3D Baskılı Termoplastik Poliüretan Esnek Dönme Mafsalının Direngenlik Karakterizasyonu

Bu çalışmanın amacı, termoplastik poliüretan (TPU) malzemesinden üretilmiş olan ve kendi rotasyon ekseninde dönebilen mekanizma parçalarının torsiyonel direngenlik sabitlerinin deneysel ve teorik olarak elde edilip karşılaştırılmasıdır. Hassas bir ölçüm sistemi kurularak dört numune için farklı yüklerde eğilme açıları ölçülmüş ve tepki momenti değerleri belirlenmiş, böylece deneysel torsiyonel direngenlikler hesaplanmıştır. Ankastre levha kullanılarak elde edilen teorik model ile deneysel sonuçların genel itibariyle uyumlu olduğu kaydedilmiştir. Dönme mafsalı boğaz bölgesi geometrik parametrelerinin sonucu ne şekilde etkilediği tartışılmıştır. Önerilen deney düzeneğinin dönme mafsalı torsiyonel direngenlik ölçümünde etkin bir şekilde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Stiffness Characterization of a 3D-Printed Thermoplastic Polyurethane Compliant Revolute Joint

The aim of this study is to determine and compare the torsional stiffnesses of the revolute compliant joints that are made of thermoplastic polyurethane (TPU) material. By setting up a sensitive measurement system, tilt angles were measured at different loading values for four samples and the reaction moments are determined to calculate experimental torsional stiffness. The results of the theoretical model based on a cantilever plate model is in general compatible with the experimental results. The effect of the compliant hinge geometric parameters on the results are discussed. It is concluded that the proposed experimental setup can be used effectively in the measurement of the torsional stiffness of revolute compliant joints.

___

[1] Mutlu R., Tawk C., Alici G. ve Sariyildiz E. "A 3D printed monolithic soft gripper with adjustable stiffness", IECON 2017-43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, China Beijing, 6235-6240, (2017).

[2] Rodríguez-Panes A., Claver J. ve Camacho, A. M., "The influence of manufacturing parameters on the mechanical behaviour of PLA and ABS pieces manufactured by FDM: A comparative analysis", Materials, 11(8): 1333, (2018).

[3] Günay M., Gündüz S., Yılmaz H., Yaşar N. ve Kaçar R., "PLA esaslı numunelerde çekme dayanımı için 3D baskı işlem parametrelerinin optimizasyonu", Politeknik Dergisi, 23(1): 73-79, (2019).

[4] Wei H., Wang L., Niu X., Deng Y., Zhang Y. ve Cheng J., "Stiffness characteristics of a laser beam melted (LBM) additive-manufactured flexure mechanism", Procedia CIRP, 78: 144-148, (2018).

[5] Lobontiu N.,"Compliant Mechanisms: Design of Flexure Hinges", CRC Press, ABD, (2003).

[6] Kaplan G., "Esnek Mekanizmaların Sonlu Elemanlar Yöntemi ile İncelenmesi", yüksek lisans tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2013).

[7] Hu Y., Zhang L., Li W. ve Yang G. Z., "Design and fabrication of a 3-D printed metallic flexible joint for snake-like surgical robot", IEEE Robotics and Automation Letters, 4(2): 1557-1563, (2019).

[8] Mutlu R., Alici G., in het Panhuis M. ve Spinks G., "Effect of flexure hinge type on a 3D printed fully compliant prosthetic finger", 2015 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, Korea Busan, 790-795, (2015).

[9] Tawk C., Gillett A., in het Panhuis M., Spinks G. M. ve Alici G., "A 3D-printed omni-purpose soft gripper", IEEE Transactions on Robotics, 35(5): 1268-1275, (2019).

[10] Pham M. T., Teo T. J., Yeo S. H., Wang P. ve Nai M. L. S., "A 3-D printed Ti-6Al-4V 3-DOF compliant parallel mechanism for high precision manipulation", IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 22(5): 2359-2368, (2017).

[11] Sharkey J. P., Foo D. C., Kabla A., Baumberg J. J. ve Bowman R. W. "A one-piece 3D printed flexure translation stage for open-source microscopy", Review of Scientific Instruments, 87(2): 025104, (2016).

[12] Lee C. ve Tarbutton J. A.,"Compliance and control characteristics of an additive manufactured-flexure stage", Review of Scientific Instruments, 86(4): 045107, (2015).

[13] Bates S. R., Farrow I. R. ve Trask R. S., "3D printed polyurethane honeycombs for repeated tailored energy absorption", Materials and Design, 112: 172-183, (2016).

