FDM yöntemiyle üretilen PLA malzemelerin üretim parametrelerinin optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada eklemeli imalat teknolojilerinden Eriyik Yığma Modellemesi yani Fused Deposition Modelling (FDM) yöntemiyle üretilen ve YAZAKI bünyesinde wire harness demeti denilen kablo demetleri üzerinde bulunan klipslerin varlık kontrollerinin yapıldığı “Klip Kontrol Fikstürleri”nin üretiminde kullanılacak olan Polilaktik Asit (PLA) malzemelerin proses parametrelerinin mukavemet, harcanan filament miktarı ve zaman üzerindeki etkilerinin araştırılması ve parametrelerin optimizasyonu amaçlanmaktadır. Bu bağlamda duvar adet sayısı olan wall line count (WLC), dolgu yoğunluğu infill density (ID) ve baskı hızı olarak tanımlanan print speed (PS) faktörleri proses parametreleri olarak dikkate alınmıştır. Deneyler her bir faktörün üç düzeye sahip olduğu Taguchi L9 deney tasarımına göre gerçekleştirilmiştir. En büyük en iyi kabulü ile gerçekleştirilen analiz bulgularından mukavemet üzerinde en etkili faktörün %56,21 lik oranla WLC olduğu ve bunu %33,49 ile ID’nin takip ettiği saptanmıştır. Hesaplanan ortalama sinyal gürültü (signal to noise ratio) S/N oranlarına göre; en yüksek mukavemet değerinin WLC 6, ID 90, PS 40 faktör düzey kombinasyonu ile elde edileceği görülmüştür. Filament miktarı için en küçük en iyi kabulü ile yapılan analizlere göre, ID’nin harcanan filament miktarı üzerindeki etkisi %95,68 ve WLC’nin etkisi %2,80 olarak hesaplanmıştır. S/N oranlarından filament miktarı için optimum faktör düzey kombinasyonunun WLC 2, ID 20, PS 40 olduğu tespit edilmiştir. Zaman için en küçük en iyi kabulüne göre gerçekleştirilen analiz bulgularına göre zaman üzerinde etkisi en fazla olan faktörler PS %71,53) ve ID %27,71’dir. Ayrıca zaman için WLC 2, ID 20, PS 120 kombinasyonunun optimum olduğu saptanmıştır.

Developments in Additive Manufacturing (AM) have contributed to improvement in living standards. In this study, it is aimed to investigate the effects of process parameters on the strength, filament consumption and time of PLA (Polylactic Acid) materials which will be used in the production of ‘Clip Control Fixtures’ at YAZAKI produced by Fused Deposition Modelling (FDM). The wall line count (WLC), infill density (ID) and print speed (PS) factors were considered as process parameters. The experiments were carried out according to Taguchi L9 experimental design where each factor has three levels. From results of the analyses performed with assumption that bigger is better, it was determined that the most effective factor on the strength was WLC with rate of 56.21%, followed by ID with 33.49%. The calculated signal-noise S/N ratios; it was seen that the highest strength value would be obtained with the factor level combination of WLC 6, ID 90, PS 40. The analysis made with assumption that smaller is better for the filament amount, the effect of ID was calculated as 95.68% and the effect of WLC was calculated as 2.80%. From S/N ratios, it was determined that the optimum factor level combination for filament amount was WLC 2, ID 20, PS 40. The results of the analysis performed according to smaller-better assumption for time, the factors with the highest effect on time are PS (71.53%) and ID (27.71%). In addition, the combination of WLC 2, ID 20, PS 120 was found to be optimum for time.