Additive manufacturing of cranial implants: Experimental evaluation and machine learning prediction of mechanical and dimensional performance

Yükleniyor...
Küçük Resim

Tarih

Dergi Başlığı

Dergi ISSN

Cilt Başlığı

Yayıncı

John Wiley & Sons Inc.

Erişim Hakkı

info:eu-repo/semantics/openAccess

Araştırma projeleri

Organizasyon Birimleri

Öğe Türü: Organizasyon Birimi ,
Mühendislik Mimarlık ve Tasarım Fakültesi, Elektrik - Elektronik Mühendisliği Bölümü
Bartın Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 2008 yılında kurulmuştur. Şu anda eğitime Mühendislik, Mimarlık ve Tasarım Fakültesi altında devam edilmektedir. Bölümde, Devreler ve Sistemler, Elektromanyetik Alanlar ve Mikrodalga Teorisi, Elektrik Makinaları, Elektrik Tesisleri, Elektronik, Haberleşme ve Kontrol ve Kumanda Sistemleri olmak üzere 7 Anabilim Dalı bulunmaktadır.

Dergi sayısı

Özet

This study investigates the additive manufacturing (AM) of defect-specific cranial implants produced by fused deposition modeling (FDM) using three different polymeric materials, namely polylactic acid (PLA), polyamide (PA), and polyether ether ketone (PEEK). The primary objective is to evaluate the effects of key printing parameters on the dimensional accuracy and mechanical performance of the fabricated implants as well as to develop machine learning (ML) models to predict the main output responses. For this purpose, material type (MT), printing speed (PS), infill density (ID), layer height (LH), and build orientation (BO) were selected as input parameters and organized according to an L27 Taguchi experimental design. The fabricated implants were evaluated in terms of maximum length, thickness, maximum compressive load, and impact resistance. Analysis of variance revealed that MT, ID, LH, and BO affected maximum compressive load, whereas PS was not significant for this response within the investigated range. Gaussian process regression (GPR), support vector regression (SVR), and decision tree regression (DTR) models were used to predict the mechanical responses of the implants. Among them, GPR showed the highest predictive accuracy, achieving (Formula presented.) for compressive load and (Formula presented.) for impact resistance.

Açıklama

Anahtar Kelimeler

Additive manufacturing, Cranial implants, Dimensional accuracy, Fused deposition modeling, Machine learning, Process parameter optimization, Eklemeli üretim, Kafatası implantları, Boyutsal doğruluk, Eritilmiş biriktirme modelleme, Makine öğrenimi, Süreç parametre optimizasyonu

Kaynak

Journal of Applied Polymer Science

WoS Q Değeri

Scopus Q Değeri

Cilt

Sayı

Künye

Y. A. Yıldırım, B. Yıldırım, O. Ülkir, and M. Kuncan, “ Additive Manufacturing of Cranial Implants: Experimental Evaluation and Machine Learning Prediction of Mechanical and Dimensional Performance,” Journal of Applied Polymer Science (2026): e71356, https://doi.org/10.1002/app.71356.

Onay

İnceleme

Ekleyen

Referans Veren