Kompozit eklemeli imalat için polimer matrisli sürekli fiber takviyeli kompozit parça üretilebilirliğinin araştırılması

Mehmet Ermurat; Muhammed Enes Gebel

doi:10.17341/gazimmfd.606618

Kompozit eklemeli imalat için polimer matrisli sürekli fiber takviyeli kompozit parça üretilebilirliğinin araştırılması

Öz

Eklemeli imalat ürünlerin CAD verilerinin geometrik olarak bölünmesi ve bu bölümlerin fiziksel olarak birbirine eklenmesiyle üretimin gerçekleştirildiği bir imalat teknolojisidir. Eklemeli imalatta her geçen gün malzeme ve proses çeşitliliği hızla artmaktadır. 3D yazıcı olarak da isimlendirilen bu yöntemlerle karmaşık geometriler kolayca üretilebilmektedir. Polimer esaslı eklemeli imalat yöntemleri ile üretilen parçalar düşük mekanik özelliklere sahip olmaktadır. Endüstriyel kullanım için daha yüksek mekanik özellikler gerekmektedir. Bu sorunu aşmak için polimer matrisli kompozit parça üretimi çalışmaları yapılmaktadır. Kompozit malzeme için kullanılan takviye malzemesinin toz veya kesintili parçacıklı formda olduğu çeşitli çalışmalar yapılmış ve kısmen başarılı sonuçlar alınmıştır. Son zamanlarda ise daha yüksek mukavemete sahip olan parçalar elde edebilmek için sürekli fiber takviye malzemesinin kullanımı üzerine yapılan çalışmalar artmaktadır.

Bu çalışmada; matris malzemesi olarak ışıkla kürlenen epoksi reçine, takviye malzemesi olarak sürekli cam/karbon fiber kullanılarak bir eklemeli imalat prosesi geliştirilmiştir. Kompozit parça üretiminde ilk adım olarak kompozit fiberin üretilmesi için bir nozul tasarlanmış ve üretilmiştir. UV ışık güç yoğunluğu ve kullanılan nozul çapı değişken parametreler olarak irdelenmiş, çalışmalarda takviye malzemesi olarak karbon ve cam fiber kullanılarak kompozit fiber üretiminde kürlenme davranışları incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Kompozit 3D Yazıcı,Karbon Fiber 3D Yazıcı,Cam Fiber 3D Yazıcı

Destekleyen Kurum

Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

Proje Numarası

2017/2-25 YLS

Teşekkür

2017/2-25 YLS “3D Yazıcı ile Kompozit Parça Üretimi Yönteminin Geliştirilmesi” projesi Kahramanmaraş Sütçüimam Üniversitesi BAP tarafından desteklenmiş, Proje kapsamında 2019/10399 ve 2019/10402 numaraları ile iki patent için Türk Patent ve Marka Kurumu’na başvuruda bulunulmuştur.

Kaynakça

1. Hull, C.W., Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography, Google Patents, 1986.
2. Song Y-A, Koenig W., Experimental study of the basic process mechanism for direct selective laser sintering of low-melting metallic powder, CIRP Annals – Manufacturing Technology; 46 (1),127–30, 1997
3. Shofner ML, Lozano K, Rodríguez-Macías FJ, Barrera EV., Nanofiber-reinforced polymers prepared by fused deposition modeling, Journal of Applied Polymer Science, 89 (11) ,3081–3090, 2003
4. Necmi Kara, Havacılıkta Katmanlı İmalat Teknolojisinin Kullanımı, Mühendis ve Makina, cilt 54 (636), 70-75, 2013
5. Ning F., Cong W., Qiu J., Wei J., Wang S., Additive manufacturing of carbon fiber reinforced thermoplastic composites using fused deposition modeling, Composites Part B: Engineering 80, 369–378, 2015
6. Matsuzaki R., Ueda M., Namiki M., Jeong T.-K., Asahara H., Horiguchi K., Nakamura T., Todoroki A., Hirano Y., Three-dimensional printing of continuous-fiber composites by in-nozzle impregnation, Scientific Reports, 6:23058, 2016
7. İçingür Y, Eray M.E, Turbo Döngüsel Motor Türbin Palet Mekanizmasında Çeşitli Kompozit ve Seramik Malzemelerin Kullanılması, Journal of Polytechnic, 13 (1), 21-27, 2010
8. Güldaş A, Temel S, Altuğ M, “Alüminyum Tozu Katkılı Polipropilenin Ergiyik Akış İndeksi Özelliklerinin İncelenmesi” , Journal of Polytechnic,; 20 (1), 51-59 ,2017

