Dergiler / Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2026 / Cilt: 26 Sayı: 4

Eklemeli İmalatla Üretilen Çok Parçalı Malzemelerin Birbirine Kenetlenen Arayüz Geometrisinde Kullanılan T-Bağlantı Elemanının Optimizasyonu

Optimization of the T-Joint Used in the Interlocking Interface Geometry of Multi-Part Materials Produced by Additive Manufacturing

Özgür Verim(AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ)0000-0002-1575-2630
Mehmet Ali Alkan(MUGLA SITKI KOCMAN UNIVERSITY, ULA ALİ KOÇMAN VOCATIONAL SCHOOL)0000-0002-2494-9144
Sayfa
1003–1012
Yayın Tarihi
2026-08-03
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Ancak, bulgular deneysel çalışmalarla doğrulanmalı ve optimizasyon süreci farklı malzeme kombinasyonlarını da içerecek şekilde genişletilmelidir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Eklemeli imalat (Eİ) alanında, çok bileşenli malzemelerin sökülebilir montajı için çeşitli kilitleme yöntemleri kullanılmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Ansys sonlu elemanlar yazılımı kullanılarak bir çekme testi simüle edilmiş ve numunelerin birbirine kenetlenme arayüzlerindeki von Mises eşdeğer gerilme değerleri incelenmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Ancak, bulgular deneysel çalışmalarla doğrulanmalı ve optimizasyon süreci farklı malzeme kombinasyonlarını da içerecek şekilde genişletilmelidir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Eklemeli İmalat · Birbirine Kenetlenen Geometri · Tepki Yüzeyi Metodolojisi

Özet

Eklemeli imalat (Eİ) alanında, çok bileşenli malzemelerin sökülebilir montajı için çeşitli kilitleme yöntemleri kullanılmaktadır. T bağlantı elemanı yaygın olarak kullanılan bir kilitleme yöntemi olmasına rağmen, bu şekil için uygun geometrik parametreler bilinmemektedir. Bu çalışmada, Eİ ile üretilen çok bileşenli malzemelerin T şeklindeki bağlantı elemanları kullanılarak kilitlenmesi ve bunları oluşturan geometrik parametrelerin optimizasyonu, Tepki Yüzey Metodolojisi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ansys sonlu elemanlar yazılımı kullanılarak bir çekme testi simüle edilmiş ve numunelerin birbirine kenetlenme arayüzlerindeki von Mises eşdeğer gerilme değerleri incelenmiştir. RSM optimizasyonu için beş giriş parametresi ve bir çıkış parametresi, yani maksimum von Mises eşdeğer gerilme değeri belirlenmiştir. RSM optimizasyonundan önce, bir deney tasarımı oluşturulmuş ve Box-Benken deney tasarım yöntemi seçilmiştir. RSM optimizasyon süreci sırasında, maksimum von Mises eşdeğer gerilimi açısından en etkili parametrelerin sırasıyla M1P2, M1A1, M1P1, M1A2 ve M1P3 olduğu bulunmuştur. Bu çalışma, daha etkili ve kararlı geometrik kilitleme mekanizmaları belirlemiştir. Bu çalışma, gelecekteki parametrik bağlantı tiplerinin optimizasyonu için önemli bir temel sağlamaktadır. Ancak, bulgular deneysel çalışmalarla doğrulanmalı ve optimizasyon süreci farklı malzeme kombinasyonlarını da içerecek şekilde genişletilmelidir.

Abstract

In the field of Additive Manufacturing (AM), various interlocking methods are used for the detachable assembly of multi-component materials. Although the T-Joint is a widely used interlocking method, the appropriate geometric parameters for this shape are unknown. In this study, the interlocking of multi-component materials produced by AM using T-shaped connecting elements and the optimization of the geometric parameters that constitute them were performed using Response Surface Methodology. A tensile test was simulated using Ansys finite element software, and the von Mises equivalent stress values at the interlocking interfaces of the specimens were examined. Five input parameters and one output parameter, the maximum von Mises equivalent stress value, were determined for RSM optimization. Prior to RSM optimization, a design of experiment was created, and the Box-Benken experimental design method was selected. During the RSM optimization process, the most effective parameters in terms of maximum von Mises equivalent stress were found to be M1P2, M1A1, M1P1, M1A2, and M1P3, respectively. This study has identified more effective and stable geometric interlocking mechanisms. This work provides an important foundation for the optimization of future parametric connection types. However, the findings should be validated through experimental studies, and the optimization process should be expanded to include different material combinations.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Verim, Ö., Çelik, O. G., Alkan, M. A. (2026). Eklemeli İmalatla Üretilen Çok Parçalı Malzemelerin Birbirine Kenetlenen Arayüz Geometrisinde Kullanılan T-Bağlantı Elemanının Optimizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 26 Sayı: 4, 1003–1012. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1856153

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (27)

