İbrahim ASLAN, Ahmet CAN

Katmanlı Üretim İle Elde Üretilmiş Kum Döküm Kalıpların İncelenmesi

Hızla gelişen üretim sektöründe, daha verimli ve hızlı üretim metotlarının önemi gittikçe artmaktadır. Son yıllarda ortaya çıkan en önemli üretim metotlardan biri de katmanlı üretim yöntemleridir. Bu çalışmada, yapıştırıcı ile katmanlı üretim yöntemi kullanılarak üretilen kalıpların, kum döküm uygulamalarında kullanılabilirliği hakkında ön çalışma yapılmıştır. Katmanlı üretim yöntemlerinde, geleneksel üretim yöntemlerine göre prototip parçaların üretimi daha hızlı ve daha düşük maliyetli olarak gerçekleşmektedir. Karmaşık ve ters açılı parçaların, alüminyum ve ahşap modelle bile yapılamayacak helisel kavisli ve benzer geometrili içi boş parçaların katmanlı üretim yöntemleriyle kum modelleri yapılarak döküm tekniği ile elde edilmesi mümkündür. Bu çalışmada, döküm kalıp üretimi için ana malzeme olarak geleneksel döküm uygulamalarında kullanılan silis kumu kullanılmıştır. Reçine olarak ise; düşük yüzey pürüzlülüğü, yüksek birleştirme dayanıklılığı sağlayan furan reçinesi ve buna uygun katalizör kullanılmıştır. Çalışma için özel olarak üretilen küp ve çubuk şeklindeki kalıplara, istenilen katman kalınlığında silis kumu serilmiş ve kumun üzerine sertleştirici, reçine elle püskürtülmüştür. Bu işlemler, istenilen ölçüler sağlanıncaya kadar devam etmiştir. Sonrasında üretimi yapılan küp ve çubuk numunelerin basma ve eğme testleri yapılarak mekanik özellikleri incelenmiştir. Daha sonra ise, kum tane boyutunun mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Yapılan bu çalışmada, ileride imal edilmesi düşünülen yapıştırma katmanlı 3B yazıcının yazılımına ait imalat parametreleri ve algoritması ile çalışma sistematiğini belirlemede kullanılmak üzere ön bilgiler elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Yapıştırıcı ile katmanlı üretim, Furan reçine, Katmanlı imalat, Kum kalıp

Investigation of Sand Casting Molds Hand-Made Manufactured by Layered Manufacturing

In the rapidly developing manufacturing sector, the importance of more efficient and faster production methods is increasing. One of the most important manufacturing methods emerged in recent years is also layered manufacturing methods. In this study, the preliminary study about the usability of the molds produced by using manufacturing method of binder jetting in sand casting applications has been done. The production of prototype parts with the layered manufacturing methods according to the traditional manufacturing methods is carried out faster and less costly. By using layered manufacturing methods, it is possible to obtain the hollow parts with complex curves and reverse angles with helical curves and similar geometries which cannot be made even with traditional aluminum and wood models. In this study, silica sand was used as the primary material for casting mold production. Furan as the resin which provide low surface roughness and high bond strength was used and suitable catalyst for this resin was used. It was produced cube and bar molds for the study. The silica sand was laid on a specific layer thicknesses to these molds and the hardener and resin were sprayed on the sand. These processes continued until the required dimensions were provided. Afterwards, compression and bending tests of cube and bar specimens were realized and their mechanical properties were investigated. Then, the effects of different sand particle size on mechanical properties were investigated. In this study, preliminary information was obtained to be used in determining the working system by manufacturing parameters and algorithm of the software of the binder jetting 3d printer which is considered to be manufactured in the future works.

Keywords:

Binder jetting, Furan resin, Layer manufacturing, Sand model,

PDF

___

ASTM F2792–12a, Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies, ASTM International: West Conshohocken, PA, USA, 2012, doi: 10.1520/F2792-12A.
C.L. Weber, V. Peña, M.K. Micali, E. Yglesias, S.A. Rood, J.A. Scott, B. Lal, “The Role of the National Science Foundation in the Origin and Evolution of Additive Manufacturing in the United States,” IDA Science & Technology Policy Institute, IDA P-5091, ss. 7-8, 2013.
D. Çelik, “Üç boyutlu yazıcı tasarımı, prototipi ve tersine mühendislik uygulamaları,” Yüksek Lisans tezi, Endüstriyel Tasarım Mühendisliği Bölümü, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye, 2015.
A. Çelebi, H. Tosun, A.Ç. Önçağ, “Hasarlı bir kafatasının üç boyutlu yazıcı ile imalatı ve implant tasarımı,” International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, c.1, s.1, ss. 27-35, 2017.
K. Özsoy, B. Duman, “Eklemeli imalat (3 boyutlu baskı) teknolojilerinin eğitimde kullanılabilirliği,” International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, c.1, s.1, ss. 36-48, 2017.
J.B. Lassiter III, M.C. Lieb, and T. Clay. , “Z Corporation,” Harvard Business School Case 801-210, October 2000. (Revised April 2005.)
STM Mühendislik &Teknoloji &Danışmanlık, Katmanlı imalat yöntemleri ve havacılık uygulamaları, Sektör Değerlendirme Raporu, (12 Ocak 2018). [Online]. Erişim: https://www.stm.com.tr/documents/file/Pdf/1.katmanli_imalat_teknolojileri_raporu__2016-08-03-14-11-28.pdf
M. Xia, J. Sanjayan, “Method of formulating geopolymer for 3D printing for construction applications,” Materials and Design, vol. 110, pp. 382–390, 2016.
Anonim, (12 Ocak 2018). [Online]. Erişim: İnternet:https://www.voxeljet.com/company/news/phenolic-resin-based-3d-printing-in-foundry-technology/
Anonim, (12 Ocak 2018). [Online]. Erişim: http://www.exone.com/Resources/Technology-Overview/What-is-Binder-Jetting
Anonim, (12 Ocak 2018). [Online]. Erişim:https://www.rapidmade.com/large-format-3d-printing-one-meter-vx1000-voxeljet
Anonim, (12 Ocak 2018). [Online]. Erişim: http://inovasilis.com/urunkategori/silis-kum
Anonim, (12 Ocak 2018). [Online]. Erişim: http://www.cukurovakimya.com.tr/dokum-recineri
J.M.L. dos Reis, “Effect of textile waste on the mechanical properties of polymer concrete,” Materials Research, vol. 12, no. 1, pp. 63-67, 2009.
G.İ. Sezer, Ş. Yazıcı, “Polimer katkılı harçlarda farklı kür koşullarının dayanıma etkisi,” CBÜ Fen Bilimleri Dergisi, c. 11, s. 2, ss. 195-201, 2015.
P. Mani, A.K. Gupta, S. Krishnamoorthy, “Comparative study of epoxy and polyester resin-based polymer concretes,” International Journal of Adhesion and Adhesives, vol. 7, no. 3, pp. 157–163, 1987.