkinin artırılacağı öngörülmüştür. Hareketli parçanın döndürülmesi için tambur içerisine enerji aktarılması probleminin çözülmesi ise bu tezin amacını oluşturmaktadır. Çalışma süresince, çamaşır makinesinin tarihi gelişimi ve makinenin genel çalışma prensibi kapsamında yapısal komponentler ve sistem çalışması üzerine incelemeler yapılmıştır. Yıkama performansının artırılması ile ilgili yapılan deneyler ve enerjinin aktarılması ile ilgili var olan farklı metotlar incelenmiştir. Hareketli kanat tasarımları ve enerjilendirme metotları ile ilgili patent araştırmaları da yapılmıştır. Tasarım kriterlerinin belirlenmesi için vorteks kanat detayı incelenmiştir. Literatür ve patent araştırmaları ışığında farklı enerji iletme metotları içeren dört ayrı tasarım alternatifi şematik olarak çizilmiştir. Alternatiflerin doğru değerlendirilmesi için sistem hedefleri ve bu hedeflerin alt kırınımları -ağırlıkları belirlenerek- açıklanmış ve objektif olması açısından alternatifler bir grup tarafından oylanmıştır. Seçilen konseptin detay tasarımının yapılabilmesi için kanat üzerine gelecek yük hesabı yapılıp motor seçilmiş ve bu seçimlere göre boyutlar belirlenmiştir. Tasarımın yapılacağı makine belirlenmiş ve bu bilgiler ışığında CAD ortamında tasarım yapılmıştır. Sistemin fonksiyonel ve emniyetli çalışması için enerji iletimi ve sızdırmazlık başlıkları üzerine detaylı çalışmalar yapılmıştır. Mevcut parçalardan mil, flanş ve kasnak cıvatası üzerinde yapılacak revizyonlar ile yeni tasarımdaki elemanların mevcut makineye adaptasyonu sağlanmıştır. Tasarım yapılırken montaj kurgusu da oluşturulmuş ve aktarılmıştır. Sistemin tasarım ve montaj hatalarını görebilmek ve sistemi teste tabi tutabilmek için farklı üretim metotları ve malzemeler kullanılarak prototipleme işlemi yapılmıştır. Çalışmanın sonuç kısmında yapılan çalışmanın faydaları ve projenin devamında gerçekleşebilecek çalışmalar aktarılmıştır. Ayrıca tambur içerisine elektrik enerjisinin aktarımı sayesinde gelecekte yapılabilecek çalışmalar incelenmiştir. Yıkama performansını artıracak ve kullanıcı hatalarını azaltacak komponentlerin kullanımına olanak tanıyan bu çalışmanın gelecek çalışmalara ilham olması amaçlanmıştır. Bu çalışma, Arçelik A.Ş. Merkez AR-GE direktörlüğünde yürütülen bir projedir. Bu proje kapsamında makine incelenmesi, katı modelleme ve prototiplemenin tüm evrelerinde Arçelik A.Ş.'nin imkânları kullanılmıştır.
Yüksek basınçlı sistemlerde civata üzerindeki gerilmenin burç boyuna göre analizi ve optimum burç boyunun tespit edilmesi
Civatalar, mekanik parçaların montajında oldukça yaygın kullanılan elemanlardır. Birbirinden farklı malzemeler için kullanılabilme özelliği, tamirat sırasında tekrar tekrar sökülüp takılma kolaylığı ve diğer bağlama methodlarına göre daha ucuz olması nedeniyle en çok tercih edilen bağlama elemanlarıdır. Karmaşık tasarımlar için kullanılabilme kolaylığı ve farklı malzemeleri montajlama gibi özellikleri sayesinde mühendislere kolaylıklar sağlayarak, tasarım olanaklarını artırır. Birçok uygulamada, cıvataların ömrü işletme sisteminin ömrünü etkiler. Bu sebepten dolayı civatalar, sistemeler için çok önemli ve üzerlerinde birçok çalışma yapılan ve yapılacak olan elemanlardır. Civatalar kendi içlerinde çok karmaşık tasarıma sahiptir. Geometrisinin yapısı, civata ve somun dişleri arasındaki temas yüzeyleri, civatanın üzerindeki ön yükleme, flanşlar ile civata başının ve somunun temas yüzeyleri, civata ve flanş deliklerinin temas yüzeyleri gibi birçok etken civatalı bağlantılarda önemli rol oynamaktadır. Günümüzün teknolojisi ve sayısal yetenekleri sayesesinde sonlu elemanlar yöntemi ile bu karmaşık fiziksel olayı en gerçekçi birşekilde yansıtılabilmesi, uygun malzemeler, eleman tipleri ve ağ (mesh) yapıları ile oluşturulan bir model ile mümkün kılınabilinmektedir. Eğer sistem hiç basitleştirilmeyip, bütün karmaşıklığı ile yansıtılmaya çalışılırsa, uygun sürede sonuçlar alınıp tasarım sürecinin gerektirdiği birçok değişik tasarım konfigürasyonları yapılarak, uygun tasarım seçilemez. Bu karmaşık sistem, işlem süresini kısaltmak için doğru sonuçlar elde edilecek şekilde basitleştirilmelidir. Bu tezde güdülen amaç civata bağlantılı sistemlerde civatalardan kayanaklanan hataları en aza indirmek amacı ile civatalar üzerinde meydana gelen gerilmeleri, flanş tasarımını değiştirmemek kaydı ile çeşitli tasarımlar deneyerek, düşürmektir. Bu tezde civata bağlantılı modeli oluşturmak için SIEMENS NX 9 yazılımı kullanılmıştır ve daha sonra model ANSYS WORKBENCH kullanılarak analiz edilmiştir. 3 boyutlu model oluşturulduktan sonra sonlu elamanlar yöntemi ile gerçek fiziksel koşulların oluşturulmasına çalışılmıştır. Çalışma standart bir baz modeli geliştirmek amacı ile sürdürülmüş ve baz model DIN2628 ve flanş yapısına ait civatalar M20'dir. Baz modelin sonlu elemanlar modeli oluşturulduktan sonra yüksek basınçlı işletme sistemi simule edilmiştir. Bu koşullar altında civata üzerinde yüksek gerilmeler görülmüş ve civata akmıştır. Sisteme çeşitli boylarda burçlar eklenip civata üzerinde görülen gerilmenin düşürülmesi ve sistemin başarı ile çalışması hedeflenmiştir. Bunun yanında sisteme eklenen burçlar hem sistemin ağırlığını hem de sistemin fiyatını artıracağı düşünülerek ikinci bir öneri olarak da civata başına kanal açarak civatanın verilen sistemde sağlıklı şekilde çalışması amaçlanmıştır.
Otomotiv endüstrisinde kullanılan akustik malzemeler ve malzeme özelliklerinin akustik parametrelere etkisinin incelenmesi
Günümüzde gelişen teknoloji ile birlikte otomotiv endüstrisinde araç sürüş konforu önemli hale gelmiş ve müşterilerin beklentileri de buna bağlı olarak artmıştır. Bu da tüm bu beklentileri karşılayabilmek için otomotiv üreticileri müşteri beklentilerinden taviz vermeden pazardaki zorlu rekabet şartlarında ayakta kalabilmek ve maliyetleri minimize edebilmek için araçlarda kullanılan tüm malzemelerin özelliklerinin çok iyi bilinmesine ve problemlere karşı optimum çözüm sağlayabilecek malzemelerinin araştırılmasını ve geliştirilmesini beraberinde getirmektedir. Üretilmesi planlanan otomobilin bilgisayar ortamındaki dizayn, prototip ve proje fazlarında aracın akustik performansı önemli derecede takip edilmekte ve optimum dizayn için farklı malzeme örnekleri kullanılarak geliştirmelere yapılmaktadır. Bu testler aracın dizayn aşamasında bilgisayar destekli analiz programlarıyla yapıldığı gibi proje fazlarında ise ilk yatırım maliyeti çok yüksek olan rüzgar tüneli testlerinde araç üzerinden objektif veri elde edilmesi yoluyla ve yetişmiş test operatörleri yardımıyla subjektif olarak aracın belirli yol ve test şartlarında değerlendirilsi ile yapılmaktadır. Bu çalışmanın amacı otomobillerde sürücü ve yolcuların şikayet etmelerine sebep olan akustik kaynakların tanıtılması, araç üzerinde Akustik malzeme uygulanan parçaların tanıtılarak uygulama yöntemlerinin incelenmesi, akustik malzemelerin özelliklerinin ve malzeme özelliklerinin akustik parametrelere etkisinin incelenmesi, akustik parametre ölçüm metodlarının incelenmesi ve son olarak farklı numuneler üzerinden akustik parametre ölçüm metodlarından biri olan alfa kabin testinde farklı malzeme özelliklerinde akustik sönüm kabiliyetinin incelenmesidir.
Ev tipi çamaşır makinaları için plastik kasnak konstrüksiyonu
Gelişen teknoloji ve artan rekabet, mühendislik firmalarını kendini geliştirmeye zorlamaktadır. Değişen ekonomiye ve piyasalara uyum sağlamak, olası değişikliklere hazırlıklı olmak için, firmalar alternatif üretim yolları ve malzemeler aramaktadır. Özellikle beyaz eşya sektöründe, çok kısa sürede, görsel ve performans açısından geliştirilmiş yeni ürünlerin piyasaya sunulması çok önemlidir. Arçelik'in beyaz eşyalarında kullanılan her bir parça için başlıca hedefler, daha yüksek performans, daha kısa sürede üretim ve daha ucuza mal edilmesidir. Çamaşır makinası üreten firmalar, pazarda kalmak için düzenli olarak piyasayı takip etmek ve kendini geliştirmek zorundadır. Arçelik, rekabetin ve inovasyonun önemini bilen bir firmadır. Arçelik Çamaşır Makinası Arge Departmanında, bu hedeflere ulaşmak için sürekli bir çalışma yürütülmektedir. Bu projede, Arçelik'in önden yüklemeli kayışla tahrikli çamaşır makinalarında kullanılmak üzere bir plastik kasnak tasarlanmıştır. Arçelik'in mevcut kasnağının malzemesi alüminyum olup, ucuzlatma projesi olarak malzemede alüminyumdan plastiğe geçilmesi ve şirketin değişen hammadde piyasalarına karşı hazırlıklı olması için bir alternatife sahip olması açısından yeni bir tasarım çalışılmıştır. Tasarıma başlamadan önce, literatür ve patent araştırması yapılmıştır. Tasarım kriterleri belirlenmiştir. Arçelik'in belirlediği kriterleri sağlayacak en uygun plastik malzemeler seçilmiş, bu malzemeler ile çalışılması halinde gelecek olan maliyet hesaplanmıştır. Rakip firmalardan plastik kasnak kullananların kasnakları incelenmiştir. Seçilecek malzeme, mevcutta kullanılan kayışlar ile de kullanılabilir olmalıdır. Bu yüzden, mevcut kayış ile alüminyum ve seçilmesi muhtemel malzeme arasındaki sürtünme katsayısını belirlemek için özel bir test düzeneği kurulmuş ve testler yapılmıştır. Testler sonucunda elde edilen katsayılar, kayış hesaplarında kullanılmış ve karşılaştırmalar yapılmıştır. Alüminyum kasnak çıkarılıp, yerine plastik kasnak takılabilecek şekilde tasarım yapılmıştır. İlk tasarım gerçekleştirildikten sonra Çin'de tek adet prototip üretimi yapılmış ve bu prototip ile temel testler gerçekleştirilmiştir. Tasarım üzerinde gerilme ve kalıp analizleri gerçekleştirilmiştir. Analiz ve test sonuçlarının ışığında tasarımda iyileştirmeler gerçekleştirilmiştir. İdeal malzemeye; şirketin plastik kasnağı kullanabilmesi açısından birçok kriter göz önünde bulundurularak, maliyet, moldflow, gerilme ve deplasman analizlerinin ve yapılmış testlerin sonuçları incelenerek karar verilmiştir. Malzeme PA6 GF60 olarak seçilmiştir. Son tasarımın teknik resmi ve montaj ilişki tabloları hazırlanmıştır. Nihai tasarım için kalıp ürettirilmesine karar verilmiştir. Bu kalıptan alınacak numuneler ile birçok dayanıklılık testi gerçekleştirilecektir. Bütün bunların sonucunda plastik kasnağın ilk olarak Arçelik'in önden yüklemeli kayışla tahrikli makinalarında uygulamaya alınması planlanmaktadır.
