Araştırma Makalesi

Effect of ASTM D638 Specimen Type on the Tensile Properties of Fused Deposition Modelling 3D-Printed PLA Specimens

Cilt: 41 Sayı: 2 30 Ağustos 2025
PDF İndir
TR EN

Effect of ASTM D638 Specimen Type on the Tensile Properties of Fused Deposition Modelling 3D-Printed PLA Specimens

Öz

This research examines how different ASTM-D638 specimen types affect the mechanical properties of 3D-printed PLA materials. Specimen types refer to specific configurations of test samples used in mechanical testing, as defined by ASTM-D638 standards, which include five different types: Type I – Type V. This standard outline various specimen geometries and dimensions to ensure consistent and comparable testing procedures for Polylactic acid (PLA) related studies. Computer-aided design (CAD) models are created and Fused Deposition Modeling (FDM) 3D printing is used to produce PLA specimens. Tensile testing and Digital Image Correlation (DIC) analysis are performed to measure the strength and strain of the samples, respectively. The study aims to provide comprehensive data on specimen type's impact on part properties and demonstrate a cost-effective strain measurement method using DIC and a smartphone. The methodology includes CAD modeling, 3D printing, surface preparation, tensile testing, DIC analysis using Ncorr, and MATLAB data processing. Results show stress-strain curves and average strain values, with Type I and Type II exhibiting the highest ultimate tensile strength (UTS) of 43.179 MPa and 43.164 MPa, respectively. However, Type V is the most optimum option due to its short printing time and low filament usage which are 5 times less than Type I, and a reasonable UTS of 42.640 MPa. This research fills a knowledge gap on specimen design's influence on 3D-printed part properties, providing valuable insights for future research.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Wickramasinghe S, Do T, Tran P. FDM-based 3D printing of polymer and associated composite: A review on mechanical properties, defects and treatments. Polymers (Basel) 2020;12:1529.
  2. Berman B. 3-D printing: The new industrial revolution. Bus Horiz 2012;55:155–62.
  3. Shanmugam R, Ramoni MO, Chandran J, Mohanavel V, Pugazhendhi L. A Review on the significant classification of Additive Manufacturing. J Phys Conf Ser, vol. 2027, IOP Publishing; 2021, p. 012026.
  4. Cano-Vicent A, Tambuwala MM, Hassan SS, Barh D, Aljabali AAA, Birkett M, et al. Fused deposition modelling: Current status, methodology, applications and future prospects. Addit Manuf 2021;47:102378.
  5. Mushtaq RT, Iqbal A, Wang Y, Rehman M, Petra MI. Investigation and Optimization of Effects of 3D Printer Process Parameters on Performance Parameters. Materials 2023;16:3392.
  6. Penumakala PK, Santo J, Thomas A. A critical review on the fused deposition modeling of thermoplastic polymer composites. Compos B Eng 2020;201:108336.
  7. Ćwikła G, Grabowik C, Kalinowski K, Paprocka I, Ociepka P. The influence of printing parameters on selected mechanical properties of FDM/FFF 3D-printed parts. IOP Conf Ser Mater Sci Eng, vol. 227, IOP Publishing; 2017, p. 012033.
  8. Tymrak BM, Kreiger M, Pearce JM. Mechanical properties of components fabricated with open-source 3-D printers under realistic environmental conditions. Mater Des 2014;58:242–6.

