Geri Dön

Eklemeli imalat ile üretilen sürekli fiber takviyeli termoplastik malzemelerin mekanik özelliklerinin incelenmesi

Investigation of mechanical properties of continuous fiber reinforced thermoplastic materials produced by additive manufacturing

PDF İndir

  1. Tez No: 910091
  2. Yazar: FATİH BULUN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. GÖKHAN KÜÇÜKTÜRK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 128

Özet

Sürekli fiber takviyeli termoplastik kompozitlerin eklemeli imalat ile üretimi, malzemelerin mekanik özelliklerini iyileştirmek için yeni imkanlar sunmaktadır. Bu tez, eklemeli imalat ile üretilen sürekli fiber takviyeli ULTEM 9085 malzemelerin mekanik özelliklerini incelemektedir. Temel amaç, farklı fiber oranları ve baskı parametrelerinin bu malzemelerin mekanik performansı üzerindeki etkilerini analiz etmektir. Yapılan çalışmada çekme, eğme ve darbe mekanik özellikleri deneysel olarak incelenmiştir. Deney sonuçlarında Taguchi metodu ve ANOVA yardımı ile çıktılar üzerinde etkisi en yüksek olan parametreler tespit edilmiştir. Çalışmada kullanılan ULTEM 9085 malzemesi ve sürekli karbon fiber takviyesi özellikle havacılık ve uzay uygulamalarında kullanım potansiyeli çok yüksek olan malzemelerdir. Bu sektör için büyük önem arz eden üretim süreleri ve maliyetler de çalışmada ele alınmıştır. Çalışmanın bulguları, yüksek performanslı fiber takviyeli termoplastik kompozitlerin üretilmesi için eklemeli imalat süreçlerinin optimizasyonuna katkıda bulunmaktadır. Geleneksel kompozit malzemelerde karşılaşılan yüksek fiber oranlarına kıyasla %3 ila %10 arasında düşük fiber hacim oranı kullanılan çalışmada çekme mukavemetinin 2 kat eğme mukavemetinin 1,5 kat ve darbe dayanımının da 3,5 kat arttığı gözlemlenmiştir. Bu bilgiler, özellikle havacılık ve otomotiv gibi malzeme performansının kritik olduğu endüstriler için değerlidir. Sonuç olarak bu araştırma, eklemeli imalat ile üstün mekanik özelliklere sahip sürekli fiber takviyeli termoplastik kompozitlerin optimum parametreler ile üretebileceğini göstermektedir. Gelecek çalışmalar, bu malzemelerin uzun vadeli dayanıklılığını ve çevresel etkilerini keşfetmeye odaklanacak olup, çeşitli yüksek talep gören sektörlerdeki uygulanabilirliklerini daha da artırmayı hedeflemektedir.

Özet (Çeviri)

The additive manufacturing of continuously fiber reinforced thermoplastic composites offers new opportunities to enhance the mechanical properties of these materials. This study investigates the mechanical properties of continuously fiber reinforced ULTEM 9085 materials produced by additive manufacturing. The primary objective is to analyze the effects of different fiber ratios and printing parameters on the mechanical performance of these materials. The study experimentally examines the tensile, flexural, and impact mechanical properties. Using the Taguchi method and ANOVA, the parameters with the highest impact on the outcomes were identified. The ULTEM 9085 material and continuous carbon fiber reinforcement used in this study are materials with high potential for aerospace and aviation applications. The study also addresses production times and costs, which are critical for these sectors. The findings contribute to the optimization of additive manufacturing processes for producing high-performance fiber-reinforced thermoplastic composites. Compared to traditional composite materials, which often use high fiber ratios, this study observed significant improvements with fiber volume ratios ranging from 3% to 10%. Specifically, tensile strength increased by 2 times, flexural strength by 1.5 times, and impact resistance by 3.5 times. These insights are particularly valuable for industries such as aerospace and automotive, where material performance is critical. In conclusion, this research demonstrates that additive manufacturing can produce continuously fiber reinforced thermoplastic composites with superior mechanical properties using optimized parameters. Future studies will focus on exploring the long-term durability and environmental impacts of these materials, aiming to further enhance their applicability in various high-demand sectors.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    697927

    Araçlar için kafes çekirdekli çok hafif sandviç kompozit malzemelerin 3B yazıcı sistemi ile geliştirilmesi

    Development of lattice core ultra-light sandwich composite materials for vehicles by using 3D composite printing

    TOLGAHAN BAYRAM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Mühendislik BilimleriBursa Uludağ Üniversitesi

    Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT YAZICI

  2. Tez No

    892990

    Vakum ortamında elyaf takviyeli termoplastik kompozitlerin eriyik yığma metodu ile eklemeli üretimi ve mekanik özelliklerinin araştırılması

    Investigation of mechanical properties of fiber-reinforced thermoplastic composites produced by fused deposition modeling in a vacuum environment

    BAHRİ BARIŞ VATANDAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RECEP GÜMRÜK

  3. Tez No

    506973

    Modelling and Path Planning for Additive Manufacturing of Continuous Fiber Composites

    Sürekli fiber kompozitlerin katmanlı üretim için modelleme ve takım yolu planlaması

    SULEMAN ASIF

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    PROF. DR. BAHATTİN KOÇ

  4. Tez No

    899346

    Numerical and experimental investigation of mechanical properties of parts manufactured via carbon fiber reinforced material extrusion

    Karbon fiber ile güçlendirilmiş malzeme ekstrüzyon yöntemi ile üretilmiş parçaların mekanik özelliklerinin numerik ve deneysel olarak incelenmesi

    AKINCAN SÜRE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mühendislik ve Doğa Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ULAŞ YAMAN

    PROF. DR. MEHMET ALİ SAHİR ARIKAN

  5. Tez No

    725561

    Production of continuous fiberglass reinforced UV-curable polymer matrix composite material with 90 degree elbow products by robotic additive manufacturing

    Sürekli fiberglas takviyeli UV kürlenebilen polimer matrisli kompozit malzeme ile 90 derece dirsek ürünlerinin robotik eklemeli imalat ile üretimi

    AHMET İPEKÇİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BÜLENT EKİCİ

Geri Dön