Material and topological studies for expanding the use of 3D printed parts in automotive - Köse Moran, Mehtap (My University, 2023)
Bu çalışma konusu, otomotiv sektörünün yıllar içerisinde üretim adetlerinde artış ve özellikle Üretim Sonu ile Teslimat Sonu süreçlerindeki parça tedarik yöntemlerinde uygulanması gereken inovayif süreçleri konu almıştır. Çalışmanın en büyük motivasyonu 2020 yılında kabul gören “Yeşil Mutabakat” anlaşmasına göre 2030 yılına kadar en az 55% karbon yayılımını azaltmak ve 2050 yılına kadar da karbon sıfır hedefini yakalamak için otomotiv endüstrisinin dönüşüm içinde olması olmuştur. Bu bağlamda, 3D printer teknolojisi öncelikli yedek parça ihtiyaçlarının karşılanması, yedek parça tedariği süreçlerinin çoklu adımlar yerine tekil sistemlerle dönüştürülmesi, son kullanıcı ihtiyaçlarının en kısa sürede karşılanması için modern üretim teknolojilerinden faydalanılması olmuştur. 3D printer teknolojisinde en çok tercih edilen Erimiş Biriktirme Modelleme yönteminin yine en çok tercih edilen Polilaktik Asit (PLA) ve Akrilonitril Bütadien Stiren (ABS) malzemelerinin kullanımı tercih edilmiştir. Ayrıca malzemenin mekanik özelliklerinde büyük öneme sahip olan kafes yapılarının Zigzag (kübik), balpeteği ve hegzagonal modelleri kullanılarak çekme testi için ISO 527-2-1B, eğme testi için ISO 178 standartlarına uygun her kafes yapısında ve her malzeme grubunda sınıflandırılmış 10’ar adet çekme testi ve 5’er adet eğme test numune üretimleri yapılmıştır. Baskı Zortrax M200 makinesinde, malzemeler ise yine makina ile uyumlu Z-ABS ve Z-PLA olarak tercih edilmiştir. Ürünler standartlara uygun üretilmiş ve standartlara göre test edilmiştir. Çekme ve eğme mukavemetleri değerlerine göre gerinme-gerilme dayanımları ölçülmüştür ve ölçümler enjeksiyon üretim yöntemi kullanılarak üretilmiş PP+MF20% (%20 mineral dolgulu polipropilen) malzemenin mekanik özellikleri referans alınarak karşılaştırılması yapılmıştır. Çalışma için ayrıca 100 katılımcının bulunduğu 12 soruluk bir anket yapılmıştır. Katılımcıların yaklaşık %50’si otomotiv sektöründendir ve anket sonucu son kullanıcıların otomotivde üç boyutlu baskı teknolojisine olan bakış açısı gözlemlenmek istenmiştir.

The subject of this study is the increase in the production numbers of the automotive industry over the years and the innovative processes that should be applied in the parts supply methods especially in the End of Production and End of Delivery processes. The biggest motivation of the study has been the transformation of the automotive industry in order to reduce at least 55% carbon emissions by 2030 and to reach the carbon zero target by 2050, according to the Green Deal approved in 2020. In this context, 3D printing technology has been the priority of meeting the spare parts needs, transforming the spare part supply processes with single systems instead of multiple steps, meeting the end user needs as soon as possible, supplying the demanded needs and making use of modern production technologies for this. Polylactic Acid (PLA) and Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) materials, which are the most preferred Fused Deposition Modeling (FDM) method in 3D printing technology. In addition, zigzag (cubic), honeycomb and hexagonal models of the lattice structures, which are more important in the mechanical properties of the material. This material applied tensile testing in accordance with ISO 527-2-1B standards, and for flexural testing in accordance with ISO 178 standards. 10 tensile samples classified in each lattice structure and 5 flexural test samples were produced each material group. The printing was on the Zortrax M200 machine, and the materials were chosen as Z-ABS and Z-PLA. The products produced in accordance with the standards have been subjected to tests according to the standards. The tensile strengths were measured according to the tensile and flexural strength values, and the measurements were compared with reference to the mechanical properties of PP+MF20% (20% mineral filled polypropylene) material produced using the injection molding production method. For the study, 12-question survey with 100 participants was also conducted. Approximately 50% of the participants are from the automotive industry and as a result of the survey, it was desired to observe the perspective of end users on 3D printing technology in automotive.
Otomotivde 3D basılı parça kullanımını genişletmek için malzeme ve topolojik çalışmalar
Keywords: 3 boyutlu baskı; Automobiles; Çevresel yönleri; Design and construction; Endüstriyel tasarım; Environmental aspects; Erimiş biriktirme modelleme; Fused deposition modelling; Industrial design; Kafes yapısı 3D printing; Lattice structure; Malzemeler; Materials; Otomobiller; Tasarım ve yapım; Three-dimensional display systems; Üç boyutlu görüntü sistemleri