Determination of Bending Moment Capacity on “L” Type Furniture Corner Assembly Elements Produced by 3D Printers

Year 2020, Volume: 10 Issue: 4, 1057 - 1065, 15.10.2020

Abdurrahman Karaman , Mehmet Nuri Yıldırım , Şekip Şadiye Yaşar

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.735279

Abstract

In this study, determining the impact of biscuit-type joining elements produced in 3-D printers on the bending moment resistance was aimed in “L” type corner joining. For this purpose, wood-based material 18 mm thick MDF-lam, wood-based biscuit, Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) and Polylactic Acid (PLA) produced with 3-D printer, biscuit joining elements obtained from thermoplastic based filaments are used. Test samples, according to (ASTM D 1037-06a, 2006) standards were subjected to; diagonal tensile and compression moment tests. According to the experiment results, the tensile moment values was determined to be higher than the compression moment values. The wood-based biscuit joining element has the highest values, the wood-based biscuit joining element was followed by the biscuit assembly elements obtained respectively from PLA and ABS-based materials produced in 3-D printer in the compression test; while the wood-based biscuit joining element has the highest values in the tensile test, this was followed by ABS and PLA biscuit joining elements. In the tensile test, it was observed that the biscuit joining elements produced with 3-D printer technology gave close values to the wood based biscuit joining element and that these elements can be used as an alternative to the wood-based biscuit element for the corner joining of the furniture elements.

Keywords

Wood Based Boards, Assembly Element, Corner Joint, Moment Capacity, 3-D Printer

Üç Boyutlu Yazıcılarda Üretilen Birleştirme Elemanlarının “L” Tipi Mobilya Köşe Birleştirmelerde Momenti Kapasitesine Etkisinin Belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, üç boyutlu yazıcılarda üretilen bisküvi tipi birleştirme elemanlarının “L” tipi köşe birleştirmelerde eğilme momenti direncine etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla Deney örneklerinin hazırlanmasında ahşap esaslı malzeme 18 mm kalınlığında MDF-lam, ahşap esaslı bisküvi ile üç boyutlu yazıcı ile üretilen Akrilonitril Bütadien Stiren (ABS) ve Polilaktik Asit (PLA) termoplastik esaslı filamentlerden elde edilen bisküvi birleştirme elemanları kullanılmıştır. Deney örnekleri, (ASTM D 1037-06a, 2006) standartlarına göre; diyagonal çekme ve basınç momenti testlerine tabi tutulmuştur. Deney sonuçlarına göre, çekme momenti değerleri, basınç momenti değerlerinden daha yüksek çıktığı belirlenmiştir. Ahşap esaslı bisküvi birleştirme elemanının en yüksek değerlere sahip olduğu, basınç deneyinde bunu sırasıyla 3-D yazıcıda üretilmiş PLA ve ABS esaslı malzemelerden elde edilen bisküvi birleştirme elemanlarının takip etttiği, çekme deneyi sonucunda ise ahşap esaslı bisküvi birleştirme elemanının en yüksek değerlere sahip iken bunu sırasıyla ABS ve PLA bisküvi birleştirme elemanları izlemiştir. Çekme deneyinde, 3D yazıcı teknolojisi ile üretilen bisküvi birleştirme elemanlarının ahşap bisküvili birleştirme elemanına yakın değer verdiği ve bu elemanların mobilya elemanları birleşme köşelerinde ahşap esaslı bisküvi elemanına alternatif olarak kullanılabileceğine ilişkin değerler elde edilmiştir.

Keywords

Ahşap Kompozit Malzeme, Birleştirme Elemanı, Köşe Birleştirme, Moment Kapasitesi, 3 D Yazıcı

