Stereolitografi (SLA) yöntemi ile üretilen malzemelerde yapay yaşlandırma işleminin mekanik özelliklere etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of artificial aging process on mechanical properties of materials produced by stereolithography (SLA) method
Yazar: GİZEM AKDEMİR
Danışman: DOÇ. DR. GÜLTEKİN UZUN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İmalat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Üç boyutlu yazıcı = Three dimensional printer

Özet:
Eklemeli imalat, katmanlar halinde malzeme biriktirerek üç boyutlu nesneler oluşturan bilgisayar kontrollü bir üretim yöntemidir. Eklemeli imalatın en eski biçimi olan Stereolitografi (SLA) yöntemi, yüksek boyutsal doğruluğu ve basılan parçaların pürüzsüz yüzey kalitesi sayesinde endüstride oldukça ilgi görmektedir. Bu çalışmada, SLA teknolojisi kullanılarak çekme testi, darbe testi ve eğme testi numuneleri üretilmiş ve yaşlandırma işleminin bu numunelerin mekanik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneysel numuneler, farklı sıcaklıklar (48, 60 ve 72 ºC) ile farklı sürelerde (6, 9 ve 12 saat) yaşlandırma işlemine tabi tutulmuştur. Deneysel bulgular, artan sıcaklıkla birlikte numune boyutlarında bir küçülme meydana geldiğini göstermektedir. Çekme testi sonuçlarına göre, en yüksek akma dayanımı ve maksimum yük değerleri, 9 saat 48 ºC'de bekletilen numunelerde gözlemlenirken, en düşük değerler ise 12 saat 72 ºC'de bekletilen numunelerde elde edilmiştir. Yaşlandırmanın genel olarak malzemenin akma dayanımını ve mukavemetini iyileştirdiği görülmüştür. Darbe testi sonuçlarına göre, en yüksek enerji absorpsiyonu (0,769 J), 12 saat boyunca 60 ºC'de bekletilen numunelerde; en düşük enerji absorpsiyonu (0,499 J) ise 6 saat boyunca 60 ºC'de bekletilen numunelerde ölçülmüştür. Yalnızca darbe numuneleri çentikli olarak üretilmiş olup, bu numunelerin camsı geçiş sıcaklığının üzerindeki sıcaklıklara maruz kalması durumunda yüzeylerinde belirgin deformasyonlar meydana gelmiştir. Ayrıca, yaşlandırma işleminin malzemenin darbe mukavemetinde genel bir azalmaya yol açtığı gözlemlenmiştir. Üç nokta eğme testi sonuçlarına göre, en yüksek kopma uzaması değeri 6 saat boyunca 48 ºC'de bekletilen numunede 3,14 mm olarak ölçülürken, en düşük değer 6 saat boyunca 60 ºC'de bekletilen numunede 2,02 mm olarak kaydedilmiştir. Bu iki değer arasında yaklaşık %35,67'lik bir fark bulunmuştur. Gri ilişki analizi sonuçlarına göre ise ilk sırada yer alan, en optimal parametrenin 12 saat 60 °C olduğu; son sıradaki parametrenin ise 9 saat 60 °C' ye ait olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Additive manufacturing is a computer-controlled production method that creates three-dimensional objects by depositing material in layers. Stereolithography (SLA), the oldest form of additive manufacturing, has attracted considerable interest in the industry due to its high dimensional accuracy and smooth surface finish of the printed parts. In this study, tensile test, impact test and flexure test specimens were produced using SLA technology and the effects of aging on the mechanical properties of these specimens were investigated. The experimental specimens were subjected to aging at different temperatures (48, 60 and 72 ºC) and for different durations (6, 9 and 12 hours). The experimental findings show that there is a reduction in sample dimensions with increasing temperature. According to the tensile test results, the highest yield strength and maximum load values were observed in the specimens aged at 48 ºC for 9 hours, while the lowest values were obtained in the specimens aged at 72 ºC for 12 hours. It was observed that aging generally improved the yield strength and strength of the material. According to the impact test results, the highest energy absorption (0.769 J) was measured in the specimens kept at 60 ºC for 12 hours and the lowest energy absorption (0.499 J) was measured in the specimens kept at 60 ºC for 6 hours. Only the impact specimens were notched and when these specimens were exposed to temperatures above the glass transition temperature, significant deformations occurred on their surfaces. It was also observed that the aging process led to a general decrease in the impact strength of the material. According to the results of the three-point bending test, the highest elongation at break value was 3.14 mm for the sample kept at 48 ºC for 6 hours, while the lowest value was 2.02 mm for the sample kept at 60 ºC for 6 hours. A difference of approximately 35.67% was found between these two values. According to the results of gray correlation analysis, it was determined that the most optimal parameter was 12 hours at 60 °C and the last parameter was 9 hours at 60 °C.