[14] Lobontiu N.,"Out-of-plane (diaphragm) compliances of circular-axis notch flexible hinges with midpoint radial symmetry", Mechanics Based Design of Structures and Machines, 42(4): 518-538, (2014).

[15] Alghamdi A., Maconachie T., Downing D., Brandt M., Qian M., ve Leary M.,"Effect of additive manufactured lattice defects on mechanical properties: an automated method for the enhancement of lattice geometry", The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 108: 957-971, (2020).

[16] Balderrama-Armendariz C. O., MacDonald E., Roberson D. A., Ruiz-Huerta L., Maldonado-Macias A., Valadez-Gutierrez E. ve Espalin D., "Folding behavior of thermoplastic hinges fabricated with polymer extrusion additive manufacturing", The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 105(1-4): 233-245, (2019).

[17] Wagner M. A., Huang J. L., Okle P., Paik J. ve Spolenak R., "Hinges for origami-inspired structures by multimaterial additive manufacturing", Materials and Design, 191: 108643, (2020).

[18] Data MMP. Covestro Desmopan® 2786A GMP TPU.

[19] QiH. J. ve Boyce M. C., "Stress–strain behavior of thermoplastic polyurethanes", Mechanics of materials, 37(8): 817-839,(2005).

[20] Kanbur Y. ve Tayfun U., "Investigating mechanical, thermal, and flammability properties of thermoplastic polyurethane/carbon nanotube composites", Journal of Thermoplastic Composite Materials, 31(12): 1661-1675, (2018).

[21] Hossieny N., Shaayegan V., Ameli A., Saniei M. ve Park C. B., "Characterization of hard-segment crystalline phase of thermoplastic polyurethane in the presence of butane and glycerol monosterate and its impact on mechanical property and microcellular morphology", Polymer, 112: 208-218, (2017).

[22] Fang C., Yang R., Zhang Z.,Zhou X., Lei W., Cheng Y., Zhang W. ve Wang D.,"Effect of multi-walled carbon nanotubes on the physical properties and crystallisation of recycled PET/TPU composite", RSC Adv., 8(16): 8920-8928, (2018).

[23] Fedorov D. S., Ivoilov A. Y., Zhmud V. A. ve Trubin V. G., "Using of measuring system MPU6050 for the determination of the angular velocities and linear accelerations", Automatics & Software Enginery, 11(1): 75-80, (2015).

[24] D’Ausilio A., "Arduino: A low-cost multipurpose lab equipment", Behavior research methods, 44(2), 305-313, (2012).

[25] Eaton J. W., Bateman D., Hauberg, S. ve Wehbring R.,"GNU Octave Version 5.1. 0 Manual: A High-Level Interactive Language for Numerical Computations", Free Software Foundation, (2019).

[26] Reas C. ve Fry B., "Processing: programming for the media arts", AI & SOCIETY, 20(4): 526-538, (2006).

[27] Cook R. D. ve Young C.D.,"Advanced Mechanics of Materials", 2ed., Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, (2003).

