Mechanical strength of 3D printed objects: Experimental and numerical investigation
3 boyutlu yazıcılarda üretilmiş nesnelerin mekanik dayanımı: Deneysel ve numerik inceleme
- Tez No: 474908
- Danışmanlar: PROF. İLKER TARI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
3 Boyutlu (3B) yazıcıların kullanıldığı alanlar ve kullanıcı insan sayısı günden güne artıyor; ancak ev tipi 3B yazıcıların kullanımı yazıcı boyutlarının küçük olması nedeniyle beklentilerin altında kalmaktadır. 3B yazıcılarda pek çok değişik teknoloji kullanılabilir. Bu çalışmada, Eriyik Yığma Modelleme (EYM) kullanılmıştır. Bu method yaygın olarak ev tipi 3B yazıcılarda kullanılmaktadır. EYM de çok sayıda farklı malzeme kullanılabilir ve bu çalışmada, kullanımı en yaygın malzemelerden biri olan Poli Laktik Asit (PLA) kullanılmıştır. Bu çalışmada, kullanılan malzemenin mekanik özelliklerini anlamak için basma ve çekme testleri yapılmış, numerik olarak da doğrulanmıştır. Basma testleri, içi farklı yüzdelerde dolu olan parçalarla yapılmış ve sonuçlar kıyaslanmıştır. İçi 100% dolu olan parçalar, içi %20 dolu olan parçalara göre daha iyi mekanik özellikler göstermiştir. Çekme testleri öncelikle bütün bir parça numunesi için, daha sonra ortadan bölünmüş ve yapıştırılmış iki yarım parça numunesi için yapılmış olup aralarındaki performans farkı gözlenmiştir. Yapıştırılan parça numunesi daha düşük performans göstermiştir. Deneylerin tamamlanması sonrasında, deney sonuçları kullanılarak numerik analizler yapılmıştır. Bu amaçla ANSYS kullanılmıştır. Numerik analiz sonuçları deney sonuçları ile uyumludur. Son olarak, bir örnek çalışma yapılmıştır. Bu örnek çalışma motorsiklet kaskı için yapılmıştır. Kask parçalara ayrılıp yapıştırılarak bu işlemin kaskın dayanıklılığına etkisi incelenmiştir. Kask malzemesi olarak PLA seçilmiş ve PLA için bulunan deneysel sonuçlar kaskın mekanik özellikleri olarak kullanılmıştır. Bütün kask ve parçalanıp yapıştırılmış kask aynı yük altında benzer sonuçlar göstermiş olup, stres sonuçları ve stres dağılımları da benzerdir.
Özet (Çeviri)
The number of people and the industries that are using 3 Dimensional (3D) printing increases everyday; however, the home-use of 3D printing remains below expectations partially due to limitation in the printer size. Many different technolo-gies can be used in 3D printing. In this study Fused Deposition Modelling (FDM) is used. This method is commonly used for home-use 3D printing. In FDM, there is a wide range of materials that can be used and for this study the material is chosen as Poly Lactic Acid (PLA) being one of the most commonly used materials. In this study, to understand the mechanical behavior of the used material, compression and tensile tests are performed and they are verified numerically. The compression tests are done for two infill percentages of the parts and the results are compared. 100% infill parts show better mechanical properties than parts having 20% infill. Tensile tests are done by using a whole specimen and two half specimens which are joined in the middle by using an adhesive. As a result, the difference in performance is ob-served. Glued specimens show lower performance. Afterwards, by using the results of the experiments numerical analyses are done. For the numerical analyses, ANSYS is used. The numerical results show consistency with the experimental results. Lastly, a case study is performed. In this case study, the effect of partitioning and joining the parts by using an adhesive, on the strength of the object is investigated for a mo-torcycle helmet. PLA was chosen as the material of the helmet and experimental results of PLA are used as the mechanical properties of the helmet. The results of whole helmet and partitioned helmet show similarity with a small difference under the same loading conditions. The stress results and the distribution of the stresses within the two helmets are also close to each other.
Benzer Tezler
- Katmanlı imalat süreçlerinde plastik malzemelerin ısı altındaki davranışı ve üretime etkisi
Thermal behavior of plastics during additive manufacturing process and impact of production parameters
BÜRYAN TURAN
Doktora
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR KIRKKÖPRÜ
- 4D printing of body temperature responsive hydrogels with self-healing and shape-memory abilities
Kendi kendini onarma ve şekil hafıza özelliklerine sahip vücut sıcaklığına duyarlı hidrojellerin dört boyutlu baskısı
GAMZE AYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ OKAY
DR. TURDİMUHAMMAD ABDULLAH
- Eklemeli imalat destekli dereceli hassas döküm yöntemi ile bal peteği yapıların üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of honeycomb structures by additive manufacturing-aided investment flask mould casting method
FATİH GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
DR. LEVENT TURHAN
- Fabrication and characterization of ultra high performance cnts/pei nanocomposite filaments for additive manufacturing
Eklemeli imalat için ultra yüksek performanslı iletken nanokompozit filamanların üretimi ve karakterizasyonu
ÖZGE KAYNAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF ÖZDEN YENİGÜN
- Üç boyutlu yazıcı ile jelatin bazlı yara örtüsü geliştirilmesi
Development of gelatin-based wound dressing with three-dimensional printer
ESRA GİRGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyoteknolojiSakarya ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ÖZACAR
PROF. DR. OĞUZHAN GÜNDÜZ