Dergiler / Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2026 / Cilt: 26 Sayı: 1

Yüksek Mekanik Özellikler ve Boyutsal Doğruluk Temelli Yaklaşımın Eklemeli İmalat Yönteminde Taguchi Metodu ile Optimizasyonu

Optimization of High Mechanical Properties and Dimensional Accuracy Based Approach with Taguchi Method in Additive Manufacturing

Firuze Nur Yanar(KIRIKKALE ÜNİVERSİTESİ)0009-0009-4885-9678
Yunus Kartal(Kırıkkale Üniversitesi)0000-0002-5102-7655
Sayfa
190–199
Yayın Tarihi
2026-01-19
🏛️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)

Elde edilen bulgulara göre çekme dayanımı üzerinde en etkili parametrenin %71.17 etki oranı ile katman kalınlığı olduğu belirlenmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada polilaktik asit (PLA) malzemenin eklemeli imalat ile nesnelere dönüştürülmesinde üretim parametrelerinin etkisi Taguchi L9 prensibine göre optimize edilmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Elde edilen bulgulara göre çekme dayanımı üzerinde en etkili parametrenin %71.17 etki oranı ile katman kalınlığı olduğu belirlenmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Darbe dayanımı numunesinin boyutsal doğruluğunu etkileyen en önemli parametrenin katman kalınlığı olduğu ve analizin güvenilirliğinin %88.09 olduğu belirlenmiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Biyo-çözünür polimer · Optimizasyon · Boyutsal kararlılık

Özet

Bu çalışmada polilaktik asit (PLA) malzemenin eklemeli imalat ile nesnelere dönüştürülmesinde üretim parametrelerinin etkisi Taguchi L9 prensibine göre optimize edilmiştir. Çalışmada nesnelerin mekanik ve boyutsal doğruluk özellikleri incelenmiştir. Elde edilen bulgulara göre çekme dayanımı üzerinde en etkili parametrenin %71.17 etki oranı ile katman kalınlığı olduğu belirlenmiştir. Numunelerde ölçülen en yüksek çekme dayanımı 64.45 MPa’dır. Numunelerin yüzey sertlik özelliği üzerinde en etkili parametrenin katman kalınlığı olduğu belirlenmiştir ve analizin güvenilirlik oranı %97.46’dır. Ayrıca darbe dayanımı özelliğinde, en etkili parametrenin yazdırma hızı olduğu ve analizin güvenilirlik oranının %82.19 düzeyinde olduğu tespit edilmiştir. Darbe dayanımı testlerinde ölçülen en yüksek değerin 12.56 J olduğu tespit edilmiştir. Yüzey kalitesinin belirlenmesinde önemli verilerden biri olan yüzey pürüzlülüğünün tespit edilmesi amacıyla gerçekleştirilen yüzey pürüzlülüğü analizinde ölçülen en düşük yüzey pürüzlülük değeri 4.51 µm’dir. Ayrıca yüzey pürüzlülük değerinde en etkili parametrenin %81.19 etki oranı ile katman kalınlığı olduğu ve bu özelliği sırasıyla %6.20 etki oranı ile nozul sıcaklığının ve %2.19 etki oranı ile yazdırma hızının takip ettiği belirlenmiştir. Çekme numunesinin çekilen bölgesinin ve tokluk numunesinin çentik kısmının boyutsal doğruluğu üzerinde gerçekleştirilen incelemelerde, çekme numunesinin boyutsal doğruluğu üzerinde en etkili parametrenin % 59.16 değeri ile katman kalınlığı olduğu ve analizin güvenilirlik oranının %95.22 olduğu tespit edilmiştir. Darbe dayanımı numunesinin boyutsal doğruluğunu etkileyen en önemli parametrenin katman kalınlığı olduğu ve analizin güvenilirliğinin %88.09 olduğu belirlenmiştir.

