Eklemeli imalat yöntemiyle üretilen sandviç yapılarda mukavemet özelliklerinin araştırılması
Investigation of strength properties in sandwich structures produced by additive manufacturing method
Yazar: KÜRŞAD ERTUĞRUL BAY
Danışman: DOÇ. DR. GÜLTEKİN UZUN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Eklemeli imalat ve bu yöntemle üretilen malzeme teknolojisi her geçen gün daha fazla ilgi görmektedir. Eklemeli imalat yöntemleri arasında Eriyik Biriktirme Yöntemi (FDM) en yaygın kullanılan üretim metodudur. FDM yöntemi, kullanılan makinelerin düşük maliyeti, kompleks geometrili yapıların herhangi bir kesici takıma ihtiyaç duyulmadan kısa üretim döngü sürelerinde üretilebilmesi ve düşük artık malzeme oranları gibi avantajları nedeniyle tercih edilmektedir. Bu yöntemle üretilen sandviç yapılar, üstün özellikleri ve fonksiyonellikleri nedeniyle araştırmacıların ilgisini çekmektedir. Sandviç yapılar, iç ve dış katmanlar arasında bir çekirdek malzeme ile birleştirilen yapılar olarak tanımlanır ve genellikle hafiflikleri ve yüksek mukavemetleri nedeniyle tercih edilirler. Bu tez çalışmasında, farklı oranlarda PLA ve TPU polimeri içeren sandviç yapılar, eklemeli imalat yöntemi olan FDM ile üretilmiştir. Üretilen numunelere üç nokta eğme testi, çekme testi ve darbe testi uygulanmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Çekme testinde ASTM-D638 Tip 4, üç nokta eğme testinde ASTM-D790 ve darbe testinde ASTM-D6110-18 standartlarına göre test numuneleri üretilmiştir. Sandviç yapılardaki PLA oranının artmasıyla çekme mukavemetinin de doğru orantılı olarak arttığı gözlemlenmiştir. Sandviç yapıdaki PLA oranının %53'ten %66'ya çıkmasıyla çekme mukavemeti 32,71 MPa'dan 47,24 MPa'ya çıkarak %44 oranında artış göstermiştir. Yapılardaki TPU polimerinin varlığı ise mukavemeti bir miktar düşürmesine rağmen esneklik ve darbe dayanımını artırmıştır.

Abstract:
Additive manufacturing and the technology of materials produced through this method are gaining more attention every day. Among additive manufacturing methods, Fused Deposition Modeling (FDM) is the most widely used production method. The advantages of FDM include the low cost of the machines used, the ability to produce structures with complex geometries without the need for cutting tools in short production cycle times, and the low amount of residual material. Sandwich structures produced using this method attract the interest of researchers due to their superior properties and functionality. Sandwich structures are defined as structures bonded with a core material between inner and outer layers and are generally preferred due to their lightness and high strength. In this thesis, sandwich structures containing different ratios of PLA and TPU polymers were printed using the FDM method, an additive manufacturing technique. The printed samples were subjected to three-point bending tests, tensile tests, and impact tests, and the results were evaluated. In the tensile test, ASTM-D638 Type 4, in the three-point bending test, ASTM-D790, and in the impact test, ASTM-D6110-18 standards were considered for the test specimens. It was observed that with the increase in the PLA ratio in the sandwich structures, the tensile strength proportionally increased. As the PLA ratio in the sandwich structure increased from 53% to 66%, the tensile strength increased from 32.71 MPa to 47.24 MPa, showing a 44% increase. Although the presence of TPU polymer in the structures slightly reduced the strength, it was observed that it increased flexibility and impact resistance.