Manufacturing of Materials in Different Resolutions and Investigation of Mechanical Behaviors By 3D Printing

Abstract

Additive manufacturing and three-dimensional printing are emerging as innovative technologies that simplify the production of complex materials and significantly shorten the production processes. Developments in additive manufacturing technology are significant for making the materials used as assembly materials in the trailer sector, which can be produced by mold studies faster, with higher quality and at a reasonable cost. In case of need, the remanufacturing of materials made with traditional methods within the scope of test and trial studies puts a strain on the schedule and budget. Therefore, it is essential to integrate three-dimensional additive manufacturing technology into the trailer sector. In this study, parts frequently used in the trailer sector were manufactured using three-dimensional printing technology. To determine the mechanical properties of these parts, test samples were produced at different resolutions, and tensile tests were performed at different temperatures. The mechanical properties are quite similar to those of conventional materials. The yield strength and strain decreased with an increase in temperature. In addition, the variation in the resolubility value was examined. Mechanically, a 0.09-micron resolution yielded better results than the other examined 0.19-micron and 0.29-micron resolutions.

Keywords

• 3D Printer
• Tensile Test
• Mechanical Behavior
• Additive Manufacturing

Üç Boyutlu İmalat Yöntemi ile Farklı Çözünürlüklerde Malzeme Üretimi ve Mekanik Davranışlarının İncelenmesi

Abstract

Üç boyutlu katmanlı imalat yöntemi, son yıllarda gelişen teknoloji ile birlikte kompleks malzemelerin imalatını kolaylaştıran ve üretim sürelerini önemli ölçüde kısaltan bir teknoloji olarak karşımıza çıkmaktadır. Treyler sektöründe montaj malzemeleri olarak kullanılan, kalıp veya işleme çalışmaları ile imal edilebilen malzemelerin daha hızlı, kaliteli ve uygun maliyet ile yapılabilmesi için üç boyutlu imalat teknolojisindeki gelişmeler oldukça önem arz etmektedir. Test ve deneme çalışmaları kapsamında geleneksel yöntemler ile imal edilen malzemelerin ihtiyaç durumunda yeniden imalatları takvimi ve bütçeyi oldukça zorlamaktadır. Bu nedenle üç boyutlu katmanlı imalat teknolojisinin treyler sektörüne entegre edilmesi oldukça önem arz etmektedir. Bu çalışmada treyler sektöründe oldukça sık kullanılan parçaların üç boyutlu yazıcı teknolojisi ile imalatları gerçekleştirilmiştir. Bu parçaların mekanik özelliklerini tespit edebilmek adına test numuneleri farklı çözünürlükler altında imal edilmiş olup, farklı sıcaklıklar altında çekme testleri gerçekleştirilmiştir. Mekanik özelliklerin davranışı geleneksel malzemelere oldukça benzemektedir. Beklenildiği üzere sıcaklığın artması akma mukavemeti değerlerini düşürmüştür, aynı zamanda gerinim değerlerinin azalmasına sebep olmuştur. Çalışmaya ilave olarak çözünürlük değerinin değişimi incelenmiştir. Mekanik olarak 0,09 mikron çözünürlüğün diğer incelenen 0,19 mikron ve 0,29 mikron durumlarına göre daha iyi sonuç verdiği görülmüştür.

Keywords

• Katmanlı İmalat
• 3B Yazıcı
• Çekme Testi
• Mekanik Davranış

References

1. Attaran, M. (2017). The rise of 3-D printing: The advantages of additive manufacturing over traditional manufacturing. Business Horizons, 60(5), 677–688.
2. Banfield, C., Kidd, J., & Jacob, J. D. (2016). Design and Development of a 3D Printed Unmanned Aerial Vehicle.
3. Barz, A., Buer, T., & Haasis, H. D. (2016). A Study on the Effects of Additive Manufacturing on the Structure of Supply Networks. IFAC-PapersOnLine, 49(2), 72–77.
4. Kılıç, S., Demirdöğen, MF. (2022). Sıcaklık ve Deformasyon Hızının Mekanik Özelliklere Etkisinin İncelenmes, International Journal of Engineering Research and Development, 14(2), 406-419 .
5. Kong, X., Nie, L., Zhang, H., Wang, Z., Ye, Q., Tang, L., Huang, W., & Li, J. (2016). Do 3D Printing Models Improve Anatomical Teaching About Hepatic Segments to Medical Students? A Randomized Controlled Study. World Journal of Surgery, 40(8), 1969–1976.
6. Mussi, E., Furferi, R., Volpe, Y., Facchini, F., McGreevy, K. S., & Uccheddu, F. (2019). Ear reconstruction simulation: From handcrafting to 3D printing. In Bioengineering, 6(1), 14.
7. Özkaya, Y. (2020). Industry 4.0 Journey and Key Resources. In TOGU Career Research Journal, 1(1), 31-39.
8. Salazar-Gamarra, R., Contreras-Pulache, H., Cruz-Gonzales, G., Binasco, S., Cruz-Gonzales, W., & Moya-Salazar, J. (2022). Three-Dimensional Printing and Digital Flow in Human Medicine: A Review and State-of-the-Art. In Applied System Innovation, 5(6), 126.

9. Saleh Alghamdi, S., John, S., Roy Choudhury, N., & Dutta, N. K. (2021). Polymers Additive Manufacturing of Polymer Materials: Progress, Promise and Challenges, 13, 753
10. TANABİ, H. (2021). Investigation of the temperature effect on the mechanical properties of 3D printed composites. International Advanced Researches and Engineering Journal, 5(2), 188–193.
11. Tatlı, O. (2020). Üç boyutlu yazıcı tasarımı, imalatı ve dolgu geometrisinin mekanik özelliklere etkisi. Diss. Bursa Uludag University.
12. Wagner, S. A., & Kreyer, R. (2021). Digitally Fabricated Removable Complete Denture Clinical Workflows using Additive Manufacturing Techniques. Journal of Prosthodontics, 30, 133–138.