Abstract

In this study, the effect of production parameters on the production of polylactic acid (PLA) material into objects by additive manufacturing was optimized by Taguchi L9 method. The mechanical and dimensional accuracy properties of the objects were analyzed. According to the findings, it was determined that the most effective parameter on tensile strength was layer thickness with an effect ratio of 71.17%. The highest tensile strength measured in the samples is 64.45 MPa. The most effective parameter on the surface hardness of the samples was determined to be the layer thickness and the reliability rate of the analysis was 97.46%. It was also determined that the most effective parameter on the impact strength property was the printing speed and the reliability rate of the analysis was 82.19%. The highest value measured in impact strength tests was 12.56 J. The lowest surface roughness value measured in the surface roughness analysis performed to determine the surface roughness, which is one of the important data in determining the surface quality, is 4.51 µm. It was also determined that the most effective parameter in the surface roughness value was layer thickness with an effect ratio of 81.19%, followed by nozzle temperature with an effect ratio of 6.20% and printing speed with an effect ratio of 2.19%. In the investigations carried out on the dimensional accuracy of the tensile specimen's drawn region and the notch part of the toughness specimen, it was determined that the most effective parameter on the dimensional accuracy of the tensile specimen was the layer thickness with a value of 59.16% and the reliability rate of the analysis was 95.22%. It was determined that the most important parameter affecting the dimensional accuracy of the impact strength specimen was the layer thickness and the reliability of the analysis was 88.09%.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Yanar, F. N., Kartal, Y. (2026). Yüksek Mekanik Özellikler ve Boyutsal Doğruluk Temelli Yaklaşımın Eklemeli İmalat Yönteminde Taguchi Metodu ile Optimizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 26 Sayı: 1, 190–199. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1708300

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (24)

