Mechanical behaviour of polymeric lattice structures produced by additive manufacturing
Eklemeli imalat ile üretilen polimer kafes yapıların mekanik davranışı
- Tez No: 772093
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEZER ÖZERİNÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 63
Özet
Eklemeli imalat, istenen geometrinin katman katman biriktirilmesine dayalı bir üretim yöntemidir. Polimer eklemeli imalatı, darbe emici uygulamalar için uyumlu polimerik yapılar üretmek için yapılar sağlar. Son zamanlarda köpüren elastomerik filamanların piyasaya sürülmesi, optimize edilmiş darbe emme performansı elde etmek için yeni bir tasarım alanı açtı. Bu tez, eklemeli imalatla üretilen katı ve hücresel polimer köpük yapılarının mekanik testi yoluyla bu yolu araştırıyor. Bu tezdeki deneysel çalışmada, düşük miktarlarda karmaşık geometrilerin hızlı üretimi için uygun maliyetli bir eklemeli imalat tekniği olan Eriyik Yığma Modellemesi (FFF) kullanılmıştır. Filament teknolojisindeki son gelişmeler, FFF yöntemiyle mikro gözenekli polimerik yapıların basılmasını mümkün kılan köpüren termoplastik poliüretan (TPU) filamentlerin üretimini mümkün kılmıştır. Tezin ilk bölümünde FFF tarafından üretilen TPU köpüğün mekanik özellikleri incelenmiştir. Sistematik deneyler, nozül sıcaklığının, köpürme davranışını doğrudan etkilediğini göstermektedir. Artan sıcaklıkla birlikte, köpürme derecesi artar, bu da elastik modül ve mukavemette bir azalma ile sonuçlanır. Tezin ikinci kısmı, aynı köpüren TPU'dan üretilen petek kafes yapıların darbe sönümleme performansını araştırmaktadır. Deneyler, nozül sıcaklığı arttıkça, enerji emme kapasitesinin ve kafes yapısının tepe geriliminin arttığını göstermektedir. Genel olarak sonuçlar, benzersiz darbe emici davranış elde etmede, filamanların köpürmesinin büyük potansiyelini göstermektedir. Gelecekteki çalışmalar, yük altında TPU köpüklerinden yapılmış farklı hücresel yapıların ve kafes geometrilerinin davranışını anlamaya odaklanacaktır.
Özet (Çeviri)
Additive manufacturing (AM) is a manufacturing method based on the layer-by-layer deposition of the desired geometry. Polymer AM provides means to produce compliant polymeric structures for impact-absorbing applications. The recent introduction of foaming elastomeric filaments opened a new design space for achieving optimized impact absorbance performance. This thesis investigates this route through the mechanical testing of solid and cellular polymer foam structures produced by additive manufacturing. The experimental work in this thesis employs Fused Filament Fabrication (FFF), which is a cost-effective AM technique for the rapid manufacturing of complicated geometries in low quantities. Recent advances in filament technology have enabled the production of foaming thermoplastic polyurethane (TPU) filaments, which makes the printing of microporous polymeric structures possible through the FFF method. First part of the thesis investigates the mechanical properties of the TPU foam produced by FFF. The systematic experiments show that the nozzle temperature directly influences the foaming behavior. With increasing temperature, the extent of foaming increases, which results in a decrease in the elastic modulus and strength. Second part of the thesis investigates the impact-absorbing performance of honeycomb lattice structures produced by the same foaming TPU. The experiments show that as the nozzle temperature increases, the energy absorption capacity and the peak stress of the lattice structure increase. Overall, the results demonstrate the great potential of foaming filaments in achieving unique impact-absorbing behavior. Future work will focus on understanding the behavior of different cellular structures and lattice geometries made of TPU foams under load.
Benzer Tezler
- Impact absorbing lattice structures produced by additive manufacturing
Darbe emici kafes yapıların eklemeli imalat yöntemiyle üretimi
ROOZBEH NESHANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEZER ÖZERİNÇ
- Numerical and experimental investigation on the crushing behaviour of auxetic lattice cells produced with additive manufacturing techniques
Eklemeli imalat teknikleri ile üretilmiş ökzetik kafes yapıların ezilme davranışlarının nümerik ve deneysel olarak incelenmesi
KADİR GÜNAYDIN
Doktora
İngilizce
2020
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ANTONIO MATTIA GRANDE
- Re-entrant şekilli ökzetik yapıların ve bor nitrür katkılı filamentlerin katmanlı imalat ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of re-entrant shaped auxetic structures and boron nitride mixed filaments by additive manufacturing
ABDULLAH TAHA ÖZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER KELEŞ
PROF. DR. ZAFER EVİS
- Grafen esaslı kompozit kaplamaların korozyon ve aşınma özellikleri
Corrosion and wear properties of graphene based composite coatings
KUBİLAY KILIÇÇI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET UYSAL
- Doku mühendisliği uygulamalarında kullanılmak üzere grafen oksit temelli polimerik nanofibröz doku iskelelerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of graphene oxide based polymeric nanofibrous tissue scaffolds for tissue engineering applications
RUMEYSA HİLAL ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Biyomühendislikİstanbul Medeniyet ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT KAZANCİ