METAL BINDER JETTING ADDITIVE MANUFACTURING MACHINE DESIGN AND PROTOTYPE MANUFACTURING


Bardakçı Y. S., Kayacan M. C., Gürgen M.

Uluborlu Mesleki Bilimler Dergisi, vol.5, no.1, pp.45-53, 2022 (Peer-Reviewed Journal)

  • Publication Type: Article / Article
  • Volume: 5 Issue: 1
  • Publication Date: 2022
  • Journal Name: Uluborlu Mesleki Bilimler Dergisi
  • Journal Indexes: Index Copernicus, Asos İndeks
  • Page Numbers: pp.45-53
  • Süleyman Demirel University Affiliated: Yes

Abstract

The global technological development has led to new innovations across many different industries, especially the manufacturing industry. One of these innovations is the Additive Manufacturing (AM) technique, which manufactures parts layer by layer and has been the subject of extensive research in recent years. A wide variety of technologies are available through AM for the design and production of components. The binder jetting method is one of these technologies. There are many different studies on this field, from material studies to device manufacturing. A device that uses the binder jetting method to manufacture metallic parts is almost non-existent in our country, and its costs abroad are quite high. Within the scope of this study, considering these problems, an AM device that manufactures with this method was designed and manufactured. The design and prototype of an AM device using the binder jetting technique were manufactured in this study with inspiration from inkjet printers. In this context, firstly, how the inkjet printers can be integrated into the machine was designed, then the machine was designed by considering the manufacturing stages. After that, the basic design of the production table, production envelope, powder spreading system, and machine was completed, and the movements of these systems were programmed using Arduino. Finally, considering the design criteria, the metal binder jettıng AM device was produced.

Teknolojinin ilerlemesi ile tüm dünyada başta imalat sektörü olmak üzere birçok alanda yeni gelişmeler yaşanmaktadır. Bu gelişmeler arasında son yıllarda üzerine birçok araştırmaların yapıldığı katman katman parça imalatı yapan Eklemeli İmalat (Eİ) yöntemi de yer almaktadır. Eİ bu çerçevede parça tasarımı ve imalatı için birçok çeşitli teknolojiler sunar. Bağlayıcı püskürtme yöntemi de bu teknolojilerden biridir. Bu alan üzerinde malzeme çalışmasından cihaz imalatına kadar birçok farklı çalışmalar söz konusudur. Bağlayıcı püskürtme yöntemi ile metal parça imalatı yapan bir cihaz ülkemizde neredeyse bulunmamaktadır ve yurtdışı maliyetleri ise oldukça yüksektir. Bu çalışma kapsamında bu sorunlar göz önüne alınarak bu yöntemle imalat yapan bir Eİ cihazının tasarımı ve imalatı yapıldı. Yapılan bu çalışmada mürekkep püskürtmeli yazıcılardan ilham alınarak bağlayıcı püskürtme yöntemi ile çalışan bir Eİ cihazının tasarımı ve prototip imalatı yapılmıştır. Bu kapsamda ilk olarak mürekkep püskürtmeli yazıcıların sisteme nasıl entegre edilebileceği, sistemin tasarımı ve imalat aşamaları göz önünde bulundurularak tasarlandı. Daha sonrasında imalat tablası, imalat zarfı, toz serme sistemi ve cihazın ana tasarımı gerçekleştirildi ve Arduino programı üzerine yazılan kod ile bu sistemlerin hareketleri sağlandı. Son olarak tasarım kriterleri göz önünde bulundurularak bağlayıcı püskürtmeli metal Eİ cihazının imalatı yapıldı.