3Boyutlu üretim teknikleriyle fonksiyonel parçaların üretimi üzerine ilgi çekici çalışmalar ortaya konmaya başlamıştır. Başlangıçta sadece termoplastik filamentler kullanılmasına rağmen gelişen teknolojiler sayesinde elyaf takviyeli kompozit parçalar da üretilebilmektedir. Bu çalışmada, 3Boyutlu baskılama ile üretilmiş sürekli karbon elyaf takviyeli (CFR) kompozit sandviç panellerin yarı-statik ve dinamik yüklemeler altındaki mekanik performansı deneysel olarak incelenmiştir. Sandviç paneller, CFR kompozit yüzey levhaları arasında prizmatik kafes çekirdek olacak şekilde tasarlanmıştır. Sandviç yapıları üretmek için sürekli CFR termoplastik (polipropilen (PP)) monofilament kompozitler (CCTMC) kullanılmıştır. CCTMC sandviç yapıları, özel olarak tasarlanmış bir kalıp içeren laboratuvar ölçekli bir termoplastik ekstrüder sistemi ile üretilmiştir. Sandviçlerin yüzey levhaları, aynı CCTMC'ler kullanılarak üç katman halinde [0°/90°/0°] istifleme sırasına göre sıcak sıkıştırma kalıbında üretilmiştir. Geliştirilen sandviç paneller tamamen geri dönüştürülebilir ve ultra hafiftir ve piramit şeklindeki kafes tipi kafes çekirdekleri sandviç yapının çekirdeği olarak yerleştirilmiştir. Test sonuçları; test numunelerinin basınç testinde 270 kN maksimum kuvvetine ve 3 nokta eğilme testinde de 240 kN maksimum kuvvetine dayanabildiğini göstermiş ve yapıdaki deformasyonun mono kompozit elemanın burkulma sınırına ulaşmasıyla meydana geldiğini ortaya koymuştur. Dinamik 3 nokta eğilme testinde, malzemenin deformasyon hızına bağımlılığı nedeniyle tepe kuvvet değeri yaklaşık 2 kat artarak 450 kN değerine ulaşmıştır.
Eklemeli Üretim Kompozit Malzemeler Kafes Çekirdek Yapılar Mekanik Özellikler Sandviç Yapılar
The production of functional parts with 3D manufacturing techniques has started to disclose fascinating studies. Although only thermoplastic filaments were initially used, fiber-reinforced composite parts can be produced using developing techniques. This study investigated the quasi-static and dynamic mechanical performance of 3D printed continuous Carbon Fiber Reinforced (CFR) composite sandwich panels. Sandwich panels were designed with a prismatic lattice core between CFR composite facesheets. Continuous CFR Thermoplastic (Polypropylene (PP)) Monofilament Composites (CCTMC) were used to produce sandwich structures. CCTMC sandwiches were produced with a laboratory-scale production system, including thermoplastic extruder and mold designed specifically. Facesheets of sandwiches were manufactured in a hot compression mold as [0°/90°/0°] stacking sequence as three-layers using the same CCTMCs. The sandwich panels were fully recyclable and ultra-lightweight, and pyramidal-shaped truss-type lattice cores were placed as the core of the structure. Test results showed test specimens had stand ~270 kN peak force in the compression test and ~240 kN peak force in 3-point bending, and the deformation in the structure occurred when the mono composite element reached the buckling limit. In the dynamic 3- point bending, the peak force value increased approximately 2 times and reached 450 kN due to the strain-rate dependence of the material.
Additive Manufacturing Composite Materials Lattice Core Structures Mechanical Properties Sandwich Structures
The authors would like to present their thanks to the Scientific and Technological Research Council of Turkey (TÜBİTAK) for their support through Project Number 118M571.
The authors also would like to thank Pega Automotive /Turkey for their support for compression and tensile experiments.
Birincil Dil | İngilizce |
---|---|
Konular | Kompozit ve Hibrit Malzemeler, Otomotiv Mühendisliği (Diğer) |
Bölüm | Araştırma Makaleleri |
Yazarlar | |
Erken Görünüm Tarihi | 18 Aralık 2024 |
Yayımlanma Tarihi | |
Gönderilme Tarihi | 10 Haziran 2024 |
Kabul Tarihi | 17 Ekim 2024 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2024 Cilt: 29 Sayı: 3 |
DUYURU:
30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir). Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.
Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr