Robotik tel ark eklemeli imalat yönteminde parametrik modelleme yaklaşımıyla takım yolu geliştirilmesi
Tool paths development with parametric modeling approach in robotic wire arc additive manufacturing method
- Tez No: 984630
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZHAN YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tel ark eklemeli imalat (WAAM), kaynak teknolojilerine dayalı olarak metal parçaların katmanlı biçimde üretilmesini sağlayan bir üretim yöntemidir. WAAM süreci; üç boyutlu (3B) dijital bir modelin oluşturulması, bu modelin üretime uygun bir şekilde katmanlara ayrılması, her katman için takım yollarının oluşturulması, üretim sürecinin simüle edilmesi, takım yollarının makine diline dönüştürülmesi ve fiziksel üretimin gerçekleştirilmesi gibi çok aşamalı bir iş akışını içermektedir. Bu süreçte farklı yazılım araçlarının kullanılması, veri aktarımında uyumsuzlukların ortaya çıkmasına, bilgi kayıplarının yaşanmasına, yazılımlar arası entegrasyon sorunlarına ve lisans maliyetlerinin artmasına neden olmakta; bu da sürecin bütüncül yönetimini ve operasyonel esnekliğini sınırlamaktadır. Bu çalışmada, WAAM süreçlerini uçtan uca entegre şekilde yürütebilen parametrik bir modelleme altyapısı geliştirilmiştir. Grasshopper ortamında geliştirilen bu entegre yapı; dilimleme algoritması, takım yolu planlama stratejileri, robotik üretimin programlanması ve oluşturulan takım yolunun, geliştirilen son işlemci betiği aracılığıyla makine koduna dönüştürülmesi süreçlerini kapsamaktadır. Ayrıca üretim öncesi doğrulama amacıyla malzeme birikimini temsil eden hacimsel birikim simülasyonu da geliştirilmiştir. Geliştirilen algoritmalar, iki farklı 3B model üzerinde dijital ortamda test edilmiş; bu modellerden birisi fiziksel olarak üretilerek algoritmaların işlevselliği deneysel olarak doğrulanmıştır. Üretilen parçanın dış yüzeyleri, temassız 3B tarama yöntemi ile dijitalleştirilmiş, ardından tasarım ve simülasyon modelleri ile karşılaştırılarak yüzey deformasyonları analiz edilmiştir. Analiz sonuçlarına göre, üretilen parçanın %94,83'lük kısmı tasarım modeliyle, %97,65'lik kısmı ise simülasyon modeliyle ±1 mm tolerans aralığında örtüştüğü belirlenmiştir. Ayrıca, dijital radyografi yöntemiyle parçanın iç yapısı ve katmanlar arası birleşme kalitesi incelenmiştir. Gerçekleştirilen analizler ve incelemeler, geliştirilen parametrik modelleme altyapısının WAAM süreçlerinde etkin ve entegre bir üretim yaklaşımı sunduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) is a manufacturing method that enables the layer-by-layer production of metal components based on arc welding technologies. The WAAM workflow involves several interconnected steps, beginning with the creation of a three-dimensional (3D) model, slicing it into distinct layers, generating a toolpath, simulating the production process, converting the toolpath into machine-readable instructions, and concluding with the actual manufacturing. While various software applications are available to execute specific steps within this workflow, the use of separate tools often leads to incompatibilities in data transfer, loss of information, integration challenges among software platforms, and increased licensing costs. In this study, a parametric modeling framework has been developed to facilitate the end-to-end integration of WAAM processes. The integrated framework, developed in the Grasshopper, encompasses a slicing algorithm, toolpath planning strategies, robotic manufacturing programming, and the conversion of the generated toolpath into machine code through the developed post-processor script. Furthermore, a material deposition simulation has been implemented to enable pre-manufacturing verification of the deposition geometry. The developed algorithms were digitally tested on two distinct 3D models, one of which was fabricated to experimentally validate the functionality of the developed framework. The outer surfaces of the produced component were digitized using a non-contact 3D scanning technique, and surface deformation analyses were conducted by comparing the scanned data with both the original design model and the simulated deposition model. According to the analysis results, 94,83% of the manufactured part's surface was found to be within a ±1 mm tolerance range compared to the design model, while 97,65% overlapped within the same tolerance range when compared to the simulation model. In addition, the internal structure and interlayer bonding quality of the fabricated component were assessed using digital radiography. The comprehensive evaluations and analyses confirm that the developed parametric modeling infrastructure offers an effective and fully integrated approach for WAAM process planning and execution.
Benzer Tezler
- Tel ark eklemeli imalat yönteminde proses parametrelerinin etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of process parameters in wire arc additive manufacturing method
MEHMET NURİ ERTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mekatronik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CELALETTİN YÜCE
- Robotik tel ark eklemeli imalat yöntemi ve yüksek sıcaklık malzemesi (Inconel 625) ile türbin kanat üretimi
Turbine blade production with high temperature material (Inconel 625) by robotic wire arc additive manufacturing
SABRİ MERT SÖĞÜTLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Gedik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KOÇAK
DR. ÖĞR. ÜYESİ OZAN ÇOBAN
- Robotik tel ark eklemeli imalat yöntemi ile östenitik paslanmaz çelik ve sert dolgu kaynak teli kullanılarak üretilen bimetal parçanın karakterizasyonu
Characterization of the bimetallic part produced using austenitic stainless steel hard facing welding wires by robotic wire arc additive manufacturing
DENİZ EYLÜL AKPINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Gedik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAVAŞ DİLİBAL
DR. ÖĞR. ÜYESİ UĞUR GÜROL
- Verification study of wire arc additive manufacturing of titanium alloy TI6AL4V
Titanyum alaşımı TI6AL4V'nin tel ark eklemeli imalatının doğrulama çalışması
GANİ MELİK ÖNDER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- ER110 metal özlü tel kullanılarak waam parçaları ile zırh çeliği plakaları arasındaki benzer ve benzer olmayan kaynak birleşimlerinin incelenmesi
Investigation on the similar and dissimilar weld joints between waam parts and armour steel plate using er110 metal cored wire
FATİH KAYMAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mühendislik Bilimleriİstanbul Gedik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞUR GÜROL
DR. ÖĞR. ÜYESİ OZAN ÇOBAN