Ayrıntılar

Birincil Dil

İngilizce

Konular

Malzeme Karekterizasyonu

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

30 Ağustos 2025

Gönderilme Tarihi

21 Ocak 2025

Kabul Tarihi

1 Ağustos 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 41 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA
Gomaa, R., Eltahir, S., & Yilmaz, C. (2025). Effect of ASTM D638 Specimen Type on the Tensile Properties of Fused Deposition Modelling 3D-Printed PLA Specimens. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, 41(2), 412-431. https://izlik.org/JA39ZJ85KG
AMA
1.Gomaa R, Eltahir S, Yilmaz C. Effect of ASTM D638 Specimen Type on the Tensile Properties of Fused Deposition Modelling 3D-Printed PLA Specimens. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. 2025;41(2):412-431. https://izlik.org/JA39ZJ85KG
Chicago
Gomaa, Roaa, Sara Eltahir, ve Cagatay Yilmaz. 2025. “Effect of ASTM D638 Specimen Type on the Tensile Properties of Fused Deposition Modelling 3D-Printed PLA Specimens”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 41 (2): 412-31. https://izlik.org/JA39ZJ85KG.
EndNote
Gomaa R, Eltahir S, Yilmaz C (01 Ağustos 2025) Effect of ASTM D638 Specimen Type on the Tensile Properties of Fused Deposition Modelling 3D-Printed PLA Specimens. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 41 2 412–431.
IEEE
[1]R. Gomaa, S. Eltahir, ve C. Yilmaz, “Effect of ASTM D638 Specimen Type on the Tensile Properties of Fused Deposition Modelling 3D-Printed PLA Specimens”, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, c. 41, sy 2, ss. 412–431, Ağu. 2025, [çevrimiçi]. Erişim adresi: https://izlik.org/JA39ZJ85KG
ISNAD
Gomaa, Roaa - Eltahir, Sara - Yilmaz, Cagatay. “Effect of ASTM D638 Specimen Type on the Tensile Properties of Fused Deposition Modelling 3D-Printed PLA Specimens”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 41/2 (01 Ağustos 2025): 412-431. https://izlik.org/JA39ZJ85KG.
JAMA
1.Gomaa R, Eltahir S, Yilmaz C. Effect of ASTM D638 Specimen Type on the Tensile Properties of Fused Deposition Modelling 3D-Printed PLA Specimens. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. 2025;41:412–431.
MLA
Gomaa, Roaa, vd. “Effect of ASTM D638 Specimen Type on the Tensile Properties of Fused Deposition Modelling 3D-Printed PLA Specimens”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, c. 41, sy 2, Ağustos 2025, ss. 412-31, https://izlik.org/JA39ZJ85KG.
Vancouver
1.Roaa Gomaa, Sara Eltahir, Cagatay Yilmaz. Effect of ASTM D638 Specimen Type on the Tensile Properties of Fused Deposition Modelling 3D-Printed PLA Specimens. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi [Internet]. 01 Ağustos 2025;41(2):412-31. Erişim adresi: https://izlik.org/JA39ZJ85KG

✯ Etik kurul izni gerektiren, tüm bilim dallarında yapılan araştırmalar için etik kurul onayı alınmış olmalı, bu onay makalede belirtilmeli ve belgelendirilmelidir.
✯ Etik kurul izni gerektiren araştırmalarda, izinle ilgili bilgilere (kurul adı, tarih ve sayı no) yöntem bölümünde, ayrıca makalenin ilk/son sayfalarından birinde; olgu sunumlarında, bilgilendirilmiş gönüllü olur/onam formunun imzalatıldığına dair bilgiye makalede yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, makalelerde Araştırma ve Yayın Etiğine uyulduğuna dair ifadeye yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, hakem, yazar ve editör için ayrı başlıklar altında etik kurallarla ilgili bilgi verilmelidir.
✯ Dergide ve/veya web sayfasında, ulusal ve uluslararası standartlara atıf yaparak, dergide ve/veya web sayfasında etik ilkeler ayrı başlık altında belirtilmelidir. Örneğin; dergilere gönderilen bilimsel yazılarda, ICMJE (International Committee of Medical Journal Editors) tavsiyeleri ile COPE (Committee on Publication Ethics)’un Editör ve Yazarlar için Uluslararası Standartları dikkate alınmalıdır.
✯ Kullanılan fikir ve sanat eserleri için telif hakları düzenlemelerine riayet edilmesi gerekmektedir.