Elektrohidrolik kontrollü mobil hidrolik yön denetim valfi tasarımı
Mobil hidrolik yön denetim valfleri, traktör, forklift, iş makineleri gibi araçlarda çeşitli ekipmanları hareketlendirmek için kullanılır. Emniyet valfi, içine monte edilmiş çek valf, antişok ve anti-kavitasyon valfi veya karşı-denge valfi gibi diğer yardımcı valfleri içeren mobil hidrolik yön denetim valfleri genelde altı yollu, sürgülü valflerdir. Valflerin yapıları, tek bir gövdeden monoblok şeklinde olabileceği gibi dilimli olarak cıvatalanarak sandviç şeklinde de olabilir. Valflerin hidrolik devreleri kullanım alanına göre; paralel, tandem, seri veya bunların kombinasyonlarından oluşabilir. Bu valfler genellikle açık merkezlidir. Yani sürgüler nötr konumda iken pompa debisi tanka tahliye edilir. Herhangi bir sürgünün tam strok ilerletilmesi ile pompa debisinin tamamını, silindir, hidrolik motor gibi hareketlendiricileri pompa debisi hızında hareket ettirebileceği gibi, kısmen ilerletilmesi ile debi ayarı yapılarak hidrolik silindir ve motorların daha düşük hızlarda hareket ettirilmesi sağlanabilir. Yön kontrol valflerinin çift etkili sürgü, yüzdürme sürgüsü, hızlandırma sürgüsü ve motor sürgüsü olmak üzere ihtiyaç duyulan fonksiyona göre kullanılan değişik sürgü tipleri vardır. Aynı zamanda kontrol tiplerine göre de direkt uyarılı ve pilot uyarılı olarak iki ana grup altında incelenebilirler. Direkt uyarılı tiplerde elle kontrollü, mekanik kontrollü, hidrolik kontrollü, pnömatik kontrollü ve elektrik kontrollü, pilot uyarılı tiplerde ise elektrohidrolik ve elektropnömatik kontrollü tipleri vardır. Teknolojik gelişmelere paralel olarak sürgülerin kontrolünün elektrohidrolik bir sistemle yapılması tercih edilmektedir. Elektrohidrolik uyarıya ihtiyaç duyulmasının başlıca sebeplerinden biri özellikle yüksek debili valflerde kullanıldığında sürgüyü merkezleyebilmek için zorunlu olan yüksek yay sabitine sahip yaylara karşı uzun çalışma saatlerinde operatörlerin çabuk yorulmasını engellemektir. Elektrohidrolik uyarı sistemi sayesinde işi operatör değil hidrolik yağ basıncı yaparken, operatör istediği hassasiyetle kontrolü sağlamaktadır. Tasarıma başlamadan önce, literatür araştırması yapılarak konuyla ilgili yapılan araştırmalar taranmıştır. Elektrohidrolik kontrol sistemlerinin kullanım alanları ve tipleri hakkında ön bilgi oluşturulmuştur. Ardından pazarda bulunan mevcut elektrohidrolik kontrol sistemleri incelenmiş ve kullanılan ürünler ve farklılıkları belirlenmiştir. Literatür araştırması olarak elektrohidrolik kontrol sistemlerinin elemanları olan aç-kapa ve oransal solenoid valfler ve bunların sisteme uygulanabilirliği araştırılmıştır. Sonuçta farklı firmaların ürünleri incelenmiş ve çalışma prensiplerine bakılmıştır. Araştırma sonucunda tasarım için elde edilen bu ön bilgi ile mevcut valflerde ve yeni tasarlanacak yön denetim valflerine elektrohidrolik kontrol seçeneğinin sunulması amaçlanmıştır. Elektrohidrolik kontrol sistemi için ilk olarak tasarımın temelini oluşturacak tasarım kriterleri belirlenmiştir. Sağlanacak yağ pilot basıncı 15 bar, bu pilot basıncının etki ettiği sürgü çapı 16 mm olarak belirlenmiştir. Oransal olarak hassas kontrolün yapılması amaçlanmıştır. Daha sonra probleme farklı çözümler bulabilmek amacıyla konstrüksiyon sistematiği adımları uygulanmıştır. Konstrüksiyon sistematiğinin en önemli adımlarından biri istekler listesinin oluşturulmasıdır. İstekler problemin çözümünü oluşturacak olan teknik yapıtın niteliksel ve niceliksel özelliklerinin belirtildiği büyüklüklerdir. Bu amaç doğrultusunda, istekler listesi oluşturulmuş ve bu istekler yardımıyla temel fonksiyon elde edilmiştir. Elektrohidrolik kontrol için gerekli giriş ve çıkış büyüklükleri belirlenmiştir. Ayrıca, giriş ve çıkış büyüklükleri arasında meydana gelen fonksiyonlar ve birbirleriyle olan ilişkileri oluşturulmuştur. Fonksiyon yapılarının gösterildiği bu düzene fonksiyon strüktürü denilmektedir. Yapılan çalışmada fonksiyon strüktürü belirlenmiştir. Böylece çözümlerin geliştirilmesi