Delta ve Kartezyen Kinematik Yapılı Üç Boyutlu Yazıcılarda Basılan Numunelerin Boyutsal Doğruluk Analizi

İmalat ve robotik sistemlerinin hareket mekanizmaları, sistemin kapasite ve konstrüksiyon yapısına göre seri veya paralel yapılarda olmaktadır. Sistemin yük taşıma kapasitesi, hassasiyeti veya maliyeti gibi kriterlere göre farklı sistemler kullanılmaktadır. Bu çalışmada üç boyutlu yazıcıların kinematik sistemlerinde çoğunlukla kullanılan delta ve kartezyen kinematik yapılarında kurulmuş makinelerin performansları analiz edilmiştir. Bu kapsamda, öncelikle iki farklı konstrüksiyon yapısına sahip sistemde, aynı sınır şartları ve imalat özelliklerinde her birinden 4 adet kalibrasyon parçası basılmıştır. Kalibrasyon parçasını oluşturan 17 farklı şekilden, iç ve dışa basım karelerde 2 yönden diğer şekillerde ise tek yönlü olmak üzere toplamda 23 adet farklı ölçüm alınarak tablolanmış, istatistiksel olarak analiz edilmiş, kalibrasyon parçasını oluşturan şekillerin kabul edilebilir ölçüsel tolerans aralıkları belirlenerek makinelerin doğruluk değerleri kıyaslanmaya çalışılmıştır.Yapılan çalışmalar sonunda; T testi sonucuna göre kabul aralığı kriterlerinde kartezyen yapılı üç boyutlu yazıcının 23 farklı ölçümünden 15’inin kabul aralığı değerlerinde olduğu, delta kinematik yapılı üç boyutlu yazıcının ise 23 farklı ölçümden 9’unun kabul aralığı değerlerinde olduğu sonucuna varılmıştır. Kartezyen kinematik yapılı üç boyutlu yazıcının çalışma doğruluğunun delta sistem üç boyutlu yazıcıya göre daha yüksek olduğu ölçüm değerlendirme sonuçlarına göre söylenebilir.

Dimensional accuracy analysis of samples printed in delta and cartesian kinematic three dimensional printers

The motion mechanisms of manufacturing and robotic systems are developed in different structures, mainly in cartesian and deltastructures having series or parallel movement abilities according to the capacity and construction structure of the system. Differentsystems are used according to the criteria such as bearing load capacity, sensitivity or cost of the system. In this study, theperformances of machines installed in the delta and cartesian kinematic structures, which are mostly used in the kinematic systemsof three - dimensional printers, were analyzed. In this context, in two different machines with these two construction structures, thesame boundary conditions and 4 pieces of calibration parts especially in manufacturing features were printed. 23 different elementsthat constituted the calibration part were measured, tabulated, statistically analyzed, and the acceptable measuremental toleranceranges of the elements were determined and the accuracy values of the machines were compared. As a result of this study, accordingto T test results, 15 of the 23 measurements on the Cartesian system based three-dimensional printers were obtained as acceptablein terms of tolerance range as well as 9 of the 23 different measurements were obtained as acceptable on Delta system.Consequently, operation accuracy of the Cartesian system based three-dimensional printers were higher than the Delta systemunder the same working conditions and manufacturing parameters.

