Modeling and optimization of multi-scale machining operations

İmalat endüstrisinde, özellikle biyomedikal ve elektronik endüstrilerinde kullanılmak üzere yüksek katma değerli mikro parçaların üretimine olan eğilim artmaktadır. Mikro parçaların üretilmesinde yüksek hassasiyetli kesici takımların geliştirilmesi ve işleme parametrelerinin doğru seçilmesi işlemeden yüksek verim elde edilebilmesi açısından önem teşkil etmektedir. Fakat mikro ölçekli imalat işlemleri için mevcut olan bilgi altyapısı makro ölçekli imalat işlemlerine göre oldukça kısıtlı olup geliştirilmeye gereksinim duyulmaktadır. Bu çalışmada mikro frezeleme işlemleri ile üç boyutlu geometriye sahip mikro parçaların üretimi amaçlanmıştır.Bu yüksek lisans tezinde makro ölçekli tornalama ve mikro ölçekli frezeleme işlemleri modellenmiş ve eniyilemesi yapılmıştır. Parçacık sürü eniyilemesi yönteminin performansının doğrusal olmayan eniyileme algoritmaları ile kıyaslanması amacıyla literatürde yer alan çok geçişli tornalama işlemlerinin eniyilemesi problemi kullanılmıştır. Bu çalışma sonucunda parçacık sürüsü eniyilemesi yöntemi ile kısa sürede kabul edilebilir sonuçlar elde edilebildiği sonucuna ulaşılmıştır. Daha sonra mikro ölçekli frezeleme işlemlerinde kesme parametrelerinin işleme çıktılarına (kesme kuvvetleri, yüzey kalitesi ve takım ömrü) etkisinin araştırılması amacıyla deneysel çalışmalar yapılmıştır. Deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar dikkate alınarak cep açma işlemi için bir minimum birim maliyet eniyileme problemi matematiksel olarak modellenmiş, parçacık sürü eniyilemesi yöntemi kullanılarak farklı işleme senaryoları için stratejiler değerlendirilmiştir. İşlem eniyilemesi sonucunda işleme zamanında ve birim maliyetlerde önemli ölçüde kazanımlar elde edilebileceği gösterilmiştir.