9. Gu DD, Meiners W, Wissenbach K, Poprawe R., Laser additive manufacturingof metallic components: materials, processes and mechanisms, Int Mater Rev, 57 (3) ,133–164. 2012
10. Hofmann M., 3D printing gets a boost and opportunities with polymer materials, ACS Macro Letters, 3 (4), 382–386, 2014
11. Ivanova, C. Williams, T. Campbell, Additive manufacturing (AM) and nanotechnology: promises and challenges, Rapid Prototyp. J. ,19 (4) , 353–364, 2013
12. Uysal A, Altan E, Karbon Siyahı Takviyeli Elektriği İleten Polipropilen Kompozite Delik Delinmesinde İşlem Parametrelerinin İncelenmesi, Journal of Polytechnic,; 18 (4) : 241-249, 2015
13. W. Zhong, F. Li, Z. Zhang, L. Song, Z. Li, Short ﬁber reinforced composites for fused deposition modeling, Mater. Sci. Eng:A, 301 (2) 125–130, 2001
14. F. Ning, W. Cong, J. Qiu, J. Wei, S. Wang, Additive manufacturing of carbon ﬁber reinforced thermoplastic composites using fused deposition modeling, Compos. Part B Eng., 80 ,369–378, 2015
15. Tekinalp HL, Kunc V, Velez-Garcia GM, Duty CE, Love LJ, Naskar AK, Highly oriented carbon fiber–polymer composites via additive manufacturing, Compos Sci Technol, 105, 144–150, 2014
16. Van Der Klift F, Koga Y, Todoroki A, Ueda M, Hirano Y, Matsuzaki R., 3D printing of continuous carbon fibre reinforced thermo-plastic (CFRTP) tensile test specimens, Open J Compos Mater, 6, 18-27, 2015
17. Parandoush p, Lin D, A review on additive manufacturing of polymer-ﬁber composites, CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 182, 36-53 , 2017
18. Andrew N. Dickson, James N. Barry, Kevin A. McDonnell, Denis P. Dowling, Fabrication of continuous carbon, glass and Kevlar ﬁbre reinforced polymer composites using additive manufacturing Additive Manufacturing, 16, 146-152, 2017
19. Lü L, Fuh JYH, Wong YS., Improvements of Mechanical Properties by Reinforcements. Laser-Induced Materials and Processes for Rapid Prototyping, 67–88, 2001
20. Gupta A, Ogale AA, Dual curing of carbon fiber reinforced photoresins for rapid prototyping, Polym Compos, 23, 1162–1170, 2002
21. Alpöz R, Ertuğrul F, Cogulu D, Topaloğlu Ak A, Tanoğlu M, Kaya E, Effects of Light Curing Method an Exposure Time on Mechanical Properties of Resin Based Dental Materials, European Journal of Dentistry, 2, 37-42, 2008
22. Chantarapanich N , Puttawibul P, Sitthiseripratip K , Sucharitpwatskul S, Chantaweroad S, “Study of the mechanical properties of photo-cured epoxy resin fabricated by stereolithography process”, 2011
23. Jim H. Lee, Robert K. Prud’homme, and Ilhan A. Aksay, Cure depth in photopolymerization: Experiments and theory, Journal of Materials Research, 16 (12), 3536-3544, 2001
24. Invernizzi M, Natale G, Levi M, Turri S, Griffini G, UV-Assisted 3D Printing of Glass and Carbon Fiber-Reinforced Dual-Cure Polymer Composites , Materials , 9 (7), 583, 2016

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Mehmet Ermurat ^*
0000-0002-5661-2108
Türkiye

Muhammed Enes Gebel
0000-0001-6567-1567
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

1 Aralık 2020

Gönderilme Tarihi

19 Ağustos 2019

Kabul Tarihi

19 Haziran 2020

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2021 Cilt: 36 Sayı: 1

DOI

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.606618

IZ

https://izlik.org/JA95SC79MU

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Ermurat, M., & Gebel, M. E. (2020). Kompozit eklemeli imalat için polimer matrisli sürekli fiber takviyeli kompozit parça üretilebilirliğinin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36(1), 57-68. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.606618

AMA

1.Ermurat M, Gebel ME. Kompozit eklemeli imalat için polimer matrisli sürekli fiber takviyeli kompozit parça üretilebilirliğinin araştırılması. GUMMFD. 2020;36(1):57-68. doi:10.17341/gazimmfd.606618

Chicago

Ermurat, Mehmet, ve Muhammed Enes Gebel. 2020. “Kompozit eklemeli imalat için polimer matrisli sürekli fiber takviyeli kompozit parça üretilebilirliğinin araştırılması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36 (1): 57-68. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.606618.

EndNote

Ermurat M, Gebel ME (01 Aralık 2020) Kompozit eklemeli imalat için polimer matrisli sürekli fiber takviyeli kompozit parça üretilebilirliğinin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36 1 57–68.

IEEE

[1]M. Ermurat ve M. E. Gebel, “Kompozit eklemeli imalat için polimer matrisli sürekli fiber takviyeli kompozit parça üretilebilirliğinin araştırılması”, GUMMFD, c. 36, sy 1, ss. 57–68, Ara. 2020, doi: 10.17341/gazimmfd.606618.

ISNAD

Ermurat, Mehmet - Gebel, Muhammed Enes. “Kompozit eklemeli imalat için polimer matrisli sürekli fiber takviyeli kompozit parça üretilebilirliğinin araştırılması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36/1 (01 Aralık 2020): 57-68. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.606618.

JAMA

1.Ermurat M, Gebel ME. Kompozit eklemeli imalat için polimer matrisli sürekli fiber takviyeli kompozit parça üretilebilirliğinin araştırılması. GUMMFD. 2020;36:57–68.

MLA

Ermurat, Mehmet, ve Muhammed Enes Gebel. “Kompozit eklemeli imalat için polimer matrisli sürekli fiber takviyeli kompozit parça üretilebilirliğinin araştırılması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 36, sy 1, Aralık 2020, ss. 57-68, doi:10.17341/gazimmfd.606618.

Vancouver

1.Mehmet Ermurat, Muhammed Enes Gebel. Kompozit eklemeli imalat için polimer matrisli sürekli fiber takviyeli kompozit parça üretilebilirliğinin araştırılması. GUMMFD. 01 Aralık 2020;36(1):57-68. doi:10.17341/gazimmfd.606618

Improvement of Mechanical and Tribological Properties of PC/ABS Composite Parts Manufactured with 3D FDM Technology by Cryogenic Treatment

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

https://doi.org/10.29130/dubited.1733839

Kompozit eklemeli imalat için polimer matrisli sürekli fiber takviyeli kompozit parça üretilebilirliğinin araştırılması

Kompozit eklemeli imalat için polimer matrisli sürekli fiber takviyeli kompozit parça üretilebilirliğinin araştırılması

Öz

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

Proje Numarası

Teşekkür

Kaynakça

Ayrıntılar

Birincil Dil

Konular

Bölüm

Yazarlar

Yayımlanma Tarihi

Gönderilme Tarihi

Kabul Tarihi

Yayımlandığı Sayı

DOI

IZ

Kaynak Göster

Cited By

Nano kil parçacık ilavesinin bazalt elyaf takviyeli kompozit plakaların eksenel ve yanal burkulma özelliklerine etkisi

Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu

Karbon fiber kaplamalı tpms kafes yapılarının basma testi analizi

Improvement of Mechanical and Tribological Properties of PC/ABS Composite Parts Manufactured with 3D FDM Technology by Cryogenic Treatment