Açık Ve Kapalı Sistemlerde Doluluk Oranının Parça Mukavemetine Etkisinin İncelenmesi

3 Boyutlu yazıcılar bilgisayar üzerinde modellenmiş veya 3 boyutlu olarak taranmış modelleri geleneksel üretim yöntemlerine nazaran oldukça hızlı bir şekilde üretebilen cihazlardır. 3 boyutlu yazıcılarda parça yazdırma metotlarından biri olan Ergiyik Depolayarak Modelleme metodunda doluluk oranı, katman kalınlığı, ekstruder sıcaklığı, ortam koşulları gibi faktörler parça mukavemetini etkilemektedir. Günümüzde bu parametrelerin etkisini en aza indirgeyerek optimum koşullarda parça üretimini amaçlayan birçok çalışma yapılmaktadır. Bütün bu gerekçeler göz önünde bulundurularak gerçekleştirilen çalışmada ortam koşullarının ürünün mekanik özelliklerine etkisini belirlemek amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda 400x400x360 mm, mak. 160x170x120 mm ürün yazdırabilen, ısıtılabilen tablaya sahip Kartezyen tip bir üç boyutlu yazıcı tasarımı ve prototip imalatı gerçekleştirilmiştir. Prototiplenen yazıcıda üç farklı polimer malzeme (ABS, PLA ve Power ABS), üç farklı doluluk oranı (%10, %30 ve %50) ve iki farklı çalışma ortamı (etrafı açık ve etrafı kapalı sistem) kullanılarak toplamda 54 adet deney numunesi yazdırılmıştır. Elde edilen numuneler çekme deneyine ve shore sertlik testine tabi tutulmuştur. Çalışmanın sonucunda, kapalı sistemde yazılan numunelerin açık sistemde yazılan numunelere nazaran sertlik değerinin daha düşük olduğu, çekme dirençlerinin ve % uzamalarının daha yüksek olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler:

3 boyutlu yazıcılar, kompozit filament, doluluk oranı

Investigation on the Effect of The Open and Closed Systems

3d printers are modeled on the computer or scanned as 3d is a device that can produce rather quickly as compared to traditional production methods. Factors such as fill rate, layer thickness, extruder temperature, ambient conditions affect the part strength in the Fused Deposition Modeling method which is one of the methods of printing parts in 3D printers. Today, many studies aiming to produce parts under optimum conditions by reducing the effect of these parameters to the minimum are being made. All these reasons are intended to operate in ambient conditions considering performed to determine the effect on the mechanical properties of the product. For this purpose, dimensions of 400x400x360 mm, max. A Cartesian type three-dimensional printer with a tray that can print 160x170x120 mm product can be designed and a prototype has been produced. A total of 54 test samples were printed on the prototype printer using three different polymer materials (ABS, PLA and Power ABS), three different fill rates (10%, 30% and 50%) and two different operating environments (open and enclosed system). The obtained samples were subjected to tensile test and shore hardness test. As a result of the study, it was determined that the samples written in the closed system have lower hardness value and higher tensile strength and% elongation than the samples written in open system.

Keywords:

3-D printers, composite filament, the occupancy rate,

PDF

___

[1] K. Delikanlı, M. M. Sofu ve U. Bekci, "Üretim Sektöründe Hızlı Direkt İmalat Sistemlerinin Yeri Ve Önemi", Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 4: 33-39, (2005).
[2] M. w. Burghilde, Toutaoui ve W. G. Hans, "Rapid prototyping technology-new potentials for off shore and abyssal engeneering", The Thirteenth International Offshore and Polar Engineering Conference, Hawaii, (2003).
[3] P. Dudek, "FDM 3D Printing Technology in Manufacturing Composite Elements," Archives of Metallurgy and Materials, 4: 1415-1418, (2013).
[4] H. Baş ve F. Yapıcı, "Ergonomik Tasarım ve Üretimde Hızlı Prototipleme teknolojisi", Süleyman Demirel Üniversitesi Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, no. 21.Ulusal Ergonomi Dergisi Özel Sayısı, 199-204, (2015).
[5] A. Çelebi, S. Demirdal ve M. Akbulut, "3 Boyutlu Yazici İle Üretilen Polylaktikasit (PLA) Numunelerde Doluluk Oranlarinin Mekanik Özelliklere Etkisi", 2. 3b Baskı Teknolojileri Uluslararası Sempozyumu, İstanbul, (2017) . [6] E. Çantlı, M. Aydın, F. Yıldırım , M. Günay ve B. Kaya, "Investigation of the FDM process performance at different printing parameters", 2. 3B Baskı Teknolojileri Uluslar araı Sempozyumu, İstanbul, (2017).
[7] M. A. Özdemir, H. Evlen ve A. Çalışkan , "Doluluk oranının PLA ve PET Malzemelerin Mekanik Özellikleri ,üzerine Etkisi", 3b Baskı Teknolojileri Uluslararası Sempozyumu, İstanbul, ( 2016).
[8] D. Çelik ," Üç Boyutlu Yazıcı Tasarımı, Prototipi Ve Tersine Mühendislik Uygulamaları", Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2015).
[9] F. Çavdar , H. Filiz ve C. Doğan , "Bir Hızlı Prototipleme MakiNesi Tasarımı", Timak-Tasarım İmalat Analiz Kongresi, Balikesir, (2006).
[10] B. N. Tuner, R. Strong ve S. A. Gold , "A review of melt extrusion additive manufacturing processes: I. process design and modeling", Rapid Prototyping Journal, 3: 192-204, (2014).
[11] https://plastics.ulprospector.com/generics/1/c/t/acrylonitrile-butadiene-styrene-abs-properties-processing.
[12] https://plastics.ulprospector.com/generics/34/c/t/polylactic-acid-pla-properties-processing.
[13] http://www.sigma3dprinter.com/ar-ge.html?product id=62.
[14] S. Akkurt, "Abs Plastiklerinin Çekme Kopma Mukavemeti Üzerine Tavlama Sıcaklığının Etkisi", Erciyes Üniversitesi Bilim Dergisi,3: 516-525, ( 1987).
[15] http://www.biyoplastik.net/2014/01/polilaktik-asit-pla-islenirken-dikkat.html
[16] O. Ekşi, Plastik Esaslı Malzemelerin Isıl Şekil Verme Özelliklerinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Edirne: Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2007).
[17] http://teknikbil.blogspot.com.tr/2013/11/akrilonitril-butadien-stiren-abs.html.
[18] C. Can, Plastik Enjeksiyon Kalıplamada Termoplastik Malzemelerin Modelleme Ve Analizleri, Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2008).