Eklemeli üretim yöntemi ile üretilen ince cidarlı tüplerin ezilme davranışını etkileyen parametrelerin analizi
Analysis of parameters effective on the crushing behavior of thin-walled tubes produced by the additive manufacturing method
Yazar: BETÜL SÖZEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET MERAM
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında eklemeli üretim yöntemiyle üretilen ince cidarlı tüplerde, farklı yazdırma parametrelerinin darbe enerjisini sönümleme performanslarına etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Numunelerin üretiminde Termoplastik Poliüretan (TPU) polimer malzemesi kullanılmıştır. Eklemeli imalat yöntemlerinden biri olan Eriyik Yığma Modelleme yöntemi ile numune üretimi gerçekleştirilmiştir. Yazdırma parametrelerinden olan doluluk oranı ve yazdırma deseni bu çalışmada esas parametreleri oluşturmuştur. Bal peteği, kare ve konsantrik desenler kullanılarak %30, %40 ve %50 doluluk oranlarına sahip numuneler üretilmiştir. Her numuneden 3 adet olmak üzere toplamda 27 adet numune üretimi yapılmıştır. Farklı yazdırma deseni ve doluluk oranında üretilen numuneler, düşük hızlı darbe testine tabi tutulmuştur. Vurucu cismin kütlesi 32 kg'dır. Darbe enerjisi 125 J ve darbe hızı 2,8 m/s olarak hesaplanmıştır. En fazla enerji sönümleyici yapı, darbe enerjisinin yaklaşık %90'ını (112 J) sönümleyen %50 doluluk oranına sahip kare desenli numune olarak saptanmıştır. En az enerji sönümleyen yapı, darbe enerjisinin yaklaşık %25'ini (32 J) sönümleyen %30 doluluk oranına sahip konsantrik desenli numune olarak saptanmıştır. En yüksek ortalama sönümlenen özgül enerji değeri 9,2 J/g ile %40 doluluk oranına sahip kare numuneye ait iken, en düşük ortalama sönümlenen özgül enerji değeri 3,4 J/g değeri ile %30 doluluk oranına sahip konsantrik desenli numuneye ait olduğu deneysel olarak doğrulanmıştır. Doluluk oranının artmasıyla sönümlenen enerji değerinin arttığı gözlemlenmiştir. Desenlere bağlı darbe enerji sönümlemesi, kare>bal peteği>konsantrik desen şeklindedir. Numunelerin darbe yükü altındaki ve darbe sonrası ezilme davranışları makro boyutta ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) yardımıyla mikro boyutta incelenerek darbe hasar analizi yapılmıştır.

Abstract:
In this thesis, the effect of different printing parameters on the impact energy absorption of thin-walled tubes produced by additive manufacturing method has been investigated experimentally. Thermoplastic Polyurethane (TPU) polymer material has been used in the production of specimens. To produce the specimens, Fused Deposition Modeling method has been used. From the printing parameters, the infill rate and printing pattern have been selected as a variant. Specimens with 30%, 40% and 50% infill rates have been produced using honeycomb, square and concentric patterns. A total of 27 specimens have been produced, three of each specimen. Low-velocity drop tests have been conducted on the specimens with initial impact energy of 125 J and initial impact velocity of 2,8 m/s. Mass of impactor is 32 kg. The experimental results prove that, the most energy absorbing structure is a square patterned specimen with 50% infill rate that absorbs approximately 90% (112 J) of impact energy. The least energy absorbing structure is a concentric patterned specimen with a 30% infill rate that absorbs 25% (32 J) of impact energy. The highest average absorbing specific energy value belongs to the square patterned specimen that has 40% infill rate with 9,2 J/g and the lowest average absorbing energy value belongs to concentric patterned specimen that has 30% infill rate with 3,4 J/g. It has been observed that the absorbed energy value increases with increasing infill rate. The impact energy absorbing due to the patterns is square>honeycomb>concentric pattern. Impact damage analysis has been performed by examining crushing behavior of specimens under impact load and after impact in a macro scale and in a micro scale using Scanning Electron Microscope (SEM) images.