Eriyik biriktirme yöntemi ile üretilen karbon fiber takviyeli PA kompozitlerin mekanik davranışlarının incelenmesi
Investigation of mechanical behavior of carbon fiber reinforced PA composites produced by melt deposition method
Yazar: ÖZGÜR BAŞARAN
Danışman: PROF. DR. ÜMRAN ESENDEMİR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Teknolojinin gelişmesi ile değişen ve gelişen üretim metotlarıyla birlikte üç boyutlu (3B) baskı teknolojilerine olan talep artmıştır. Karmaşık geometrilerin ayrı bir işlem gerektirmeksizin tek seferde imal edilebilmesi, bilgisayar destekli olması, zamandan ve artık malzemeden tasarruf sağlamasından ötürü önemi gitgide artmış ve popülerlik kazanmıştır. Bu 3B baskı teknolojilerinde en çok tercih edilen üretim yöntemlerinin başında ise Eriyik Biriktirme Yöntemi (EBY) gelmektedir. Bu yöntemle kompozit malzemelerin üretimi yaygın hale gelmiştir. Özellikle karbon fiber takviyesinin kompozit malzemelerin mekanik davranışlarını arttırması ve sağladığı diğer avantajlar göz önüne alındığında birçok sektörde ihtiyaç haline gelmiştir. Bu çalışmanın amacı EBY ile basılan Polyamid (PA) ve karbon fiber takviyeli PA-CF kompozit malzemelerin mekanik davranışlarının hem deneysel hem de analiz yardımıyla belirlenerek karbon fiber takviyesinin PA malzemelerin mekaniksel davranışlarına sağladığı avantajların belirlenmesidir. Bu doğrultuda PA filament ve karbon fiber takviyeli PA-CF filament kullanılarak EBY yöntemiyle ASTM standartlarına uygun test numuneleri üretilmiştir. Üretilen numunelerin mekanik davranışlarına belirlemek için çekme, basma ve üç nokta eğme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar ANSYS Workbench programında analiz edilmiştir. Yapılan deneyler ve analizler neticesinde karbon fiber takviyesinin kompozit malzemenin mekanik davranışlarını olumlu yönde etkilediği gözlemlenmiştir. 


Anahtar Kelimeler: Karbon Fiber Takviyeli PA Filament, Eriyik Biriktirme Yöntemi, 3B Baskı Teknolojisi, Mekanik Testler, ANSYS Workbench, Yapısal Analiz.

Abstract:
With the development of technology, the demand for three-dimensional (3D) printings technologies has increased with the changing and developing production methods. Its importance has gradually increased and gained popularity due to the fact that complex geometries can be manufactured in one go without requiring a separate process, it is computer aided, and it saves time and waste materials. One of the most preferred production methods in these 3D printing technologies is Fused Deposition Modeling (FDM). With this method, the production of composite materials has become widespread. Especially considering that carbon fiber reinforcement increases the mechanical behavior of composite materials and other advantages it provides, it has become a necessity in many sectors. The aim of this study is to determine the mechanical behavior of Polyamide (PA) and carbon fiber reinforced PA-CF composite materials printed with FDM with the help of both experimental and analysis and to determine the advantages of carbon fiber reinforcement on the mechanical behavior of PA materials. In this direction, test specimens in accordance with ASTM standards were produced by using FDM method using PA filament and carbon fiber reinforced PA-CF filament. Tensile, compression and three-point bending tests were carried out to determine the mechanical behavior of the produced samples. The obtained results were analyzed in the ANSYS Workbench program. As a result of the experiments and analysis, it was observed that carbon fiber reinforcement mechanical behavior of the composite material in a positive way.

Keywords: Carbon Fiber Reinforced PA Filament, Fused Deposition Modeling, 3D Printing Technology, Mechanical Tests, ANSYS Workbench, Structural Analysis.