Effect of annealing on the mechanical properties of PLA parts produced by fused filament fabrication
Isıl işlemin eriyik filament ile imalat yöntemiyle üretilmiş PLA parçaların mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesi
- Tez No: 695632
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SEZER ÖZERİNÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 79
Özet
Eklemeli imalat, mühendislik sistemlerinde yük taşıyan bileşenlerin üretimi için uygulanabilir bir teknoloji haline gelmiştir. Bu kapsamda, Eriyik Filament ile İmalat (EFİ), polimerik parçaların baskısı için en etkili ve ekonomik yöntemler arasındadır. EFİ yöntemine uygun çok sayıda termoplastik malzeme mevcuttur. Bunlar arasında Polilaktik asit (PLA), yenilenebilir, sürdürülebilir ve düşük maliyetli bir alternatif olarak öne çıkmaktadır. EFİ ile üretilen PLA yapıların uygulamalarda daha etkili şekilde kullanılabilmesi için ilgili proses-yapı-özellik ilişkilerinin anlaşılmasına ihtiyaç vardır. Bu tez çalışması, ısıl işlem uygulamasının EFİ ile üretilmiş PLA parçaların mekanik özellikleri üzerindeki etkisini araştırmıştır. Basılan numuneler amorf bir yapı sergilerken, 24 saat boyunca 80°C ile 140°C arasında değişen sıcaklıklarda uygulanan ısıl işlem, farklı kristal fazların oluşmasına neden olmuştur. 100°C'de uygulanan ısıl işlem, dayanım ve süneklik iyileştirmesi açısından en iyi sonuçları vermiş; bu kapsamda çekme dayanımı %6.5, kopma uzaması ise %33 artmıştır. Daha yüksek sıcaklıklarda ise mekanik özelliklerde düşüş yaşanmıştır. Farklı dolgu oranları incelendiğinde, %60 dolgu baskısı ve 100°C'deki ısıl işlemin en yüksek özgül dayanımı sağladığı tespit edilmiştir. Sonuçlar, ısıl işlem yönteminin EFİ tekniğiyle üretilen parçalarda mekanik özellikleri iyileştirmek için etkili bir yöntem olduğunu ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Additive manufacturing has become a disruptive technology for the production of load bearing components in a wide range of applications. Fused filament fabrication (FFF) is among the most effective and economical techniques for the printing of polymeric parts. There are numerous thermoplastic materials suitable for FFF. Among these, Polylactic acid (PLA) is a renewable, sustainable and cost-effective alternative. For better utilization of PLA parts produced by FFF, there is a need to understand the structure-property relationships in this system. This thesis investigated the effect of annealing on the mechanical properties of FFF produced parts made of polylactic acid (PLA). The as-printed specimens exhibit an amorphous structure, whereas annealing at elevated temperatures, ranging from 80°C to 140°C for 24 hours resulted in the formation of different crystalline phases. 100°C annealing for 24 hours provided the best results in terms of ductility and strength improvement; the tensile strength increased by 6.5 % and elongation at break increased by 33%. A further increase in the annealing temperature resulted in a decrease in the strength and ductility. In the second part of the thesis, the effect of annealing for different infill ratios were investigated. The 60% infill ratio case with 100 °C annealing showed the best normalized mechanical properties. The findings of the thesis show the importance of the microstructure on the mechanical properties and demonstrate the feasibility of annealing for the process and property optimization of FFF-produced parts.
Benzer Tezler
- Fused filament fabrication of PETG: Investigation of the mechanical properties through the parameter optimization
PETG'nin ergiyik yığma modellemesi: Mekanik özelliklerinin parametre optimizasyonu ile incelenmesi
BUKET PARLAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜLYA CEBECİ
- Isıl işlem ve yaşlandırmanın üç boyutlu yazıcı ile üretilen parçaların bağlantı dayanımına etkisinin incelenmesi
Investigation the effects of heat treatment and aging on the joint strength of printed parts via three-dimensional printer
FATİH HUZEYFE ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiEndüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZKAN ÖZ
- Enhancing the commercial applications of polylactic acid by improving its crystallinity and mechanical properties with boron minerals
Bor mineralleri ile polilaktik asitin kristalinliğini ve mekanik özelliklerini iyileştirerek ticari uygulamalarının geliştirilmesi
OĞULCAN KOCAGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MERVE MOCAN
- Yüksek karbonlu bir çeliğin mikroyapı ve mekanik özelliklerine izotermal tavlamanın etkisi
Effect of isothermal annealing on microstructure and mechanical properties of a high carbon steel
MUSTAFA SERDAR KUZYAKA
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. MURAT BAYDOĞAN
- The Effect of annealing temperature and time on the mechanical properties of cross linked polyethylene film
Tavlama sıcaklığının ve süresinin çaprazbağlı polietlen filmin mekanik özelliklerine etkisi
RAİD M.I BANAT
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEOMAN TİNÇER