3B yazıcıda üretilen ABS ve PA6-GF30 plakaların sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilebilirliğinin incelenmesi
Investigation of the joinability of ABS and PA6-GF30 plates produced in a 3D printer by friction stir welding
- Tez No: 937977
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OĞUZ KOÇAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
Son yıllarda yaşanan birçok gelişmeye rağmen, 3B yazıcılarda tabla boyutlarındaki sınırlamalar devam etmektedir. Bu nedenle, büyük ebatlı ürünlerin üretilmesi için parçaların birleştirilmesi hâlâ zorunludur. Araştırmacılar, 3B yazıcılarda kullanılan mühendislik polimerlerinin mukavemetini artırmak amacıyla sürekli olarak yeni kompozit filamentler geliştirmektedir. Ancak her yeni filament malzemesi, birleştirme işlemlerinde farklı performans sergilemektedir. Özellikle mekanik dayanıklılık ve sertlik gerektiren mühendislik uygulamalarında, Poliamid (PA) gibi malzemelerin güçlendirilerek 3B yazıcıda basılması, kullanıma hazır nihai ürünlerin elde edilmesini mümkün kılmaktadır. Bu sayede, ürün geliştirme sürecinde zaman ve maliyet kayıpları en aza indirilmektedir. Bu çalışmada, iki farklı ticari filament olan ABS Plus (Akrilonitril Bütadien Stiren Plus) ve PA6 GF30 (%30 cam elyaf takviyeli poliamid) kullanılmış ve %100 doluluk oranında numuneler üretilmiştir. Numuneler, ABS Plus-ABS Plus, ABS Plus-PA6 GF30 ve PA6 GF30-PA6 GF30 malzeme çiftleri olarak sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) yöntemiyle birleştirilmiştir. Kaynak işlemleri, üç farklı karıştırıcı uç (kare, üçgen ve vida) kullanılarak, üçfarklı ilerleme hızında (20, 40 ve 60 mm/dak) ve üç farklı takım dönme hızında (1750, 2000 ve 2250 dev/dak) gerçekleştirilmiştir. Kaynak mukavemetinin değerlendirilmesi amacıyla çekme testleri ve sertlik ölçümleri yapılmış, ayrıca kaynak bölgesinin görüntüleri alınarak olası kaynak hataları görsel olarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, ABS Plus-ABS Plus ve ABS Plus-PA6 GF30 plakalarının birleştirilmesinde en yüksek kaynak mukavemeti, üçgen uç geometrisi, 20 mm/dak ilerleme hızı ve 1250 dev/dak takım dönme hızında sırasıyla 34.45 MPa ve 40.56 MPa olarak ölçülmüştür. PA6 GF30-PA6 GF30 plakalarının birleştirilmesinde ise en yüksek kaynak mukavemeti, kare uç geometrisi, 20 mm/dak ilerleme hızı ve 1250 dev/dak takım dönme hızında 49.02 MPa olarak belirlenmiştir. Ayrıca, SKK sırasında oluşan ısının 170.66℃ ile 247.98℃ arasında değiştiği tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Despite many developments in recent years, the limitations in the table size of 3D printers continue. Therefore, it is still necessary to combine parts to produce large-sized products. Researchers are constantly developing new composite filaments to increase the strength of engineering polymers used in 3D printers. However, each new filament material exhibits different performance in joining processes. Especially in engineering applications that require mechanical strength and rigidity, strengthening materials such as Polyamide (PA) and printing them in a 3D printer makes it possible to obtain ready-to-use final products. In this way, time and cost losses in the product development process are minimized. In this study, two different commercial filaments, ABS Plus (Acrylonitrile Butadiene Styrene Plus) and PA6 GF30 (30% glass fiber reinforced polyamide), were used and samples were produced at 100% fill rate. The samples were joined as ABS Plus/ABS Plus, ABS Plus/PA6 GF30 and PA6 GF30/PA6 GF30 material pairs by friction stir welding (FSM). Welding operations were carried out using three different mixer tip (square, triangular and screw) at three different feed rates (20, 40 60 mm/min) and three different tool rotation speeds (1750, 2000 and 2250 rpm). In order to evaluate the weld strength, tensile tests and hardness measurements were performed, and images of the weld area were taken and possible welding defects were visually examined. According to the results obtained, the highest weld strength in joining ABS Plus-ABS Plus and ABS Plus-PA6 GF30 plates was measured as 34.45 MPa and 40.56 MPa, respectively, with triangular tip geometry, feed rate of 20 mm/min and tool rotation speed of 1250 rpm. In joining PA6 GF30-PA6 GF30 plates, the highest weld strength was determined as 49.02 MPa with square tip geometry, feed rate of 20 mm/min and tool rotation speed of 1250 rpm. Additionally, it was determined that the temperature generated during SCC varied between 170.66℃ and 247.98℃.
Benzer Tezler
- Fracture behavior of 3D printed PLA structures
Başlık çevirisi yok
EGE CAN YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET REFAH TORUN
- Deformation behavior of thin walled structures filled with auxetic and non-auxetic core materials
Ökzetik ve ökzetik olmayan dolgu malzemeli ince cidarlı yapıların deformasyon davranışı
FATİH USTA
Doktora
İngilizce
2021
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
PROF. DR. FABRIZIO SCARPA
- 3B baskı için kenevir lifiyle güçlendirilmiş polikarbonat kompozit üretimi ve mimari uygulamalarda kullanımı
Production of hemp fiber reinforced polycarbonate composite for 3D printing and use in architectural applications
İREM CEYLAN ENGİN
- İndüksiyon yöntemiyle üretilen termoplastik malzemeli bağlantının mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical properties of the joint with thermoplastic material manufactured by induction method
MUSTAFA ACAROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiEndüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZKAN ÖZ
- Düşük erime sıcaklığına sahip metal alaşımları için üç boyutlu yazıcı tasarımı ve imalatı
Designing and manufacturing of a three dimensional printer for low melting temperature metal alloys
MUSTAFA KEMAL GÜLSEREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VOLKAN KOVAN