Eklemeli imalat ile üretilen pla malzemelerde cam ve karbon elyaf kaplamaların mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of glass and carbon fiber coatings on mechanical properties of pla materials produced by additive manufacturing
- Tez No: 960726
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SELÇUK YAĞMUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Günümüzde üretim süreçlerini kolaylaştıran ve giderek daha fazla tercih edilen yöntemlerden biri de eklemeli imalat teknolojisidir. Bu üretim yöntemi, geleneksel yöntemlerinden farklı olarak, parçaların katman katman üst üste eklenerek oluşturulmasını esas alır. Böylece, malzeme kullanımı daha verimli hale gelir ve atıklar en aza indirilmiş olur. Eklemeli imalat teknikleri arasında en yaygın olarak kullanılanlardan biri ergiyik biriktirme yöntemidir. Bu çalışmada, ergiyik biriktirme yöntemiyle farklı doluluk oranlarında ve örgü desenlerinde PLA malzemeler üretilmiştir. Üretilen numuneler 200 gr/m² cam elyaf, 300 gr/m² cam elyaf ve 300 gr/m² karbon elyaf kompozit kumaşlarla kaplanmıştır. Kaplama uygulanmış numuneler ile kaplamasız numuneler arasındaki performans farkları analiz edilmiştir. Kaplama işlemi, el yatırma yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Eklemeli imalat sürecinde, dolgu oranı %50, %75 ve %90 olarak belirlenmiş; örgü geometrisi olarak ise kübik, sekizlik ve gyroid desenleri tercih edilmiştir. Numuneler, ASTM D638 standardına uygun olarak çekme testi için hazırlanmıştır. Çekme testleri sonucunda; kopma uzaması, gerilme dayanımı, maksimum yük, akma dayanımı ve kopma dayanımı değerleri değerlendirilmiştir. Elde edilen verilerde, maksimum yük değeri en yüksek 212 N ile %90 dolgu oranına sahip, sekizlik örgü modelindeki 300 gr/m² karbon elyaf kaplamalı numunelerde ölçülürken; en düşük maksimum yük değeri ise 39 N ile %50 dolgu oranına sahip, sekizlik modeldeki kaplamasız numunede kaydedilmiştir. Deney bulguları, %90 dolgu oranına sahip karbon elyaf kaplamalı sekizlik modelin, kaplamasız %50 dolgu oranlı sekizlik modele kıyasla yaklaşık beş kat daha yüksek maksimum yük taşıma kapasitesine sahip olduğunu ortaya koymuştur. Kopma uzaması açısından değerlendirildiğinde, en yüksek değer 2,273 mm ile kübik örgü modeline sahip kaplamasız numunede gözlemlenmiş; en düşük değer ise 0,910 mm olarak, yine kübik modeldeki 300 gr/m² karbon elyaf kaplamalı numunede tespit edilmiştir. Bu veriler, kaplama sonrası sünekliğin azaldığını ve parçanın daha gevrek bir yapıya dönüştüğünü göstermektedir. Kaplama uygulamasının, numune dayanımını artırırken sünekliği düşürdüğü ve kırılganlığı artırdığı sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
One of the increasingly preferred methods that facilitates modern production processes is additive manufacturing technology. Unlike traditional manufacturing methods, this technique is based on building parts layer by layer. In this way, material usage becomes more efficient and waste is minimized. Among additive manufacturing techniques, one of the most commonly used is the Fused Deposition Modeling (FDM) method. In this study, PLA materials were produced using the FDM method with varying infill ratios and lattice patterns. The produced specimens were coated with 200 g/m² glass fiber, 300 g/m² glass fiber, and 300 g/m² carbon fiber composite fabrics. The performance differences between coated and uncoated specimens were analyzed. The coating process was carried out using the hand lay-up method. During the additive manufacturing process, the infill densities were set at 50%, 75%, and 90%, and the chosen infill geometries were cubic, octet, and gyroid patterns. The specimens were prepared for tensile testing according to the ASTM D638 standard. As a result of the tensile tests, properties such as elongation at break, tensile strength, maximum load, yield strength, and breaking strength were evaluated. According to the obtained data, the highest maximum load value 212 N was recorded in the specimen with 90% infill density, octet pattern, and 300 g/m² carbon fiber coating. In contrast, the lowest maximum load 39 N was observed in the uncoated specimen with 50% infill density and the same octet pattern. Experimental findings revealed that the carbon fiber-coated octet-pattern specimen with 90% infill density had nearly five times higher maximum load-bearing capacity compared to the uncoated specimen with 50% infill in the same pattern. In terms of elongation at break, the highest value of 2,273 mm was observed in the uncoated specimen with a cubic pattern, while the lowest value 0,910 mm was found in the 300 g/m² carbon fiber-coated specimen with the same cubic pattern. These results indicate that ductility decreases and the part becomes more brittle after the coating process. It was concluded that while the coating application increases the strength of the specimen, it reduces its ductility and increases brittleness.
Benzer Tezler
- 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
- Molecular dynamıcs analyses and experımental ınvestıgatıon ın the effects of the nanoaddıtıves on the thermo-mechanıcal propertıes and fracture toughness of bıodegradable polylactıc thermoplastıc
Parçalanabilen polilaktik asit termoplastiklere nano katki maddelerinin ilavesinin termo-mekanik özellikleri̇ ve kırılma tokluğu üzerindeki etkilernin moleküler dinamik analizleri ve deneysel olarak incelenmesi
BURÇAK ZEHİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM BOĞA
DR. ÖĞR. ÜYESİ MIRSADEGH SEYEDZAVVAR
- Doğrusal (lineer) motorlu endüstriyel sistemin 3 boyutlu yazıcıya dönüştürülmesi
Transformation of industrial linear motion system in to the 3D printer
FATİH TARAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ
- Hava aracı parçalarının eklemeli imalat yöntemi ile tasarımı, optimizasyonu ve deneysel karşılaştırılması
Design, optimization and experimental comparison of aircraft parts by the additive manufacturing method
BEKİR KARAKOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiGazi Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLTEKİN UZUN
- Eklemeli imalat ile üretilen farklı dolgu geometrisi ve yoğunluğa sahip pla esaslı yapıların mekanik davranışlarının deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of mechanical behavior of pla-based structures with different infill geometry and density produced by additive manufacturing
RUKİYE YEŞİLOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA GÜNAY