___

  • [1] Hull, Charles W. “Apparatus for production of threedimensional objects by stereolithography” U.S. Patents No. 4: 75,330, 11 Mar. (1986).
  • [2] S. Li, R. Zhang, F. Lin, R. Wu, Q. Lu, Z. Xiong, and X. Wang Y. Yan. “Rapid Prototyping and Manufacturing Technology: Principle, Representative Technics, Applications, and Development Trends”. Tsinghua Science & Technology,14: 1-12, (2009).
  • [3] Kruth, J. P., Levy, G., Klocke, F., Childs, T.H.C., “Consolidation phenomena in laser and powder-bed based layered manufacturing.” CIRP Annals - Manufacturing Technology, 56(2): 730–759, (2007).
  • [4] Galantucci, L. M., Lavecchia, F., Percoco, G., “Study of Compression Properties of Topologically Optimized FDM Made Structured Parts.” CIRP Annals - Manufacturing Technology, 57(1): 243–246, (2008).
  • [5] Hopkinson, N., Majewskia, C. E., Zarringhalamb, H., “Quantifying the Degree of Particle Melt in Selective Laser Sintering.” CIRP Annals, 58(1): 197–200, (2009).
  • [6] Armillotta, A.,” Assessment of Surface Quality on Textured FDM Prototypes.” Rapid Prototyping Journal, 12(1): 35–41, (2006).
  • [7] Galantucci, L.M., Lavecchia, F., Percoco, G., “Quantitative analysis of a chemical treatment to reduce roughness of parts fabricated using fused deposition modelling.” CIRP Annals -Manufacturing Technology, 59(1): 247-251, (2010).
  • [8] Galantucci, L.M., Lavecchia, F., “Direct digital manufacturing of ABS parts: An experimental study on effectiveness of proprietary software for shrinkage compensation.” International Journal of Digital Content Technology and its Applications, 19(6): 546- 555, (2012).
  • [9] Galantucci, L.M., Lavecchia, F. Percoco, G., “Experimental Study Aiming to Enhance the Surface Finish of Fused Deposition Modeled Parts.” CIRP Annals-Manufacturing Technology, 58(1): 189-192, (2009).
  • [10] Wohler, T., “Additive Manufacturing and 3D Printing State of the Industry Annual Worldwide Progress Report.” Wohler associates, Colorado, USA, (2011).
  • [11] Pearce, J. M., Morris Blair, C., Laciak, K. J., Andrews, R., Nosrat, A. Zelenika-Zovko, I., “3-D Printing of Open Source Appropriate Technologies for Self-Directed Sustainable Development”, Journal of sustainable development, 3(4): 17-29, (2010).
  • [12] Wohlers T., Wohlers report : “3D printing and additive manufacturing state of the industry annual worldwide progress report”, Fort Collins, Wohlers Associates, (2016).
  • [13] Sudin M.N., Shamsudin S.A. and Abdullah M.A. “Effect of Part Features on Dimensional Accuracy of FDM Model” ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 8067-8072, (2016).
  • [14] Bakar N. S. A., Alkahari M. R. and Boejang H. “Analysis on Fused Deposition Modeling Performance”, Journal of Zhejiang University-Science A, 11(12): 972-977, (2010).
  • [15] Dyrbuś G. “Investigation on quality of Rapid Prototyping FDM method”, 14th International Research. In Expert Conference. Trends in the Development of Machinery and Associated Technology, 11-18 September, Mediterranean Cruise, (2010).
  • [16] Dixit N.K., Srivastava R. and Narain R., “Comparison of Two Different Rapid Prototyping System Based on Dimensional Performance Using Grey Relational Grade Method.” Procedia Technology, 25: 908-915, (2016).
  • [17] L.M. Galantucci, I. Bodi, J. Kacani, F. Lavecchia., “Analysis of Dimensional Performance for 3D Opensource Printer Based on Fused Deposition Modeling Technique”, Procedia CIRP. 28: 82-87, (2015).
  • [18] Habeeb H.A., Alkahari M.R., Ramli F.R., Hasan R. and Maidin S., “Strength and porosity of additively manufactured PLA using a low cost 3D printing”., Proceedings of Mechanical Engineering Research Day, 69-70, (2016).
  • [19] Nazan M. A., Ramli F. R., Alkahari M. R., Sudin M. N. and Abdullah M. A., “Process parameter optimization of 3D printer using Response Surface Method”, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 12(7): 2291-2296, (2017).
  • [20] Nazan M. A., Ramli F. R., Alkahari M. R., Sudin M. N. and Abdullah M. A., “An investigation on applying different types of adhesive to reduce warping deformation in open source 3D printer”, Proceedings of Mechanical Engineering Research Day, 155-157, (2017).
  • [21] Nazan, M. A., Ramli, F. R., Alkahari, M. R., Tokoroyama, T., and Umehara, N. “Polymer adhesion investigation on fused deposition modelling machine”, In Proceedings of SAKURA Symposium on Mechanical Science and Engineering, 6-7, (2017).
  • [22] Majid, S.N.A., Alkahari, M.R., Ramli, F.R., Fai, T.C., Sudin, M.N., “Influence of integrated pressing during Fused Filament Fabrication on tensile strength and porosity”, Journal of Mechanical Engineering, 2: 185- 197, (2017).
  • [23] Ramli F.R. and Nazan M.A., “Layer adhesion study of plant bio-adhesive to reduce curling effect in 3D printer”, In Proceedings of SAKURA Symposium on Mechanical Science and Engineering, 1-2, (2017).
  • [24] Kaygısız, H, Çetinkaya, K. "CNC Freze Eğitim Seti Tasarımı ve Uygulaması". Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi 2(3): 53-71, (2010)
Politeknik Dergisi-Cover
  • ISSN: 1302-0900
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1998
  • Yayıncı: GAZİ ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Investigation of the Shading Effect on the Performance of a grid-connected PV Plant in Samsun/Turkey

Vedat KESKİN, Seyed Hamed Pour Rahmati KHALEJAN, Recep ÇIKLA

Kolofan Katkılı Borlu Bileşiklerle Emprenyenin Doğu Kayını (Fagus orientalis Lipsky) Odununun Yanma Direncine Etkisi

Taner AŞÇI, Hakan KESKİN

Boksit/Deiyonize Su Nanoakışkanının Hazırlanması ve Termofiziksel Özelliklerinin Deneysel Olarak İncelenmesi

Adnan SÖZEN, Duygu Y. AYDIN, Metin GÜRÜ

AZ91 Mg Alaşımı Üzerine Sol-Jel Yöntemi ile Yapılan Ta2O5 Kaplamalarda Daldırma Sayısının Kaplamaların Morfolojisine Etkisi

Canser GÜL, Sevda ALBAYRAK, HANİFİ ÇİNİCİ

Mikro Şebekelerde Güç Kalitesinin İyileştirilmesi için D-STATCOM Tasarımı ve Analizi

Ersan KABALCI, Oğuz TAŞDEMİR

Tarımsal Uygulamalarda Borlu Çeliğin Kullanım Potansiyelinin Tribolojik ve Mekanik Özellikler Bakımından İncelenmesi

Fatih BOZKURT, Fatih Hayati ÇAKIR, Ümit ER

Ağaç Malzemede Renk Açma ve Vernikleme İşleminin Yanmada Yıkılma Süresine Etkisi, Bölüm 1

Ahmet Cihangir YALINKILIÇ, Eyüp AKSOY, Musa ATAR, Hakan KESKİN

XPS Yalıtımlı Dış Duvarların Isıl Performanslarının Deneysel İncelenmesi

Gökhan KAPLAN, HÜSEYİN YILMAZ ARUNTAŞ

Investigation of the Tribological and Mechanical Properties of Boron Steels in Terms of Potential Usage in Agricultural Applications

FATİH BOZKURT, Fatih H. ÇAKIR, Ümit ER

Alüminyum Üretim Teknolojilerindeki Gelişmeler, Çevreye Etkisi ve Uygulama Alanları

Çetin ÇAKANYILDIRIM, Metin GÜRÜ