için gerekli bilgiler hazırlanmıştır. Çözümlerin geliştirilmesi sürecinde her çözüm için ortak isterler belirlenmiştir. Bu duruma göre sürgünün hareketini sağlayacak pilot basıncını yönlendiren solenoid valfleri içeren kontrol ünitesi, valf tedarikçi firmalarının kataloglarından seçilmiştir. Ayrıca çalışma basıncını düşürerek, istenilen pilot basıncını elde etmek için kartriç valf tedarikçilerinden basınç düşürücü valf belirlenmiştir. Basınç düşürücü valfin oluşturduğu pilot basıncı, solenoid valfler ile yönlendirilecek ve bu basıncın etki ettiği yön denetim valfi sürgüleri, oluşan sürtünme kuvvetlerini, akış kuvvetlerini ve yay kuvvetini yenerek istenilen konuma gelecektir. Böylece iş portlarına gerekli olan yağ gönderilecek ve ekipmanların kontrolü sağlanacaktır. Bu amaçla üç adet çözüm oluşturulmuş ve bu kapsamda kontrol üniteleri yön denetim valfine adapte edilmiştir. Oluşturulan birinci çözümde elektronik kontrol ünitesi ve konum algılayan elemana sahip olan ve oransal solenoid valflerden oluşan elektrohidrolik kontrol ünitesi içeriden elde edilen pilot basıncı ile sürgüyü hareket ettirirken, ikinci çözümde pilot basıncı harici olarak sağlanır ve bu basıncın etkidiği servo-piston aracılığıyla sürgü hareket ettirilecektir. Üçüncü çözümde ise valf sürgüsünün her iki ucuna yerleştirilecek solenoid valflerin yönlendirdiği içeriden sağlanan pilot basıncı ile sürgünün kontrolü yapılacaktır. Her bir çözüm için gerekli hidrolik elemanlar seçilmiş ve yön denetim valfine nasıl uygulanacağı belirlenmiştir. Oluşturulan çözümler Creo CAD programında katı olarak modellenmiştir. Ardından belirlenen temel ve alt hedeflere göre çözümler için fayda-değer analizi yapılmıştır. Analiz sonucunda Çözüm-2 en yüksek puanı aldığı için detaylandırılmak üzere seçilmiştir. Çözüm-2' de tasarlanan elektrohidrolik kontrollü yön denetim valfinin hidrolik devresi oluşturulmuş ve çalışma prensibi anlatılmıştır. Tasarım uygun boyutlar ile modellenmiş ve son halini almıştır. Tasarımda kullanılan kontrol ünitesi ve basınç düşürücü valf hakkında bilgi verilmiştir. Servo-pistonun halka alanına etkiyen pilot basıncı ile oluşacak kuvvet hesaplanmış ve buradan yola çıkılarak merkezleme yayı hesaplamaları Gutekunst yay programında yapılmıştır. Ardından sızdırmazlık elemanları hakkında ön bilgi verilmiş ve seçilen o-ringler için sıkıştırma oranı hesabı yapılmıştır. Tasarlanan teknik yapıtlar için malzeme seçimi önemli konulardan biridir. Seçilen malzemeler, bir konstrüksiyonun imalat sürecini, ömür ve dayanıklılığını belirlemektedir. Çalışmada, sistem bileşenlerinin malzemeleri belirlenmiş ve bunlar hakkında bilgi verilmiştir. Prototip üretildikten sonra yapılması planlanan testleri bilgisayar ortamında doğrulamak için Hema Endüstri A.Ş. ARGE Hidrolik Sistemler Tasarım departmanında AMESim simülasyon paket programında sistem modellenmiştir. Bunun için AMESim programındaki sinyal, hidrolik, hidrolik bileşen tasarımı ve mekanik tasarım kütüphanesine ait modellerden yararlanılmıştır. Oluşturulan modelden faydalanılarak Giriş sinyal voltajı/Valf sürgü stroğu ve Strok/Debi grafikleri elde edilmiştir. Prototipleme çalışması, tasarlanan sistemin fonksiyonunu ne şekilde ve doğrulukta yerine getireceğinin görülmesi amacıyla yapılmıştır. Prototipleme işlemleri Hema Endüstri A.Ş. ARGE Atölyesinde gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada, bazı parçalar çeşitli takım tezgahlarında işlenerek üretilmiştir. Bazı parçalar ise yan sanayilerden tedarik edilmiştir. Bu parçaların montajı gerçekleştirilerek Elektrohidrolik kontrollü yön denetim valfi oluşturulmuştur. Ardından, valfin fonksiyon testleri gerçekleştirilmiş ve Giriş sinyal voltajı/Valf sürgü stroğu ve Strok/Debi grafikleri elde edilmiştir. Sonuç olarak, prototipleme ve test çalışmaları ile tasarımın fonksiyonunu ne şekilde ve doğrulukta yerine getirdiği görülmüştür. AMESim programında modellenen sistemden elde edilen veriler ile yapılan test sonuçları karşılaştırılmış ve benzer sonuçlar elde edildiği görülmüştür.
