Eklemeli imalat, karmaşık geometrilere sahip hafif ve yüksek performanslı yapılar üretme imkânı sunan yenilikçi bir üretim teknolojisidir. Bu teknolojinin öne çıkan uygulamalarından biri olan Triply Periodic Minimal Surface (TPMS) yapılar, düşük yoğunluk, yüksek yüzey alanı, enerji emilimi ve mekanik dayanım gibi avantajlar sağlamaktadır. Ancak, eklemeli imalatla üretilen TPMS yapılarının mekanik dayanımı, uygulama gereksinimlerini karşılamakta yetersiz kalabilmektedir. Bu bağlamda karbon fiber kaplama, TPMS yapılarının mekanik dayanımını ve sertliğini artırarak yük taşıma kapasitesini iyileştiren etkili bir çözüm olarak öne çıkmaktadır.Bu çalışma, karbon fiber kaplamalı TPMS kafes yapılarının mekanik performansını incelemiş ve farklı geometrik tasarımların enerji emme kapasitesi, yük taşıma dayanımı ve elastik modül üzerindeki etkilerini değerlendirmiştir. Octet geometrisi, 1250 J enerji emme kapasitesi ve 500 N maksimum yük taşıma dayanımı ile en yüksek performansı sergilerken, elastik modül açısından diğer geometrilere kıyasla daha düşük bir değer göstermiştir. HMK (1100 J, 450 N), YMK (950 J, 400 N) ve Elmas (850 J, 350 N) geometrileri ise dengeli performanslarıyla farklı uygulama alanları için uygun seçenekler sunmaktadır.Sonuç olarak, karbon fiber kaplama, TPMS yapılarının mekanik özelliklerini optimize ederek havacılık, otomotiv, biyomedikal ve enerji gibi sektörlerde hafiflik, dayanıklılık ve çok işlevlilik gerektiren uygulamalarda geniş bir kullanım potansiyeli sunmaktadır.
TPMS Karbon Fiber Kaplama Eklemeli İmalat Mekanik Performans
Hazırlanan makalede etik kurul izni alınmasına gerek yoktur ve herhangi bir kişi/kurum ile çıkar çatışması bulunmamaktadır.
Additive manufacturing is an innovative production technology that enables the creation of lightweight and high-performance structures with complex geometries. One of the prominent applications of this technology is Triply Periodic Minimal Surface (TPMS) structures, which offer advantages such as low density, high surface area, energy absorption, and mechanical strength. However, the mechanical strength of TPMS structures produced by additive manufacturing may fall short of meeting application requirements. In this context, carbon fiber coating emerges as an effective solution to enhance the mechanical strength and stiffness of TPMS structures, thereby improving their load-bearing capacity. This study examined the mechanical performance of carbon fiber-coated TPMS lattice structures and evaluated the effects of different geometric designs on energy absorption capacity, load-bearing strength, and elastic modulus. The Octet geometry demonstrated the highest performance with an energy absorption capacity of 1250 J and a maximum load-bearing strength of 500 N, while showing a lower value in terms of elastic modulus compared to other geometries. HMK (1100 J, 450 N), YMK (950 J, 400 N), and Diamond (850 J, 350 N) geometries, on the other hand, offered balanced performances, making them suitable options for various application areas. In conclusion, carbon fiber coating optimizes the mechanical properties of TPMS structures, offering significant potential for use in industries such as aerospace, automotive, biomedical, and energy, where lightweight, durability, and multifunctionality are required.
TPMS Carbon Fiber Coating Additive Manufacturing Mechanical Performance
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Malzeme Tasarım ve Davranışları |
Bölüm | Makaleler |
Yazarlar | |
Erken Görünüm Tarihi | 26 Mart 2025 |
Yayımlanma Tarihi | |
Gönderilme Tarihi | 9 Ocak 2025 |
Kabul Tarihi | 3 Mart 2025 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Cilt: 16 Sayı: 1 |