SEARCH RESULT

Titanyum (Ti) yüksek mekanik özellikleri, üstün korozyon direnci ve biyouyumlu bir malzeme olmasından dolayı protezlerde, diş implantlarında, yapay eklem ve kalp kapakçıkları gibi birçok medikal uygulamada kullanılan bir malzemedir. Ancak titanyum İnsan kemiğinden daha yüksek elastisite modülüne ve yoğunluğa sahip olduğundan kemik yapısı yerine kullanımı için uygun değildir. Titanyumun medikal uygulamalarda kullanılması amacıyla poroz titanyum yapıları geliştirilmiştir. Poroz titanyum kemik yapısına benzer mekanik özelliklerde, biyouyumlu ve hücre çoğalmasına elverişli olması medikal uygulamalarda kullanılabilecek malzemeler arasına girmektedir. Poroz titanyum geleneksel toz metalürjisi yöntemiyle boşluk oluşturucu kullanılarak üretilebileceği gibi son yıllarda eklemeli üretim yöntemlerinden yapıştırıcı ile katmanlı imalat yöntemi (Binder Jetting) ile üretim çalışmaları yapılmıştır. Binder Jetting yönteminde ana toz malzeme ve bağlayıcı olmak üzere iki malzeme ile üretim gerçekleşir. Bu malzemelerden bağlayıcı tozları bir arada tutmak ve poroz yapı elde etmek için kullanılmaktadır. Bu yöntemde katman kalınlığı, bağlayıcı yoğunluğu ve miktarı, toz partikül boyutu, toz akış hızı gibi birçok üretim parametresi bulunmaktadır. Bu çalışmada Binder Jetting yazıcıda titanyum toz malzemesi ile istenilen poroz yapılı parçaların üretimi için üretim parametreleri optimize etmek ve test numuneleri üretmeye çalışılmıştır. Üretim çalışmaları için %99,5 saflıkta titanyum ve bağlayıcı olarak %80 hacim su, %10 dietilen glikol ve %10 izopropil karışımı kullanılmıştır. Yapılan çalışmada 200, 150, 125, 100,80 ve 60 µm gibi farklı katman kalınlıklarında, bağlayıcı miktarlarında (%40,30,20) ve bağlayıcı sıcaklığında (30, 40) üretim denemeleri yaparak optimum üretim parametreleri elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara bakıldığında titanyum tozları için titanyum tozları için üretim parametreleri katman kalınlığı 80µm, bağlayıcı miktarı %20 ve bağlayıcı sıcaklığı 30 °C olarak optimize edilmiştir.Titanium (Ti) is a material used in many medical applications such as prostheses, dental implants, artificial joints and heart valves due to its high mechanical properties, superior corrosion resistance and biocompatible material. However, titanium is not suitable for use instead of bone structure because it has a higher elastic modulus and density than human bone. In order to use titanium in medical applications, porous titanium structures have been developed. Since porous titanium has similar mechanical properties, biocompatible and cell proliferation like bone porous titanium is suitable for use in medical applications. Porous titanium can be produced by using the traditional powder metallurgy method. In recent years, new studies were carried out with additive manufacturing method (Binder Jetting). In Binder Jetting method, two materials are used such as main powder material and binder. Binder is used to keep the powders together and to obtain porous structure. In this method, there are many production parameters such as layer thickness, binder saturation and binder amount, powder particle size and powder flow rate.In this study, the production parameters of porous titanium parts are optimized and test samples are produced with Binder Jetting Technique. For printing parts, 99.5% purity titanium powder and 80% water, 10% diethylene glycol and 10% isopropyl mixture were used as binder. In this study, the optimum production parameters were obtained by making production experiments at different layer thicknesses such as 200, 150, 125, 100, 80 and 60 µm, binding amounts (40,30,20%) and binding temperature (30, 40). According to the results, the optimized production parameters for titanium powders were 80 µm layer thickness, the 20% binder and 30 ° C binder temperature.