Radyal dudaklı keçelerde keçe dudağı geometrisinin sızdırmazlık performansına etkisinin sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi ve deneysel incelenmesi
Radyal dudaklı keçeler endüstride, özellikle makine tasarımında sıkça ihtiyaç duyulan bir makine elemanıdır. Günden güne değişen ve gelişen makine teknolojisiyle sızdırmazlık elemanları oldukça fazla gelişme göstermiştir. Lakin doğru sızdırmazlık için sızdırmazlık elemanlarının fonksiyonlarının, çok iyi tespit edilmesi gerekir. Sızdırmazlık elemanlarının sızdırmazlık performanslarının birçok parametre tarafından etkilendiği bilinmektedir. Bunlardan ilk akla gelenler milin yüzey pürüzlülüğü, basınç, sıcaklık, viskozite gibi faktörlerdir. Bu çalışmada bu faktörlerin dışında geometri parametresinin sızdırmazlık performansını nasıl etkileyeceği araştırıldı. Bilindiği üzere keçe dudaklarının geometrisinin simetrik olması sızdırmazlığı olumsuz etkilediği ve kaçağa sebep olduğu bilinmektedir. Bu nedenle α ve β açıları için optimum aralıklar belirlenmiş ve sızdırmazlığın sağlanması için bu aralıklarda kalmaları önerilmiştir. Bununla beraber toz dudağının yani ikincil dudağın olduğu geometrilerde dudağın dışardan gelebilecek tozlara karşı koruma sağlamasının yanında, yüzeylere çarparak sürtünme yaratması olumsuz etkisi olarak bilinmektedir. Bunların dışında garter yayı ve dudak arasındaki dikey mesafenin yani dudak kalınlığının etkisi pek bilinmemekle birlikte garter yayı ve dudak merkezi arasındaki yatay mesafe yani eksantrikliğin sızdırmazlık performansını nasıl etkilediği pek bilinmemektedir. Bu iki parametrenin etkisine ilişkin sadece uygun aralık değerleri bilinmektedir ama bu aralık içerisinde bu parametrelerin değişimlerinin sızdırmazlık performansına etkileri yeteri kadar bilinmemektedir. Bunlara ek olarak, dudaklı keçeler, iyi bir sızdırmazlık sağlamak için belirli bir ön gerilmeye ve sıkılığa sahip olmalıdırlar. Bahsedilen ön yükleme ve sıkılık keçe dudağında gerilme yığılmalarına yol açar ve keçe dudağında şekil değişimlerine sebep olur. Ayrıca bu olay dudakta sürtünme momentinin oluşmasına sebep olur. Araştırmacılar yeni keçe tasarımları yaparak mekanik sistemlerdeki sürtünme kayıplarını düşürmeye çalışıyorlar. Bu nedenle bu çalışmada dudak geometrisi değiştirilip 5 yeni tasarım oluşturuldu ve bu tasarımlar için sayısal model kurulup deneysel olarak doğrulaması yapıldı. Sayısal modeli kurabilmek için keçe malzemesi olan kauçuk benzeri malzemelerin mekanik davranışlarını iyi algılamak gereklidir. Çünkü bu malzeme türü metallerden farklı olarak doğrusal olmayan davranışlar sergilediği için modellemesi oldukça zordur ama günümüze kadar yapılan çalışmalar incelendiğinde kauçuk benzeri malzemelerin sayısal modellenmesi için birçok model geliştirilmiştir. Bu çalışmada bu modeller yapılan literatür taramasında incelenmiş ve çalışmada kullanılan poliüretan için en uygun malzeme modeli Mooney Rivlin modeli seçilmiştir. Mooney Rivlin modeli kullanımı için gerekli olan deneysel olarak elde edilen katsayılar yapılan detaylı literatür çalışması sonucunda elde edilmiştir. Malzeme modelinin seçiminin ardından, sınır koşullarının belirlenmesi ve 2 boyutlu asimetrik modelin oluşturulmasıyla sonlu elemanlar analiziyle keçe dudağında oluşan sürtünme momenti değerleri hesaplandı. Sonuç olarak Sonlu elemanlar analizi ve deneysel çalışmanın birbirini doğruladığı görüldü ve dudak geometrisinde hangi parametrenin sızdırmazlık performansını olumlu etkilediğini hangisinin olumsuz etkilediği tespit edildi. Bu çalışmanın sonuncunda yapılacak optimizasyon çalışmalarıyla yeni keçe modelleri ortaya çıkacaktır.
Effects of mistakes which made during the hole tapping manually on tensile strength of a threaded connection
Günümüzde, civata ve kaynak bağlantıları çelik konstrüksiyonların bir parçası olarak sık kullanılırlar. Her iki bağlantı türününde avantajları ve dezavantajları vardır. Eğer, düzgün bir şekilde tasarlanırsa iki tür bağlantıda aynı dayanıma sahip olur. Bu bağlantı türleri arasındaki en önemli fark ise, cıvatalı bağlantı eğitimsiz bir işçi tarafından bile uygulanabiliniyorken, kaynaklı bağlantı sertifikalı bir kaynakçı tarafından yapılmalıdır.Bu tezde , bir gövdeye manuel olarak delik açılması sırsaında ortaya çıkabilecek hataların, bağlantının dayanımını nasıl etkilediği ve bu hata geçici bir süre için nasıl telafi edilebilir soruları üzerinde durulmuştur. Deneylerde, piyasada mevcut bilinen bir marka civata kullanılmıştır. 8.8 kalite civata seçilmiştir. 8.8 kaliteyi seçmemizin sebebi piyasada istenilen özellikleri sağlayan ve en çok kullanılan civata olmasıdır. Somun malzemesi olarak AISI 1040 çeliği kullanılmıştır. Bir üreticiden işlenmemiş olarak alınan AISI 1040 çelik çubuklara standart kılavuzlar ile manuel diş açılmıştır. İlk aşamada somun malzemesi olarak kullanılan AISI 1040 çeliğinin istenilen mekanik özellikleri sağlayıp sağlamadığını kontrol amaçlı, bu malzemeden iki adet 5mm çapa sahip numune üretilmiş ve bunlar çekme testine tabii tutulmuştur. Elde edilen sonuçlarda malzemenin maksimum dayanım yükü ortalama 14,8 kN, kopma mukavemeti ise 753 MPa'dır. 8 kalite çelik somunun dayanımının 800 MPa olduğu ve piyasada kullanılan çoğu somunundada çelik yerine demir alaşımları kullanıldığı düşünülürse, elde edilen değerler makuldür. Üretilen somunlarda kullanılan matkap çapları aşama aşama arttırılarak, somunların diş üstü çapları azaltılmış yani civata somun bağlantısında eksene dik diş temas derinlikleri azaltılmıştır. Bu yapılarak, civata somun bağlantısında meydana gelen zarar türünün hangi aralıklarda değiştiği saptanmaya çalışılmıştır. Deneylerde gerçekleşen zararlar civatanın kopması ve civata dişlerine zarar gelmesi olarak iki şekilde meydana gelmiştir. Elde edilen sonuçlarda, yaklaşık 5 mm kalınlığa sahip bir somunun kullanıldığı bağlantılarda yaklaşık 0,365 ila 0,315 mm arasında değişen eksene dik diş temas derinliklerinde bağlantıda dişlere zarar geldiği tespit edilmiştir. Bu