Üç boyutlu yazıcılarda kullanılmak üzere geri dönüştürülmüş PLA filamentle basılan parçaların mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical properties of products printed with recycled PLAfilament for use in 3D printers
- Tez No: 709198
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜRCAN ATAKÖK, DR. ÖĞR. ÜYESİ MENDERES KAM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 82
Özet
Eklemeli imalat ile birlikte sıkça duyulmaya başlanan üç boyutlu baskı, havacılık, sanat ve eğitim, hızlı prototipleme ve işlevsel parça üretimi gibi işlemlerde aktif kullanılmaktadır. Gelişen bu teknolojiyle hassas ve farklı tasarımlarda kişiye özel ürünler daha kolay ve hızlı şekilde üretilebilir hale gelmiştir. 3B yazıcıda bir parça üretirken hata meydana geldiğinde sorunlu parça, istenen işlevselliği sağlamaması ve tekrar kullanımı mümkün olmaması dolayısıyla ıskarta olarak değerlendirilmektedir. Hatalı üretimler sonrası oluşan atık parçalar pahalı filament malzemesi için israfa ve çevre kirliliğine neden olmaktadır. Her üretim sonucu meydana gelen atık malzemelerin geri kazanımı sağlandığında, atığın minimize edilerek bu tip olumsuzlukların önüne geçilebileceği düşünülmektedir. Bu çalışmada, hatalı üretimler sonrası oluşan atık filament parçalarının geri dönüşümüyle tekrar üretilen geri dönüştürülmüş filamentle yeni bir 3B baskı işlemi için kullanılmasının sağladığı faydalar ve 3B baskılarda oluşan mekanik özellikler araştırılmıştır. Çalışmada filament çeşidi olarak biyoplastiklerden PLA ve Re-PLA filament kullanılmış olup, filament çapı 1,75 mm tercih edilmiştir. İmalat yöntemi olarak FDM ve baskı doluluk oranı %30, %50 ve %70, doldurma şekli ise Çizgi Kafes ve Bal Peteği belirlenmiştir. Çekme testi numuneleri için: ISO 527 Type IV yassı numuneleri, izod darbe testi için ise ISO 180 Type I standartlarında iki farklı test numunesi 0,15 mm, 0,2 mm ve 0,25 mm katman kalınlıklarında setler olarak üretilmiştir. Elde edilen verilere göre; PLA'nın çekme dayanımı, tüm katman kalınlıkları ve doluluk oranları için Re-PLA'dan yüksek çıkmıştır. Çekme, İzod ve üç nokta ile eğme testleri sonrasında en yüksek dayanım değerine PLA'da %70 doluluk oranında ve 0,25 mm katman kalınlığındaki Çizgi Kafes numune testlerinde ulaşılmıştır. Minimum değerler de %30 doluluk oranında Bal Peteği doldurma şekliyle basılan numunelerde elde edilmiştir. Çalışmayla, ülkemizin eklemeli imalat ve 3B yazıcı işlemlerini kapsayan malzeme israfından dolayı çevreye olan zararın azaltılmasıyla çevre kirliliğinin önüne geçilebileceği düşünülmektedir
Özet (Çeviri)
Three-dimensional printing, which have been heard frequently with additive manufacturing, are actively used in processes such as aviation, art, and education, rapid prototyping and functional part production. With this developing technology, sensitive and custom-made products in different designs can be produced more easily and quickly. When a failure occurs while producing a part in a 3D printer, the failed part considered a scrap as it does not provide the desired functionality and is not possible to reuse. Waste parts formed after failed 3D prints cause waste and environmental pollution for expensive filament material. It is thought that such problems can be prevented by minimizing the waste when the waste materials generated as a result of each production are recovered. In this study, the benefits of using the waste filament parts formed after faulty production with the recycled filament for a new 3D printing process and the strength differences in 3D prints were investigated. The filament types to be used in the study are PLA and Re-PLA, which are bioplastics, and a filament diameter of 1,75 mm was preferred. As the manufacturing method, FDM and infill ratio 30%, 50% and 70%, infill pattern; Rectilinear and Honeycomb were determined. For tensile test samples: ISO 527 Type IV dog bone flat samples, and for Izod impact test, 2 different test samples were produced in ISO 180 Type I standards as sets with 0,15 mm, 0,2 mm ve 0,25 mm layer thickness. According to the test results; the tensile strength of PLA was higher than Re-PLA for all layer thicknesses and infill ratios. After tensile, Izod and 3-point bending tests, the highest strength value was reached in PLA at 70% infill ratio. Also, the high strength was achieved in the specimen tests with a layer thickness of 0,25 mm. Minimum values are also found in secimens printed with Honeycomb infill pattern at 30% infill ratio. With this study, it is thought that environmental pollution can be prevented by reducing the damage to the environment due to the waste of materials in our country including additive manufacturing and 3D printer processes.
Benzer Tezler
- Development of 3D food printer and use of mushrooms in 3D food printer within the scope of new plant-based food production
3D gıda yazıcısı geliştirme ve mantarların bitkisel bazlı yeni ürün geliştirme çalışmaları kapsamında 3D yazıcıda kullanımı
EVREN DEMİRCAN
Doktora
İngilizce
2023
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK
- A stress testıng framework for the Turkısh bankıng sector: an augmented approach
Türk bankacılık sektörü için bir stres testi çerçevesi: Bir genişletilmiş yaklaşım
BAHADIR ÇAKMAK
Doktora
İngilizce
2014
BankacılıkOrta Doğu Teknik Üniversitesiİktisat Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NADİR ÖCAL
- Üç boyutlu yazıcılar için ekstrüder tasarımı ve filament üretimi: Dinamik ve mekanik özelliklerin incelenmesi ve karşılaştırılması
Extruder design and filament fabrication for 3D printers: Investigation and comparison of dynamic and mechanical properties
ESRA TOPRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyomühendislikZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAHİME SEDA TIĞLI AYDIN
- Harç yığma tekniği ile çalışan üç boyutlu seramik yazıcılarda kullanılabilecek bünye araştırmaları
Research on clay bodies that can be used in ceramic 3d printers working with the fused deposition modelling principle
FATİH ASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Güzel SanatlarDokuz Eylül ÜniversitesiSeramik ve Cam Tasarımı Ana Sanat Dalı
DOÇ. DR. EFE TÜRKEL
- 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