International Congress on 3D Printing (Additive Manufacturing) Technologies and Digital Industry
3D-PTC2019

Osman İYİBİLGİN Engin GEPEK

Bu çalışmada, FDM tipi (Fused Deposition Modeling) 3D yazıcılarla üretilen kirişlerin, içyapı geometrilerinin (Kare, dikdörtgen, üçgen, daire, bal peteği, vb.) doğal frekans ve sönüm oranı gibi titreşim parametrelerine etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Bu amaç için, yedi farklı iç geometrik üretim formuna sahip kirişlerin CAD modelleri 3D yazılıp programı kullanılarak bilgisayar ortamında hazırlanmıştır. Bu CAD modelleri kullanılarak aynı üretim koşulları altında eşdeğer formda kiriş modelleri FDM tipi 3D yazıcı ile üretilmiştir. Kiriş modellerinin üretiminden sonra, modal titreşim testi aparatları kullanılarak, serbest-serbest sınır koşulları altında numunelerin deneysel modal test ve analizleri gerçekleştirilmiştir. Frekans cevabı metodu kullanılarak, her bir numunenin doğal frekans ve sönüm oranları hesaplanarak birbirleriyle kıyaslanmıştır. Analizler sonucunda, kiriş örneklerinin titreşim özelliklerinde önemli değişiklikler olduğu gözlenmiştir. Beklendiği gibi içyapısı tamamen dolu olan kiriş numunesinin rijitliği diğer numunelerden daha fazladır. İç geometrik yapının etkisi, yüksek frekanslarda daha belirgin hale gelmektedir. Sönüm karakteristiği açısından en uygun iç geometrik yapıya sahip kiriş formu bal peteği formudur.The effects of the internal pattern (Square, rectangle, triangle, circle, honeypot, etc.) of beams produced with FDM-type (Fused Deposition Modeling) three-dimensional printers are investigated experimentally on beam vibration characteristics such as natural frequency, damping ratio. For this purpose, CAD models for various seven types of beam with different internal forms have been prepared with 3D software in computer environmental. Then the equivalent beam samples were produced with a FDM-type 3D printer under the same manufacturing conditions. After that, experimental modal testing and analysis of the samples for free-free boundary conditions were carried out using modal vibration test setup. With the frequency response method, the natural frequencies and damping ratios of each beam sample were determined and compared with each another. As a result of the analysis, significant changes on vibration properties of beam samples was observed. As expected, the stiffness of the full-filled beam sample is highest than the others. Importance of pattern structure is more effective at vibration of high frequencies. The most suitable internal structure in terms of damping was found to be honeycomb pattern.

International Congress on 3D Printing (Additive Manufacturing) Technologies and Digital Industry
3D-PTC2019