  1. Alex, Y., Divakaran, N. C., Pattanayak, I., Lakshyajit, B., Ajay, P. V., & Mohanty, S., (2025). Comprehensive study of PLA material extrusion 3D printing optimization and its comparison with PLA injection molding through life cycle assessment. Sustainable Materials and Technologies, 43, e01222. https://doi.org/10.1016/j.susmat.2024.e01222
  2. Can, E. S., Ayhan, E., Yurdakul, M., İç, Y. T. (2024). FDM yöntemi ile üretilen eklemeli imalat parçaları için delik delme işlem parametrelerinin optimizasyonu. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 40,1,11-28. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1363157
  3. Çantı, Bekir & Aydin, Mustafa & Yıldırım, Ferhat & Günay, Meltem & Kaya, Bünyamin. (2017). Investigation of the FDM process performance at different printing parameters.
  4. Darnal, A., Shahid, Z., Deshpande, H., Kim, J., & Muliana, A., (2023). Tuning mechanical properties of 3D printed composites with PLA:TPU programmable filaments. Composite Structures, 318, 117075. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2023.117075
  5. El Magri, A., Ouassil, S., & Vaudreuil, S., (2022). Effects of printing parameters on the tensile behavior of 3D ‐printed acrylonitrile styrene acrylate (asa) material in Z direction. Polymer Engineering & Science, 62,3, 848-860. https://doi.org/10.1002/pen.25891
  6. Ferreira, C. M., Vicente, C. M. S., Sardinha, M., Leite, M., & Reis, L., (2021). Characterization of 3D printed ABS specimens under static and cyclic torsional loadings. Procedia Structural Integrity, 34, 205-210. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2021.12.030
  7. Golubovic, Z., Bojovic, B., Petrov, L., Sedmak, A., Milovanović, A., Mišković, Ž., & Milošević, M., (2024). Comparative analysis of ABS materials mechanical properties. Procedia Structural Integrity, 56, 153-159. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2024.02.050
  8. Hamidi, M. N., Abdullah, J., Mahmud, A. S., Hassan, M. H., & Zainoddin, A. Y., (2025). Influence of thermoplastic polyurethane (Tpu) and printing parameters on the thermal and mechanical performance of polylactic acid (Pla) / thermoplastic polyurethane (Tpu) polymer. Polymer Testing, 143, 108697. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2025.108697
  9. Hsueh, M.-H., Lai, C.-J., Wang, S.-H., Zeng, Y.-S., Hsieh, C.-H., Pan, C.-Y., & Huang, W.-C., (2021). Effect of Printing Parameters on the Thermal and Mechanical Properties of 3D-Printed PLA and PETG, Using Fused Deposition Modeling. Polymers, 13, 11, 1758. https://doi.org/10.3390/polym13111758
  10. Jain, Rajat & Nauriyal, Shivansh & Gupta, Vishal & Khas, Kanwaljit. (2020). Effects of Process Parameters on Surface Roughness, Dimensional Accuracy and Printing Time in 3D Printing, In: Pandey, P.M., Kumar, P., Sharma, V. (eds) Advances in Production and Industrial Engineering. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-15-5519-0_15
  11. Lieneke, T., Denzer, V., Adam, G. A. O., & Zimmer, D., (2016). Dimensional tolerances for additive manufacturing: Experimental investigation for fused deposition modeling. Procedia CIRP, 43, 286-291. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.02.361
  12. Mohammadizadeh, M., (2021). Tensile Performance of 3D-Printed Continuous Fiber-Reinforced Nylon Composites. Journal of Manufacturing and Materials Processing. 5. 68. https://doi.org/10.3390/jmmp5030068
  13. Ngo, T. D., Kashani, A., Imbalzano, G., Nguyen, K. T. Q., & Hui, D. (2018). Additive manufacturing (3D printing): A review of materials, methods, applications and challenges. Composites Part B: Engineering, 143, 172-196. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.02.012
  14. Raam Kumar, S., Sridhar, S., Venkatraman, R., & Venkatesan, M., (2021). Polymer additive manufacturing of ASA structure: Influence of printing parameters on mechanical properties. Materials Today: Proceedings, 39, 1316-1319. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.04.500
  15. Rahmatabadi, D., Ghasemi, I., Baniassadi, M., Abrinia, K., & Baghani, M., (2022). 3D printing of PLA-TPU with different component ratios: Fracture toughness, mechanical properties, and morphology. Journal of Materials Research and Technology, 21, 3970-3981. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.11.024
  16. Saenz, F., Otarola, C., Valladares, K., & Rojas, J., (2021). Influence of 3D printing settings on mechanical properties of ABS at room temperature and 77 K. Additive Manufacturing, 39, 101841. https://doi.org/10.1016/j.addma.2021.101841
  17. Sánchez, D. M., de la Mata, M., Delgado, F. J., Casal, V., & Molina, S. I., (2020). Development of carbon fiber acrylonitrile styrene acrylate composite for large format additive manufacturing. Materials & Design, 191,108577. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108577
  18. Sharma, K., Kumar, K., Singh, R. K., Rawat, M. S., (2021). Optimization of FDM 3D printing process parameters using Taguchi technique, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1168, 012022. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1168/1/012022
  19. Shubham, Pritish & Sikidar, Arnab & Chand, Teg. (2016). The Influence of Layer Thickness on Mechanical Properties of the 3D Printed ABS Polymer by Fused Deposition Modeling. Key Engineering Materials. 706. 63-67. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.706.63
  20. S v, L. S., A, K., & C, D., (2024). Evaluation of mechanical properties of 3D printed PETG and Polyamide (6) polymers. Chemical Physics Impact, 8, 100491. https://doi.org/10.1016/j.chphi.2024.100491
  21. Talati-Ahmad, M., Dezianian, S., Azadi, M., & Ghoddosian, A. (2024). Metamaterial structure impacts on stress and bending fatigue lifetime of additive-manufactured 3D-printed PLA specimens. Journal of Engineering Research. https://doi.org/10.1016/j.jer.2024.12.011
  22. Tunçel, O., & Bayraklılar, M. S., (2024). The application of the Taguchi method for optimizing the compression strength of PLA samples produced using. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 27,1, 133-140. https://doi.org/10.17780/ksujes.1365534
  23. Wang, A., Guo, J., Shao, C., & Chen, C., (2024). Flexible thermoplastic polyurethane composites with ultraviolet resistance for fused deposition modeling 3d printing. 3D Printing and Additive Manufacturing, 11, 5, e1810-e1818. https://doi.org/10.1089/3dp.2023.0111
  24. Wang, X., Huang, L., Li, Y., Wang, Y., Lu, X., Wei, Z., Mo, Q., Zhang, S., Sheng, Y., Huang, C., Zhao, H., & Liu, Y., (2024). Research progress in polylactic acid processing for 3D printing. Journal of Manufacturing Processes, 112, 161-178. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2024.01.038