References

• ASTM D 1037-06a, 2006. Standard Test Methods for Evaluating Properties of Wood-Base Fiber and Particle Panel Materials. ASTM International, West Conshohocken, PA.
• Artıboyut, 2019. Artıboyut İnovasyon Müh. San. Tic. Ltd. Şti., Ankara
• Aydın, A. ve Kahraman, F., 2018. 3B Baskı Teknolojisi Kullanılarak Hızlı Prototipleme Yapımı ve Nesnelerin Üretimi, 6th International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science, Antalya, Turkey, s.419-428.
• Campbell, T., Williams, C., Ivanova, O., Garrett, B., 2011. Could 3D Printing Change the World ?. Technologies, Potential, and Implications of Additive Manufacturing. Strategic Foresight Report, Atlantic Council, Ideas. Influence. Impact.http://www.atlanticcouncil.org/publications/reports/could-3d-printing-change-the-world. son erişim tarihi: 13.10.2016.
• Çetinkaya, C. ve Özceylan, E., 2015. Impacts of 3D Printing on Supply Chain Management. XIII. International Logistics and Supply Chain Congress, October, (22-23), 649-657.
• Gökçe, H.C., Öteyaka, M.Ö. ve Yazar, I., 2018. Havacılık Alanında Eriyik Yığma Modelleme Uygulaması: Boeıng 737- 800 Model Uçağın 3 Boyutlu Ölçekli Modellenmesi. International Journal Of 3d Printing Technologies And Digital Industry 2(3), 37-44.
• Hacıoğlu, H.S., Eraslan, F. ve Şimşek, Y., 2016. ABBAS V1 Üç Boyutlu Yazıcı Tasarımı, Lisans Bitirme Tezi, Karabük Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Karabük.
• Janssen, R., Blankers, I., Moolenburgh, E., Posthumus, B., 2014. TNO: The Impact of 3D Printing on Supply Chain Management. TNO Innovation for Life, http://3din.nl/wpcontent/uploads/2014/02/TNO-Whitepaper-3-D-Printing-and-Supply-Chain-Management-April2014-web.pdf.
• Karagöl, B., 2015. 3D Printing: What does it offer and for whom? Science And Technology Policies Research Center, Metu-Tekpol. Working Paper Series; 15,1–17.
• Karaman, A., Sofuoğlu, S.D., Yeşil, H., 2020. L Tipi Demonte Mobilya Köşe Birleştirmelerde Bağlantı Elemanlarının Eğilme Momenti Üzerine Etkilerinin Araştırılması. Turkish Journal of Forestry, 21(2), 159-165.
• Karaman, A., 2020. The Effect of Fastener Type (Clamex P14 and Tenso P14) and Adhesive Type on Diagonal Compression and Diagonal Tension Performance. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 22(1), 144-152..
• Kashani, A., Imbalzano, G., Nguyen, K.T.Q. and Hui, D., 2018. Additive Manufacturing (3D printing): A Review of Materials, Methods, Applications and Challenges. Composites Part B Engineering, 143,172- 196.
• Kaygusuz B., Özerinç, S., 2018. 3 Boyutlu Yazıcı ile Üretilen PLA Bazlı Yapıların Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi. Makina ve İmalat Dergisi, 16 (1),1-6.
• Kietzmann, J., Pitt, L. ve Berthon, P., 2015. Disruptions, Decisions, and Destinations: Enter the Age of 3-D Printing and Additive manufacturing. Marketing & Technology, Business Horizons, 58, 20-215.
• Kruth, J.P., Leu, M.C., Nakagawa, T., 1998. Progress in Additive Manufacturing and Rapid Prototyping. Keynote Papers, 47(2), 525-540.
• Laureijs R.E., Roca, J.B., Narra, S.P., Montgomery, C., Beuth, J.L. and Fuchs, E.R.H., 2017. Metal Additive Manufacturing: Cost Competitive Beyond Low Volumes. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 139 (8), 1-9.
• Mackley, C.J., 2014. Reducing Costs and Increasing Productivity in Ship Maintenance Using Product Lifecycle Management, 3D Laser Scanning, and 3D Printing. Naval Postgraduate School Thesis, Monterey, California.
• Mashhadi, A.R., Esmaeillian, B., Behdad, S., 2015. Impact of Additive Manufacturing Adoption on Future of Supply Chains. Proceeding of the ASME 2015 International Manufacturing Science and Engineering Conference, June 8-12, Charlotte, North Carolina, USA.
• Romabond, 2019. Endüstriyel Tutkallar Profesyonel Yapıştırma Çözümleri, Kocaeli.
• Troselj, M., 2014. The Impact of 3D Printing, MHD Supply Chain Solutions, May / June. Uzayda 3B yazıcılar, https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/3DPrinting1.JPG, son erişim: 02.12.2016.
• Thompson M.K., Moroni, G., Vaneker, T., Fadel, G., Campbell, I., Gibson, I., Bernard, A., Schulz, J., Graf, P., Ahuja, B. and Martina, F., 2016. Design for Additive Manufacturing: Trends, Opportunities, Considerations, and Constraints. CIRP Annals, 65,737–760.
• Selko, A., 2015. 3-D Technology Shrinks the Supply Chain. Material Handling & Logistics, 1820. http://mhlnews.com/technology-automation/3-d-technology-shrinks-supply-chain.
• Solmaz, M.Y. ve Çelik, E., 2018. 3 Boyutlu Yazıcı Kullanılarak Üretilen Bal Peteği Sandviç Kompozitlerin Basma Yükü Altındaki Performanslarının Araştırılması. Science and Eng. J of Fırat University. 30(1), 277-286.
• URL-1. https://stlindir.com/fdm-teknolojisi-nedir. Erişim Tarihi: 09.09.2019.
• Yıldırım, M.N., Doruk, Ş. ve Karaman, A., 2019. 3D Yazıcıda Üretilmiş Kavela Bağlantı Elemanının L Tipi Mobilya Köşe Birleştirmelerinde Kullanımı, 3rd International Symposium on Multidisciplinary Studies and Innovative Technologies (ISMSIT 2019), October 2019, Ankara, Turkey, s.174-177.
• Yıldırım, M.N., Karaman, A. ve Doruk, Ş., 2019. 3D Yazıcıda Üretilmiş “T” Tipi Bağlantı Elemanlarının Mobilya Köşe Birleştirmelerinde Kullanımı, 3rd International Symposium on Multidisciplinary Studies and Innovative Technologies (ISMSIT 2019), October 2019, Ankara, Turkey, s.169-173.