3D Printing-Based Machinability Dynamometer: Design, Production, and Testing Process

Delme işlemleri sırasında ortaya çıkan kesme kuvvetleri ve momentlerin doğru bir şekilde ölçülmesi, takım performansının değerlendirilmesi, malzeme işlenebilirliğinin analiz edilmesi ve işlem parametrelerinin optimize edilmesi açısından kritik öneme sahiptir. Bu amaçla, düşük maliyetli 3D baskı teknolojisi kullanılarak özel bir dinamometre cihazı tasarlanmış, üretilmiş ve doğrulanmıştır. Cihazın CAD modeli SolidWorks yazılımında oluşturulmuş, yapısal yeterliliği ANSYS ortamında sonlu elemanlar yöntemi (FEM) ile analiz edilmiştir. Gövde, FFF (Fused Filament Fabrication) yöntemiyle üretilmiş, ölçümler ise eksenel kuvvet (Fz) ve moment (Mz) değerlerini algılayan iki adet S tipi yük hücresi ve Arduino tabanlı bir veri toplama sistemi ile gerçekleştirilmiştir. Üniversal basma-çekme test cihazında yarı-statik koşullarda yapılan doğrulama testleri, cihazın güvenilir ve tekrarlanabilir ölçüm sonuçları verdiğini ve %93 doğruluk oranına ulaştığını göstermiştir. Ayrıca FEM sonuçları, sistemin hedeflenen statik yükleme koşullarının üzerinde de güvenli çalışabildiğini ortaya koymuştur. Bu çalışma, 3D baskının düşük maliyetli ve özelleştirilebilir işlenebilirlik test sistemlerinin geliştirilmesinde etkin bir şekilde kullanılabileceğini ortaya koymaktadır.