aralık saptandıktan sonra, bu saptanan diş yüksekliği sabit tutularak somun yüksekliği arttırılmış ve bağlantıda dişe zarar gelmemesi için bu yüksekliğin hangi aralıklarda olması gerektiği saptanmaya çalışılmıştır. Sonuçlar, yaklaşık 0,315 mm eksene dik diş temas yüksekliğine sahip bir bağlantıda 6,12 mm somun kalınlığında dişlere zarar gelmiş, 6,18 mm somun kalınlığında ise civata kopmuştur. Yani, zararın türünü belirleyen aralık 6,12 ila 6,18 mm aralığıdır. Sonuç olarak, 0,315 mm eksene dik diş temas derinliğine sahip bağlantıda somun yüksekliği, somun minör çapının % 137 ila %139'su olduğu aralığın altındaki değerlerde dişlerde hasar oluşmakta, üstündeki değerlerde ise civata kopmaktadır. Eksene dik diş temas yüksekliğinin sabit olmadığı genel durum ele alınırsa, kullanılan matkap çapının somun yüksekliğinden küçük olduğu durumlarda matkap çapı somun yüksekliğinin yaklaşık olarak %89'u ve üstünde ise civata kopmakta, altında ise civatanın dişlerinde hasar oluşmaktadır. Matkap çapının somun yüksekliğinden fazla olduğu durumlarda ise, matkap çapı somun yüksekliğinin 1,07 katından küçük veya eşit ise civata kopmakta, 1,09 katından büyükse civatanın dişlerine hasar gelmektedir. Deneylere ek olarak, dişlerde hasar oluşan somun ölçülerinde somun ile civata dişleri arasına reçine bazlı yapıştırıcılar sürülerek bağlantının dayanımı arttırılmaya çalışılmıştır, ancak tutarlı sonuçlar elde edilememiştir.Somunların diş yüksekliklerinin daha az olması, yarı mamül somuna delik açılırken kullanılan standart matkap çaplarından daha büyük matkap çapları kullanılarak delik çapları arttırılmış ve standart kılavuzlar kullanılarak sağlanmıştır. Üniversal çekme cihazında, civata bağlantısını çekebilmek için hazır bir aparat olmadığı için, M6,M8 ve M10'luk civata bağlantılarının kullanıldığı deneylerin yapılabileceği bir çekme aparatı tasarlanmış ve İTÜ Makine Fakültesi Makine Elemanları laboratuvarlarında üretilmiştir.Deneylerde kullanılan 3 ton kapasiteye sahip Universal çekme cihazının kapasitesi göz önünde bulundurarak deneylerde M6 civata kullanılmak üzere seçilmiştir. Somunlar, İTÜ Makine Fakültesi Makine Elemanları laboratuvarlarında üretilmiş, Işık Üniversitesi Makine mühendisliği laboratuvarlarında deneyler gerçekleştirilmiştir.
Yeni bir temassız vidalı sızdırmazlık elemanı tasarımı ve performans karakteristiğinin tayini
Makina teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, mekanik sistemlerin çalışmasında önemli rol oynayan sızdırmazlık elemanlarının da geliştirilmesi gerekmektedir. Sızdırmazlık elemanları temaslı ve temassız olarak iki gruba ayrılabilmektedir. Özellikle yüksek hızlarda çalışan sistemlerde, sürtünme nedeniyle oluşabilecek muhtemel hasarlardan kaçınmak amacıyla temassız sızdırmazlık elemanları kullanılmaktadır. Yapılan bu çalışmada, sızdırmazlık kavramı açıklanmış, çeşitli temassız sızdırmazlık elemanları tanıtılmış ve yine temassız sızdırmazlık elemanları grubuna dahil olan vidalı sızdırmazlık elemanlarının çalışma prensibi detaylı olarak incelenmiştir. Vidalı sızdırmazlık elemanlarının sızdırmazlık performansını arttırabilmek amacıyla 2 yeni vida profili tasarlanmıştır. Tasarım 1, daha önce de üzerinde çalışılmış olan, vidalı eleman boyunca değişmeyen vida profiline sahiptir. Tasarım 2, geçiş bölgesi oluşması beklenen orta kısma doğru azalan hatveye ve diş yüksekliği azalan vida profiline sahiptir. Tasarım 3'e ait vida profilinde ise hatve değiştirilmeden, vidalı eleman ortasına doğru diş yüksekliği azaltılmıştır. Kurulan deney tesisatında, vida profili değişiminin ve farklı çalışma hızlarının vidalı elemanın sızdırmazlık performansına etkisi incelenmiştir.
Poliüretandan yapılmış dönel sızdırmazlık elemanlarının sürtünme karakteristiğine radyal ön gerilmenin etkisi
Sızdırmazlık elemanları mekanik sistemlerin düzgün çalışmasında önemli bir rol oynar. Makine teknolojisinin gelişmesiyle orantılı olarak sızdırmazlık elemanlarının da geliştirilmesi ve bu elemanların sızdırmazlık mekanizmalarının iyi bir şekilde anlaşılması gerekmektedir. Sızdırmazlık elemanlarının performansına etkiyen tasarımla ve uygulama şartlarıyla ilgili pek çok faktör vardır. Bu faktörlerin en önemlilerinden biri de radyal yüktür. Dönel dudaklı sızdırmazlık elemanlarında radyal yük garter yayından ve mil ile keçe dudağı arasındaki sıkılıktan kaynaklanmaktadır. Bu çalışmada radyal yükü oluşturan faktörlerden biri olan sıkılığın dönel dudaklı sızdırmazlık elemanlarının sürtünme karakteristiğine etkileri araştırılmıştır. Sızdırmazlık kavramı tanımlanmış ve sızdırmazlık elemanları tanıtılmıştır. Dönel sızdırmazlık elemanları detaylı olarak incelenmiş ve sızdırmazlık mekanizmasının çalışma prensibi hakkında bilgi verilmiştir. Keçe performansına etkiyen faktörlere değinilmiş ve radyal ön gerilmenin etkileri detaylı olarak incelenmiştir. Tezde radyal ön gerilmenin dönel dudaklı sızdırmazlık elemanlarının performansına etkisini araştırmak amacıyla bir silindir ve dört yük hücresinden oluşan bir deney düzeneği tasarlanmıştır. Keçe dudağı ve mil arasındaki sıkılığın değiştirilmesi sonucu farklı radyal ön gerilmelere sahip olan keçelerin çalışması esnasında oluşan sürtünme momentlerini ölçmek amacıyla iki grup deney yapılmıştır. Test edilecek keçeler termoplastik poliüretan malzemeden imal edilmiş ve keçe iç çap olarak 40, 39,80 ve 39,60 mm değerleri seçilmiştir. Birinci grup deneylerde keçeler, 0,5 ve 0,3 bar basınç altında kısa bir süre için test edilerek sürtünme momenti değerleri elde edilmiştir. Testler üç farklı hızda (1, 3, 5 m/s) gerçekleştirilmiştir. İkinci grup deneylerde ise keçeler 10.000 m'ye kadar çalıştırılmış kaçak gözlemi ve sürtünme momenti ölçümü yapılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda öncelikle farklı ölçülerdeki keçe iç çapları için sürtünme momenti değerleri karşılaştırılmıştır. Daha sonra üç farklı keçe malzemesinin aynı iç çap değerleri için sürütünme momentleri kıyaslanmıştır. Sonuçlar ayrıntılı olarak yorumlanmıştır.
