Doğrudan malzeme biriktirme tabanlı açık-kaynaklı eklemeli imalat sistemlerinde işlem parametrelerinin araştırılması

Bu çalışmada, imalat endüstrisi açısından bir devrim niteliği taşıyan Eklemeli İmalat yöntemlerine dair araştırmalar yapılmıştır. Bu kapsamda, direkt malzeme depolama tekniğine dayalı Fused Filament Fabrication ve Metal Droplet Jetting sistemlerinin, ürün üretimi açısından önemli avantajlar sağladığı gözlemlenmiştir. Bununla birlikte, üretim performanslarının arttırılmasına yönelik bir takım eksikliklerin giderilmesi de gerekmektedir. Bu amaçla, ilk etapta, Fused Filament Fabrication işlemlerinin gerçekleştirilebileceği, açık-kaynak konseptine dayalı bir cihaz kurulumu yapılmıştır. Bu cihaz aracılığıyla, parça dayanımına etki edecek işlem parametreleri belirlenmiş ve optimize edilmiştir. Dahası, optimizasyonlar yapılırken, malzeme tüketimi konusu da ön planda tutulmuştur. Bu sayede, malzeme israfına yol açmadan, parça dayanımının arttırılmasına yönelik umut verici, çevre dostu işlem adımları açığa çıkarılmıştır. İkinci etapta; Benimsenen açık-kaynak konsepti sayesinde aynı cihaz, kapsamlı bir şekilde modifiye edilerek, metal bazlı ürün üretimine elverişli hale getirilmiştir. Üretim işlemi, metal damlacıkların kontrollü bir şekilde depolanması ile gerçekleştirilmiştir. Ergiyik metale damlacık formu kazandırabilmek amacıyla, bir mekanik aktüasyon sistemi içeren özgün bir Metal Damlacık Jetleme mekanizması tasarlanıp, üretilmiştir. İstenen yapıda bir depolama modeli elde edebilmek için damlacık ejeksiyonu ve depolama aşamaları sınıflandırılmıştır. Bu sayede dropletler sadece homojen bir şekilde üretilmekle kalmayıp, kontrolü güçleştiren ve maliyeti önemli ölçüde arttıran pnömatik gaz desteği ihtiyacı elimine edilmiştir. Teorik hesaplamalar ile de desteklenen deneysel çalışmalar sonucu, özellikle elektronik endüstrisinde etkin bir şekilde kullanılabilecek, düşük maliyetli ve pratik bir metal malzeme depolama yöntemi sunulmuştur.