Geri Dön

Mechanical behaviour of polymeric lattice structures produced by additive manufacturing

Eklemeli imalat ile üretilen polimer kafes yapıların mekanik davranışı

  1. Tez No: 772093
  2. Yazar: ŞÜKRÜ GÜRAY KALAYCIOĞLU
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SEZER ÖZERİNÇ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. Impact absorbing lattice structures produced by additive manufacturing

    Darbe emici kafes yapıların eklemeli imalat yöntemiyle üretimi

    ROOZBEH NESHANI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SEZER ÖZERİNÇ

  2. 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

    İngilizce

    2020

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ANTONIO MATTIA GRANDE

  3. 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

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖMER KELEŞ

    PROF. DR. ZAFER EVİS

  4. Grafen esaslı kompozit kaplamaların korozyon ve aşınma özellikleri

    Corrosion and wear properties of graphene based composite coatings

    KUBİLAY KILIÇÇI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Metalurji MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET UYSAL

  5. 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

    Türkçe

    2018

    Biyomühendislikİstanbul Medeniyet Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT KAZANCİ