  1. Abdulridha, H.H. and Abbas, T.F., 2023. Analysis and Investigation the Effect of the Printing Parameters on the Mechanical and Physical Properties of PLA Parts Fabricated via FDM Printing. Advances in Science and Technology Research Journal, 17(6), 49–62. https://doi.org/10.12913/22998624/173562
  2. Akbulut, E., 2022. 3 eksenli 3 boyutlu yazıcı tasarımı ve uygulaması. Yüksek Lisans Tezi, Erzurum Teknik Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Erzurum, 72.
  3. Altunkaynak, D., Duman, B. and Çetinkaya, K., 2020. 5 Eksen 3b Yazıcı Tasarımı ve Uygulaması. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, 4(2), 124–138. https://doi.org/10.46519/ij3dptdi.746857
  4. Altuntaş, U., 2024. Fracture mechanics-based investigation of bioinspired soft-hard interfaces fabricated by multi-material additive manufacturing. Yüksek Lisans Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 139.
  5. Ay, E., 2019. Plastik malzemeden üretilmiş otomotiv aydınlatma parçalarının modal analizi ve sonlu elemanlar modelinin güncellenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Bursa Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa, 91.
  6. ElHassan, A., Ahmed, W., and Zaneldin, E., 2024. A Comparative Investigation of the Reliability of Biodegradable Components Produced through Additive Manufacturing Technology. Polymers, 16(5), 615. https://doi.org/10.3390/polym16050615
  7. Eser, M.A., 2021. Topology optimization of slider-crank mechanism under dynamic loading. Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 98.
  8. Frascio, M., Zafferani, A., Monti, M. and Avalle, M., 2024. Investigating enhanced interfacial adhesion in multi-material filament 3D printing: a comparative study of t and Mickey Mouse geometries. Progress in additive manufacturing, 9(6), 2113-2122. https://doi.org/10.1007/s40964-024-00570-8
  9. İncesu, R., 2023. FDM tipi 3 boyutlu yazıcı üretim parametrelerinin hibrit biyokompozit malzemelerin karakteristik özelliklerine etkilerinin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, İzmir Bakırçay Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İzmir, 183.
  10. Karabıyık, Ö. and Apak, K., 2021. Eklemeli imalat yöntemiyle PLA malzemesinden üretilen ürünlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi. Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, 13(2), 62–68.
  11. Karagöz, İ., Danış Bekdemir, A. and Tuna, Ö., 2021. 3B Yazıcı Teknolojilerindeki Kullanılan Yöntemler ve Gelişmeler Üzerine Bir Derleme. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 9(4), 1186–1213. https://doi.org/10.29130/dubited.877423
  12. Liu, B., 2024. Cooperative enhancement of multi-material interface strength by mechanical interlocking structures and FDM path planning. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 134(9–10), 4099–4115. https://doi.org/10.1007/s00170-024-14398-7
  13. Memiş, M., 2024. FDM teknolojisinde kullanılan Fe tozu takviyeli kompozit filamentin üretim parametrelerinin, mekanik ve mikroyapı özelliklerinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Aydın Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İstanbul, 55.
  14. Mihalache, A. M., Ermolai, V., Sover, A., Nagîț, G., Boca, M. A., Slătineanu, L. and Rîpanu, M. I., 2022. Tensile behavior of joints of strip ends made of polymeric materials. Polymers, 14(22), 4990. https://doi.org/10.3390/polym14224990
  15. Mustafa, I. and Kwok, T., 2022. Interlacing Infills for Multi-Material Fused Filament Fabrication Using Layered Depth Material Images. Micromachines, 13(5), 773. https://doi.org/10.3390/mi13050773
  16. Özden, O.B. and Gökçe, B., 2023. Sonlu Elemanlar Yöntemi ve Taguchi Metodu Kullanılarak Bir Kara Aracının Parametrik Olarak Optimum Tasarımının Geliştirilmesi. DÜMF Mühendislik Dergisi, 14(2), 305-313 https://doi.org/10.24012/dumf.1203178
  17. Patan, Z.Y., 2019. Karbon fiber takviyeli ABS kompozitlerin FDM 3B yazıcı ile üretimi ve ANSYS ile modellenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Çanakkale, 94.
  18. Pawlak, W., Wıeleba, W. and Wróblewskı, R., 2019. Research Of Trıbologıcal Propertıes Of Polylactıde (Pla) In The 3d Prıntıng Process In Comparıson To The Injectıon Process. Tribologia, 283(1), 25–28. https://doi.org/10.5604/01.3001.0013.1432
  19. Peralta Marino, G., De la Pierre, S., Salvo, M., Díaz Lantada, A. and Ferraris, M., 2022. Modelling, additive layer manufacturing and testing of interlocking structures for joined components. Scientific Reports, 12(1), 2526. https://doi.org/10.1038/s41598-022-06521-z
  20. Ribeiro, M., Sousa Carneiro, O. and Ferreira da Silva, A., 2019. Interface geometries in 3D multi-material prints by fused filament fabrication. Rapid Prototyping Journal, 25(1), 38–46. https://doi.org/10.1108/RPJ-05-2017-0107
  21. Shanmugam, V., 2021. Fatigue behaviour of FDM-3D printed polymers, polymeric composites and architected cellular materials. International Journal of Fatigue, 143, 106007. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2020.106007
  22. Singh, R., 2019. Multi-Material Additive Manufacturing of Sustainable Innovative Materials and Structures. Polymers, 11(1), 62. https://doi.org/10.3390/polym11010062
  23. Sürmen, H.K., 2019. Eklemeli İmalat (3B Baskı): Teknolojiler ve Uygulamalar. Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering, 24(2), 373–392. https://doi.org/10.17482/uumfd.519147
  24. Test Method for Tensile Properties of Plastics 2014. West Conshohocken, PA: ASTM International. https://doi.org/10.1520/D0638-14
  25. Turan, S.R., 2022. Stereolithografi Eklemeli İmalat Yöntemiyle Farklı Doluluk Oranlarında Üretilen Numunelerin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, 6(3), 399–407. https://doi.org/10.46519/ij3dptdi.1138450
  26. Wang, X., 2019. Effect of Porosity on Mechanical Properties of 3D Printed Polymers: Experiments and Micromechanical Modeling Based on X-ray Computed Tomography Analysis. Polymers, 11(7), 1154. https://doi.org/10.3390/polym11071154
  27. Wang, Z., Yin, X. and Wang, L., 2023. An experimental investigation on the tensile properties of PEEK-PEI sandwich structures prepared via fused filament fabrication. High Performance Polymers, 35(3), 276–294. https://doi.org/10.1177/09540083221126623