Additive manufacturing technologies have gained significant attention due to their inherent flexibility when compared to traditional manufacturing processes. In the most commonly used additive manufacturing method, Fused Deposition Modelling (FDM), typically thermoplastic polymer materials are extruded layer by layer to produce three-dimensional parts. The production of semi-crystalline polymer materials using the FDM process, which are significantly affected by temperature changes in terms of their crystallisation behaviour, impacts the mechanical properties due to high cooling rates in FDM. In this study, the crystallisation behaviour of polypropylene during the FDM process was examined. In this context, a heat transfer model was initially created to simulate layer-by-layer production in an FDM printer, which estimates the temperature profile in the part. This model was then coupled to a crystallisation model to predict the evolution of relative crystallinity across the layers. The results show that the crystallisation rate of the part, and consequently its mechanical properties, can be altered by carefully adjusting the heating and cooling processes during the process.
Eklemeli imalat teknolojileri, geleneksel imalat yöntemlerine kıyasla daha fazla esnekliğe izin veren doğaları nedeniyle giderek popülerleşmektedir. Bu teknolojilerin en yaygın kullanılan çeşidi olan eriyik yığma modelleme (EYM) işleminde çoğunlukla termoplastik polimer malzemeler katmanlar halinde serilerek üç boyutlu parçalar üretilir. Kristalizasyon davranışı sıcaklık değişimlerinden oldukça fazla etkilenen yarı kristal polimer malzemelerin EYM ile üretiminde, işlemdeki yüksek soğuma hızları mekanik özellikler üzerinde etkili olmaktadır. Bu çalışmada polipropilen türü yarı kristal malzemenin EYM işlemi esnasındaki kristalizasyon davranışı incelenmiştir. Bu bağlamda öncelikle katmanlı üretim metodunu simüle ederek sıcaklık profilini tahmin bir ısı transferi oluşturulmuş, bu model daha sonra kristalizasyon kinetiğini hesaplayan bir başka modelle iki taraflı olarak bağlanmıştır. Geliştirilen model farklı üretim parametrelerindeki kristalizasyon oranını eş zamanlı olarak tahmin edebilmektedir. Sonuçlar, malzeme kristalizasyon oranının ve buna bağlı olarak mekanik özelliklerin, EYM işlemi esnasındaki ısıtma ve soğutma işlemlerinin dikkatli şekilde ayarlanarak değiştirilebileceğini göstermektedir.
Primary Language | Turkish |
---|---|
Subjects | Numerical Methods in Mechanical Engineering |
Journal Section | Tasarım ve Teknoloji |
Authors | |
Early Pub Date | May 15, 2025 |
Publication Date | June 30, 2025 |
Submission Date | January 24, 2025 |
Acceptance Date | March 10, 2025 |
Published in Issue | Year 2025 Volume: 13 Issue: 2 |