___

Bibtex @araştırma makalesi { politeknik682638, journal = {Politeknik Dergisi}, eissn = {2147-9429}, address = {Gazi Üniversitesi Teknoloji Fakültesi 06500 Teknikokullar - ANKARA}, publisher = {Gazi Üniversitesi}, year = {2022}, volume = {25}, number = {1}, pages = {291 - 298}, doi = {10.2339/politeknik.682638}, title = {3D Baskılı Termoplastik Poliüretan Esnek Dönme Mafsalının Direngenlik Karakterizasyonu}, key = {cite}, author = {Baler, Ufuk Tan and Aykın, Enis and Okyar, Ali Fethi and Topaloğlu, Nezih} }
APA Baler, U. T. , Aykın, E. , Okyar, A. F. & Topaloğlu, N. (2022). 3D Baskılı Termoplastik Poliüretan Esnek Dönme Mafsalının Direngenlik Karakterizasyonu . Politeknik Dergisi , 25 (1) , 291-298 . DOI: 10.2339/politeknik.682638
MLA Baler, U. T. , Aykın, E. , Okyar, A. F. , Topaloğlu, N. "3D Baskılı Termoplastik Poliüretan Esnek Dönme Mafsalının Direngenlik Karakterizasyonu" . Politeknik Dergisi 25 (2022 ): 291-298 <
Chicago Baler, U. T. , Aykın, E. , Okyar, A. F. , Topaloğlu, N. "3D Baskılı Termoplastik Poliüretan Esnek Dönme Mafsalının Direngenlik Karakterizasyonu". Politeknik Dergisi 25 (2022 ): 291-298
RIS TY - JOUR T1 - 3D Baskılı Termoplastik Poliüretan Esnek Dönme Mafsalının Direngenlik Karakterizasyonu AU - Ufuk Tan Baler , Enis Aykın , Ali Fethi Okyar , Nezih Topaloğlu Y1 - 2022 PY - 2022 N1 - doi: 10.2339/politeknik.682638 DO - 10.2339/politeknik.682638 T2 - Politeknik Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 291 EP - 298 VL - 25 IS - 1 SN - -2147-9429 M3 - doi: 10.2339/politeknik.682638 UR - Y2 - 2020 ER -
EndNote %0 Politeknik Dergisi 3D Baskılı Termoplastik Poliüretan Esnek Dönme Mafsalının Direngenlik Karakterizasyonu %A Ufuk Tan Baler , Enis Aykın , Ali Fethi Okyar , Nezih Topaloğlu %T 3D Baskılı Termoplastik Poliüretan Esnek Dönme Mafsalının Direngenlik Karakterizasyonu %D 2022 %J Politeknik Dergisi %P -2147-9429 %V 25 %N 1 %R doi: 10.2339/politeknik.682638 %U 10.2339/politeknik.682638
ISNAD Baler, Ufuk Tan , Aykın, Enis , Okyar, Ali Fethi , Topaloğlu, Nezih . "3D Baskılı Termoplastik Poliüretan Esnek Dönme Mafsalının Direngenlik Karakterizasyonu". Politeknik Dergisi 25 / 1 (Mart 2022): 291-298 .
AMA Baler U. T. , Aykın E. , Okyar A. F. , Topaloğlu N. 3D Baskılı Termoplastik Poliüretan Esnek Dönme Mafsalının Direngenlik Karakterizasyonu. Politeknik Dergisi. 2022; 25(1): 291-298.
Vancouver Baler U. T. , Aykın E. , Okyar A. F. , Topaloğlu N. 3D Baskılı Termoplastik Poliüretan Esnek Dönme Mafsalının Direngenlik Karakterizasyonu. Politeknik Dergisi. 2022; 25(1): 291-298.
IEEE U. T. Baler , E. Aykın , A. F. Okyar ve N. Topaloğlu , "3D Baskılı Termoplastik Poliüretan Esnek Dönme Mafsalının Direngenlik Karakterizasyonu", Politeknik Dergisi, c. 25, sayı. 1, ss. 291-298, Mar. 2022, doi:10.2339/politeknik.682638
Politeknik Dergisi
  • ISSN: 1302-0900
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1998

65.2b9.6b

Sayıdaki Diğer Makaleler

Trafik Kazalarının Sınıflandırılmasında Çok Katmanlı Algılayıcı, Regresyon ve En Yakın Komşuluk Algoritmalarının Performans Analizi

Emre KUŞKAPAN, Muhammed Yasin ÇODUR

Granüler Zemine Oturan Yüzeysel Kare Temelin Altındaki Gerilme Artışının Küçük Ölçekli Model Deneylerle İncelenmesi

Bayram ATEŞ, Erol ŞADOĞLU

Menadione Tek Kristalinde Radyasyon Hasar Merkezlerinin Elektron Paramanyetik Rezonans Çalışması

Ali Cengiz ÇALIŞKAN, Betül ÇALIŞKAN

Temel Ağ Teknolojilerinin Endüstriyel Nesnelerin İnterneti Üzerindeki Güvenlik Etkileri

İsmail BÜTÜN

Farklı Geleneksel ve Çelik Lifli Beton Katmanlarına Sahip Betonarme Kirişlerin Eğilme Davranışı

Halit MERTOL

Mobil Robotlarda Kullanılan DC Motorların Parametrelerinin Belirlenmesi İçin Deney Düzeneği Geliştirilmesi

Gürkan GÜRGÖZE, İbrahim TÜRKOĞLU

Radyant Panel Konumlarının ve Su Sıcaklığının Termal Konfor Üzerindeki Etkisinin Araştırılması

Onur ORUÇ, Merve ÖZTÜRK

Ultrasonik Sürücülerin Soğutulması için Termoelektrik Kendinden Soğutma Sisteminin Deneysel İncelenmesi

Mert ŞENER, F.mertkan ARSLAN, Oğuz GÜRSES, Gökhan GÜRLEK

Merkezi Isıtma Sistemlerinde Yerüstü ve Yeraltı Ön Yalıtımlı Boruların Optimum Yalıtım Kalınlığı, Enerji Tasarrufu ve Yakıt Emisyon Hesabı

Okan KON, Utku İLHAN

FDM Yöntemi ile Üretilen Kovan Yatakların Titreşimi Sönümleme Kabiliyetlerinin Deneysel Analizi

Menderes KAM, Hamit SARUHAN, Ahmet İPEKÇİ