Murathan KALENDER, YAHYA BOZKURT, SEZGİN ERSOY, SERDAR SALMAN

Product Development by Additive Manufacturing and 3D Printer Technology in Aerospace Industry

The additive manufacturing and 3-dimensional manufacturing technology offer unparalleled flexibility in terms of part geometry, material composition and manufacturing time. There are many difficulties in manufacturing parts in the aerospace field. Thin-walled aircraft engine components and structures with complex geometry, the difficulties encountered in the processing of materials, are the other main factors that compel the aviation industry to adopt the use of layered manufacturing technology. It is progressing in the direction of radically changing the aerospace sector in the production of extremely complex and lightweight parts with material wastes that are almost none. The aerospace engine industry requires stronger, lighter and more durable components. Today's additive manufacturing technology provides new possibilities to meet these situations. In this study, research and development activities carried out in the field of layered manufacturing in the aviation industry have been examined and a literature review has conducted. In the experimental study, a scaled 3D prototype of an exemplary rocket equipment was produced using 3D printer technology. The manufacturing parameters of the study have been examined.

Havacılık ve Uzay Endüstrisinde Katmanlı İmalat ve 3B Yazıcı Teknolojisi ile Ürün Geliştirme

Katmanlı üretim ve 3 boyutlu üretim teknolojisi, parça geometrisi, malzeme bileşimi ve üretim süresi bakımından benzersiz bir esneklik sunar. Havacılık alanındaki parçaların imalatında birçok zorluklar vardır. Havacılık endüstrisinde, ince cidarlı uçak motoru bileşenleri, karmaşık geometriye sahip yapılar ve malzemelerin işlenmesinde karşılaşılan zorluklar katmanlı imalata yönelimi arttırmıştır. Son derece karmaşık ve hafif parçaların üretiminde kullanılan bu yöntem neredeyse hiç olmayan malzeme atıkları ile havacılık sektörünü kökten değiştirmek yönünde ilerliyor. Havacılık ve uzay endüstrisi, daha güçlü, daha hafif ve daha dayanıklı bileşenler gerektirir. Günümüzün katmanlı imalat teknolojisi bu durumları karşılamak için yeni olanaklar sunmaktadır. Bu çalışmada, havacılık endüstrisinde eklemeli imalat ile parça üretimi alanında yürütülen araştırma ve geliştirme çalışmaları incelenmiş ve literatür taraması yapılmıştır. Deneysel çalışmada, örnek bir roket ekipmanının ölçekli bir 3B prototipi 3B yazıcı teknolojisi kullanılarak üretilmiştir. Çalışmanın baskı parametreleri incelenmiştir.

PDF

___

[1] Harrison P., Rapid Prototyping User Guide, Faculty of computing Sciences and Engineering, De Montfort University, Leicester 2003.

[2] Dejan D., 3D Printing Technology in Educatıon Environment, Faculty of Mechanical Engineering, University of Nis, Serbia, 2011.

[3] Gibson I., Rosen D.W., Strucker B., Aditive Manufacturing Technologies: Rapid Prototyping to Direct Digital Manufacturing, pp.143-156. Springer New York Heidelberg Dordrecht, London, 2009.

[4] Rémi Ponche, Olivier Kerbrat, Pascal Mognol, Jean-Yves Hascoët. “A novel methodology of design for Additive Manufacturing applied to Additive Laser Manufacturing process”. Robotics and ComputerIntegrated Manufacturing, Elsevier, 2014, 30 (4), pp.389-398. ffhal-01010106f, [Accessed: Oct. 07, 2019]

[5] Bozdemir M., Silah Kabzasinin 3B Yazicilarla Tasarim ve İmalatı, International Journal of 3D Printing Technologies And Digital Industry, pp.57-68, 2018.

[6] Wimpenny D.I., Pandey P.M., Kumar J.L. Advances in 3D Printing, Additive Manufacturing Technologies, pp.39-53. Springer, Singapur DOI 10.1007/978-981-10-0812-2, 2017.