Ergitmeli yığma yöntemiyle üretim yapan 3D yazıcılarda çift filament süren ekstruder tasarımı
Gelişen teknoloji, eskiden insanların yapılmasını ve kullanılmasını hayal ettiği ürünleri hayatımıza sokmaktadır. İnsanlar ilk çağlardan beri kimi zaman hayatlarını kolaylaştırmak için, kimi zamanda soyut dünyada yarattığı düşünceyi somut hale getirmek için aletler, eşyalar ve sanat eserleri meydana getirmektedir. İhtiyaçları, düşünceleri ve duyguları somut hale getirme çabası, ilk çağlarda mevcut taşları yontmak ve onları belli bir düzen içinde bir araya getirmekle başlamıştır. Gelişen teknoloji ve insanlığın bilgi birikiminin artması, kullanılan malzemeleri ve üretim tekniklerinin gelişmesini sağlamıştır. Günümüzde 3D yazıcılar sayesinde hayalini kurduğumuz veya ihtiyacımız olan parçanın 3D tasarımını yaparak kısa sürede parçayı elde edebilmekteyiz. 3D yazcılara ilk olarak ihtiyaç duyulma sebebi gelişen tasarım ve analiz teknikleriyle tasarlanan yapıların gerçek modeller ile ne derecede örtüştüğünü görebilmek, ürünün gerçek modelini görerek insanda yarattığı algıyı anlayabilmek ve ürünü üç boyutlu olarak inceleyerek tasarım esnasında fark edilemeyen sorunları görebilme ihtiyacıdır. Geleneksel üretim metotlarıyla parçaların üretilebilmesi, parçanın boyutuna uygun ham maddenin temini, üretimin yapılacağı aletlerin ayarlanması ve işçiliğe ihtiyaç duymaktadır. Karmaşık geometrilerde ise bunlara ek işlemler de dahil olarak parçanın üretim süresi ve maliyeti katlanarak artmaktadır. Geliştirilen 3D yazıcı teknolojisi tasarlanan parçaları hızlı, final ürüne yakın ve kaliteli olarak üretmektedir. Parçanın üretiminin yapıldığı malzemeler toz, filament vb. halde bulunduğu için geleneksel yöntemlerde olduğu gibi parçanın çapına veya kalınlığına göre ayrı malzeme temini gerekmemektedir. 3D yazıcılarının tarihçesine baktığımızda ilk 3D yazıcı Charles Hull'un fotopolimeri malzemeyi lazer ışınıyla kürleyerek katman katman katı cisim oluşturabileceğini fark etmesiyle başlamıştır. 1984 senesinde CAM kullanarak ilk 3 boyutlu parça üretimini gerçekleştirmiştir. Daha sonra Scott Crump polimer malzemeyi birbiri üzerine ergiterek üç boyutlu parçalar üretebileceğini fark etmiştir. Scott Crump'ın bulduğu bu yönteme Ergitmeli Model Yığma" (FDM) adını vermiştir. Scott Crump bulduğu sistemin tanımını ilk aldığı patent olan Modelling Apparatus for Three-Dimensional Objects'te şu şekilde yapmıştır: "Katı halde bulunan malzemenin önceden karar verilen bir sıcaklıkta ergitilerek kontrollü bir şekilde ekstruderin uç kısmından üretim bölgesine akıtılmaktadır. Aparatın uygulaması esnasında tercihen CAD ve CAM yazılımlarından faydalanılabilinir. Uygulama kendi kendine sertleşebilen mumlar, termoplastik reçineler, ergimiş metaller, köpüren plastikler, iki parçalı epoksiler ve camlar gibi katılaşma esnasında önceki katman ile bağ kurabilen tüm malzemelere uygulanabilmektedir." . Ekstruder, 3D yazıcıdaki filamenti katı – sıvı ve sıvı – katı fazları arasında geçiş yapmasını sağlamaktadır. Birden fazla filament sürme yeteneğine sahip ekstruderlere çoklu filament süren ekstruderler denmektedir. Tek filament süren ekstruder ile yapılan üretimde ekstruder tek filament sürebildiği için ana yapı ve destek yapı aynı filament malzemesinden üretilmek zorundadır. Ana yapının ve destek yapının aynı malzemeden yapılması, parçanın temizlenmesi esnasında ayrılacak destek kısmının anlaşılmasını zorlaştırmaktadır. Bu olayın bir diğer dezavantajı ise iki yapının da dayanımının aynı olmasından dolayı destek yapının temizlenmesi esnasında ana yapının da zarar görmesidir. Çoklu filament sürebilen ekstruderlerde destek yapı genelde suda çözünen filament ile yapılmaktadır. Parçanın üretimi gerçekleştikten sonra suya atılır ve destek yapısı suda çözünerek kaybolmaktadır. Çoklu filament süren ekstruderlerin bir diğer avantajı ise renkli ve kompozit 3D parçaların üretilebilmesine imkan sağlamaktadır. Ancak çoklu filament süren 3D yazıcıların fiyatları standart ana kart kullanamadığı, iki adet step motor kullandığı için fiyatları normal 3D yazıcılarının iki katıdır. Ayrıca kartlarının yeni olması ve sistemde yaşanan problemler nedeniyle çoklu filament süren ekstruderlerin bir ekstruderi bozulmakta ve tek filament süren yazıcılar gibi çalışmaktadır. Tek step motor ile iki filament sürebilen bir ekstruder, hem çoklu filament süren ekstruderlerin destek