Hüseyin DAL Osman İYİBİLGİN Engin GEPEK

Hızlı prototip üretimi için geliştirilmiş olan Eklemeli Üretim (EÜ) seramik, metal, polimer veya kompozit malzemelerin katmanlar halinde üst üste eklenerek üretim yapılması anlamına gelmektedir. EÜ yöntemlerinden biri olan Yapıştırıcı ile Katmanlı İmalat (Binder Jetting) ile polimer, seramik, metal ve kompozit gibi toz halindeki hemen hemen her malzeme ile üretim yapılabilmektedir. Toz partikülleri bağlayıcı ile bir arada tutulduğu için ucuz, hızlı ve kolay olduğu gibi bağlayıcı rengini değiştirerek farklı renkte parçalar üretilebilmektedir. Ancak parçalar sadece bağlayıcı ile bir arada tutulduğu için mukavemetleri düşüktür. Daha yüksek mukavemetli parçalar için üretim sonrası ısıl işlem gerekmektedir. Yapıştırıcı ile Katmanlı imalat yönteminde toz malzeme bir rulo-merdane kullanarak üretim platformuna homojen yayılır. Daha sonra toz malzeme üzerinde belirli yerlere mürekkepli yazıcı gibi bağlayıcı püskürtülür ve üretim platformu katman kalınlığı kadar indirilerek diğer katmanın üretimi başlar. Bu işlem üretim tamamlanıncaya kadar devam eder. Bu çalışmada Yapıştırıcı Katmanlı İmalat Yönteminde seramik (Hidroksiapatit, HA) ve polimer (Polivinil Alkol, PVA) için üretim parametreleri optimize edilmiştir. Temel toz malzeme olarak %99 saflıkta Hidroksiapatit ve PVA kullanılmıştır. Bağlayıcı olarak%80 hacim su %10 dietilen glikol %10 izopropil karışımı kullanılmıştır. HA üretim parametrelerini optimize etmek için 200, 150, 125, 100 ve 80 µm kalınlığında katman kalınlığında, bağlayıcı miktarı 1 ve 2 kat püskürtme) ve bağlayıcı sıcaklığı 30, 45 °C üretim denemeleri yapılmıştır. PVA üretim parametreleri için 250, 225 ve 200 µm katman kalınlığında, 40 °C bağlayıcı sıcaklığında üretim denemeleri yapılmıştır. Sonuç olarak HA için üretim parametreleri katman kalınlığı 100 µm, bağlayıcı sıcaklığı 45 °C ve bağlayıcı miktarı 1 kat püskürtme olarak ayarlandığında veya 125 µm katman kalınlığında, 30 °C bağlayıcı sıcaklığında ve 2 kat bağlayıcı olarak ayarlandığında uygun parçalar elde edilmiştir. PVA için üretim parametreleri katman kalınlığı 200 ile 250 µm aralığında, bağlayıcı sıcaklığı 40 °C ve bağlayıcı miktarı 1 kat püskürtme olarak ayarlandığında uygun parçalar elde edilmiştir. Yazıcıda üretilen parçalara mukavemet kazandırmak için HA 950 °C’de atmosfer kontrollü fırında 2 saat, PVA 65 °C’de atmosfer kontrollü fırında 2 saat bekletilmiştir. Bu ısıl işlem sonucunda kırılgan yapıdaki parçaların mukavemeti artmıştır.Additive Manufacturing (EU), which is developed for rapid prototype production, means the production of ceramic, metal, polymer or composite materials by superimposing layers in layers. With Binder Jetting, which is one of the additive production methods, it can be produced with almost all materials such as polymer, ceramic, metal and composite. Since the dust particles are kept together with the binder, different color parts can be produced by changing the binder color as cheap, fast and easy. However, the parts are only held together with the binder, so their strength is low. Post- production heat treatment is required for higher strength parts. In Binder Jetting process, the powder material is spread homogenously to the production platform using a roll-roll. Then the binding liquid is sprayed to specific places on the powder material and the production platform is lowered by the layer thickness and the production of the other layer begins. This process continues until printing is completed. In this study, the production parameters for ceramic (Hydroxyapatite, HA) and polymer (Polyvinyl Alcohol, PVA) are optimized in the Binder Jetting Manufacturing Method. 99% purity Hydroxyapatite and PVA were used as powder material. 80% water 10% diethylene glycol 10% isopropyl mixture was used as binder. Production experiments were carried out at 200, 150, 125, 100 and 80 µm thick layer thickness, different amount of binder and temperature (30, 45 °C) to optimize HA production parameters. For PVA production parameters, production experiments were carried out at a layer thickness of 250, 225 and 200 µm and a binding temperature of 40 °C. As a result, the production parameters for the HA were obtained when the layer thickness was set to 100 µm, the binding temperature was 45 °C and the amount of the binder was set to 1-fold spraying or the layer thickness of 125 µm, the binding temperature was set at 30 °C and the amount of the binder was 2-fold binder. In order to give strength to the parts produced in the printer, HA was kept in atmospheric furnace at 950 °C for 2 hours, PVA was kept at 65 °C for 2 hours in atmosphere furnace.

International Congress on 3D Printing (Additive Manufacturing) Technologies and Digital Industry
3D-PTC2019

Osman İYİBİLGİN Engin GEPEK