[7] www.additively.com, 2019.

[8] Gökçe H.C., Öteyaka M.Ö., Yazar I. Havacılık Alanında Eriyik Yığma Modelleme Uygulaması: Boeing 737-800 Model Uçağin 3 Boyutlu Ölçekli Modellenmesi, International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, pp.37-44, 2018

[9] Salmi B., The World’s Largest 3D Metal Printer Is Churning Out Rockets, IEEE Spectrum, Aerospace, 2019.

[10] Y. Gür, “3 Boyutlu Masaüstü Yazıcı ile Matematiksel Bir Modelden Gerçek Bir Nesnenin Dijital Üretimi,” BAUN Fen Bil. Enst. Dergisi, c. 19, s. 2, ss. 237-245, 2017.

[11] 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.

[12] A. Çelebi, H. Tosun, A. C. 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.

[13] T. Abe, H. Sasahara, “Dissimilar metal deposition with a stainless steel and nickel-based alloy using wire and arc-based additive manufacturing,” Precision Engineering, vol. 45, pp. 387-395, 2016.

[14] D. Çelik, K. Çetinkaya, “Üç boyutlu yazıcı tasarımları, prototipleri ve ürün yazdırma karşılaştırmaları,” İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, c. 5, s. 2, pp.151-163, 2016.

[15] H. Karaduman, “Sosyal bilgiler eğitiminde 3 boyutlu yazıcıların kullanımı,” AJESI – Anadolu Journal of Educational Sciences International, c. 7, s. 3, pp.590-625, 2017.

[16] S. W. Williams, F. Martina, A. C. Addison, J. Ding, G. Pardal, P. Colegrove, “Wire+arc additive manufacturing,” Materials Science and Technology, vol. 32, no. 7, pp.641-647, 2016.

[17] A.S. Hacioglu, F. Eraslan, Y. Şimşek, Abbas V1 Üç Boyutlu Yazici Tasarimi, Sunumu ve Uygulamalari, Karabük, 2016.

[18] N. Sandalci, Türkiye’de Endüstriyel Tasarimcilarin 3 Boyutlu Yazicilari Kullanimlari Hakkinda Bir İnceleme, 2016.

[19] Internet: Üç Boyutlu Yazıcılar, “Metal 3D Printer”, http://www.3byazicial.com/2014/09/ack-kaynak-metal-3d-printer.html, 2014.

[20] E.Polat, 3D Printer (Üç Boyutlu Yazici), Karabuk Üniversitesi, 2016.

[21] https://www.3dhubs.com/knowledge-base/fdm-3d-printing-materials-compared

[22] H. Topcuk, 3D Yazıcı, Karabuk Universitesi, 2016.

[23] https://3dprinting.com/materials, 2018.

[24] https://www.artiboyut.com/index.php/tr/bilgi-bankasi/39-3d-yazici-filament-ozellikleri, 28 May, 2018.

[25] Weller C, Kleer R, Piller FT. Economic implications of 3D printing: Market structure models in light of additive manufacturing revisited. International Journal of Production Economics; 164: pp.43-56, 2015

[26] https://www.3dhubs.com/knowledge-base/fdm-3d-printing-materials-compared, 2018.

[27] https://www.techcentral.ie/boeing-turns-3d-printed-parts-save-millions-787-dreamliner/. Boeing turns to 3D-printed parts to save millions on 787 Dreamliner. In. 04.12.2018.

[28] H.C. Gokce, M. Ö. Oteyaka, I. Yazar, Havacilik Alaninda Eriyik Yiğma Modelleme Uygulamasi: Boeing 737-800 Model Uçağin 3 Boyutlu Ölçekli Modellenmesi, International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry 2:3 ,pp.37-44 ,2018.

[29] http://www.3dortgen.com/blog/nasa-uzaya-uc-boyutlu-yazici-gonderdi. May 5 2018.

[30] http://www.lanl.gov/discover/publications/1663/2016-march/_assets/docs/1663_26_explosive-3d-design.pdf 2018.