filamenti sürebilme, renkli ve kompozit parçalar basabilme özelliklerini hem de tek filament süren ekstruderin fiyat ve stabil çalışma avantajlarını sağlayacağı düşünülmektedir. Ekstruderin tek step motor ile iki filamenti sürebilmesi için filamentlerden hangisini süreceğini ayarlayan bir mekanik sisteme ihtiyaç duymaktadır. Bu doğrultuda yapılan düşünceler etrafında iki alternatif konsept tasarlanmıştır. Alternatif 1'de yön ayrımının kavrama kullanılarak yapılmasına karar verilmiştir. Kavramalar, döner haldeki bir parçanın aynı eksen üzerinde bulunan bir parçaya enerjinin istendiği zaman aktarılmasını sağlayan mekanizmalardır. Bizim mekanizmamızda da enerjinin istendiği zaman istenen yere aktarılması gerektiği için kavrama kullanmak son derece uygundur. Tasarımını yapacağımız ekstruderde step motor dışında dışarıdan sistemi tahrik edecek hiçbir parça kullanılmayacağı için kendiliğinden devreye giren ve devreden çıkabilen bir kavrama kullanmamız gerekmektedir. Kullanacağımız kavramada ayırt edici etken yön olduğu için dönme yönüne göre enerji aktarımı yapan kavrama sistemlerini incelememiz gerekmektedir. Kuvvet ayrımı için tek yönlü bilyeli rulman seçilmesi kesin isteklerde ki aktif pasif geçiş süresini de sıfıra düşürmektedir. Filament ezici dişliler filamenti kaydırmadan sürme konusunda karşılaştırıldığında A ve C tipi filament ezici dişliler ön plana çıkmaktadır. C tipi filament ezici dişli A tipine göre filamentin üzerine daha küçük izler bırakmakta ve bu nedenle sıcak sonda daha homojen bir ergime sağlamaktadır. Fakat sıcak sonda yapılacak ayarlamalarla bu problemin etkisi azaltılabilmektedir. Dişliler fiyat olarak incelendiğinde A filament ezici dişlisi daha avantajlı gözükmektedir. Kesin istekler göz önüne alındığında A tipi filament ezici dişli ile yapılacak tasarım daha uygun durmaktadır. Alternatif tasarım 2'nin oluşturulması ilk tasarımda da olduğu gibi "İki filament arası geçiş süresi uzun olmayan ve filamentleri kaydırmayan standart boyutlarda bir ekstruder." düşüncesiyle yola çıkılmıştır. Bu tasarım yapılırken sürülecek filamentin belirlenmesi ilk alternatifte de olduğu gibi step motorun dönüş yönü ile tayin edilmektedir. Dönüş yönüyle birlikte sistemin üzerine yerleştirilen mekanizma sürülecek olan filamenti sıkıştırarak kuvvet tahriği almasını sağlamaktadır. Alternatif 2'de filament ezici dişli için alternatif 1'de yapılan çalışmanın aynısı geçerlidir. Bu nedenle alternatif 2'de de alternatif 1'de olduğu gibi A tipi filament ezici dişli kullanılmıştır. Alternatif 2'nin çalışma şekli, hareket fonksiyonlarının içeriği ve detayları Arçelik A.Ş.'nin gizlilik kapsamı dolayısı ile verilememektedir. Alternatifin değerlendirme kriterleri belirlendikten sonra bu kriterlerin sistem için arz ettiği önem miktarına göre ağırlıklar belirlenmiştir. Dağıtılan bu ağırlıklar, fayda değer analizinin yapılması esnasında üst kriter kat sayısı ile çarpılarak alt değerin ağırlık kriterinin hesaplanmasını sağlamaktadır. Sistemde yer alan tüm alt kriterlerin değer katsayısı toplamları 1'e eşit olmalıdır. Sistemi değerlendirme işleminde sisteme 1 ile 10 arasında değer puanı verilmektedir. Verilen değerlendirme puanları sistemin alt değer kat sayısı ile çarpılarak alt değer kriterinin ağırlıklı değerlendirmesinin hesaplanmasını sağlar. Yapılan fayda - değer analizine göre aleternatif 1 6,78 puan ve alternatif 2 4,64 puan almıştır. Yapılan fayda-değer analizi alternatif 1'in alternatif 2'den daha iyi bir tasarım olduğunu göstermektedir. Niceliksel tasarım sürecinde, benchmark ürünler, mevcut sistemler ve litaratür değerleri baz alınarak malzeme ve komponent seçimleri yapılmıştır. Üretilen prototip ile yapılan denemelerde sistem sorunsuz olarak çalıştığı görülmektedir. Fakat sistemin uzun süre çalışması esnasında göstereceği davranışlar ve alınan komponentlerin değerlerinin yeterliliği yapılacak olan uzun süreli testler ile sınır şartların zorlandığı denemeler sonucunda ortaya çıkacaktır. Yapılacak olan testler ve denemeler sonucunda gerekli değişiklikler yapılarak tasarımı yapılan ekstruder üretime hazır bir ürün haline gelmesi beklenmektedir. Ürünün standart tek filament süren 3D yazıcılara takılması durumunda yazıcıları iki filament süren 3D yazıcıya çevirmektedir. Ürünün tüm 3D yazıcılara entegre edilebilmesi, üründen elde edilecek karın yanında markanın sektörde tanınmasını da sağlayacaktır.