3 boyutlu yazıcı kullanılarak üretilen bal peteği sandviç kompozitlerin mekanik performanslarının araştırılması
Investigation of mechanical performance of honeycomb sandwich composites produced by using a 3D printer
Yazar: EYÜP ÇELİK
Danışman: DOÇ. DR. MURAT YAVUZ SOLMAZ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Cam elyaf kompozitler = Glass fiber composites

Özet:
Hücresel kompozitlerde altıgen petek yapıda boşluklara sahip petek hücre yapılı kompozit levhaların yüksek enerji sönümleme kabiliyeti, hafiflik, yüksek kayma ve eğilme rijitliği, ses yalıtımı ve yüksek korozyon dayanımı özellikleri nedeniyle havacılık ve diğer endüstri dallarında kullanımı artmaktadır. 
Gerçekleştirilen bu çalışmada altıgen petek (bal peteği) yapılı sandviç kompozitlerin basma ve üç nokta eğilme kuvveti etkisi altındaki davranışları sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Kompozit levhaların yüzey örtüsü tabakalı kompozitten (polyester/cam fiber) üretilmiş olup petek hücrelerin üretiminde ABS ve PLA gibi 2 farklı özelliğe sahip termoplastik malzeme kullanılmıştır. Sandviç yapıların çekirdek kısmının üretimi üç boyutlu (3D) yazıcı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 3 farklı hücre boyutuna ve 3 faklı hücre yüksekliğine sahip petek yapılı sandviç numuneler eksenel basma ve üç nokta eğilme deneyine maruz bırakılmıştır. Basma ve üç nokta eğilme davranışlarının deneysel tespitinden sonra aynı sınır şartları için Ansys Workbench paket programı kullanılarak sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda bal peteği hücre yüksekliğinin artmasına bağlı olarak basma dayanımının azaldığı eğilme mukavemetinin arttığı görülmüştür. Artan hücre boyutuna bağlı olarak her iki yükleme durumu içinde numune mukavemetinin azaldığı görülmüştür. Basma deneylerinde maksimum dayanım minimum hücre boyutu ve minimum hücre yüksekliğine sahip PLA termoplastik malzeme yapılı numunede elde edilmiştir. Üç nokta eğilme deneylerinde maksimum eğilme dayanımı minimum hücre boyutu ve maksimum hücre yüksekliğine sahip PLA termoplastik malzeme yapılı numunede elde edilmiştir.
Ansys Workbench paket programı kullanılarak gerçekleştirilen sayısal çalışma neticesinde elde edilen sonuçlar deneysel çalışmalarla elde edilen sonuçlarla uyumlu olarak tespit edilmiştir. Yapılan deneysel ve sayısal çalışmalar sonucunda PLA malzemenin ABS malzemeye göre daha üstün mekanik özelliklere sahip olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Because of the high energy damping ability, lightness, high slip and bend rigidity, sound insulation and high corrosion resistance properties of honeycomb cell composite sheets with hexagonal honeycomb structure gaps in cellular composites, their use is increasing in aerospace and other industries. 
In this study, the behavior of hexagonal honeycomb sandwich composites under the influence of compression and three-point bending force was studied numerically and experimentally. The surface cover of composite sheets is made of layered composite (polyester/glass fiber) and thermoplastic materials with 2 different properties such as ABS and PLA are used in the production of honeycomb cells. The production of the core part of sandwich structures was carried out using a three-dimensional (3D) printer. Honeycomb sandwich samples with 3 different cell sizes and 3 different cell heights were subjected to axial compression and three-point bending experiments. After experimental determination of compression and three-point bending behaviors, numerical analysis was performed using the ANSYS Workbench package program for the same boundary conditions. As a result of the experiments, it was observed that the pressure resistance decreased due to increased honeycomb cell height but the bending strength increased. Due to increased cell size, sample strength decreased in both loading states. The maximum strength was obtained in the sample of PLA thermoplastic material with minimum cell size and minimum cell height. In three - point bending experiments, maximum bending strength was obtained in a sample of PLA thermoplastic material with minimum cell size and maximum cell height. The results obtained from the numerical work performed using the ANSYS Workbench package program were obtained in accordance with the results obtained from the experimental studies. As a result of experimental and numerical studies, it was determined that PLA material has superior mechanical properties compared to ABS material.