Araştırma Makalesi

3B YAZICILAR İÇİN CAM FİBER KATKILI KOMPOZİT FİLAMENT ÜRETİMİ VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ

Cilt: 7 Sayı: 1 29 Nisan 2023
PDF İndir
EN TR

3B YAZICILAR İÇİN CAM FİBER KATKILI KOMPOZİT FİLAMENT ÜRETİMİ VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ

Öz

3B yazıcıların hızlı prototipleme ve özel üretim alanlarında kullanımı hızla artmaktadır. En yaygın kullanılan 3B yazıcı teknolojisi olan eriyik biriktirme yönteminde (FDM), polilaktik asit (PLA) malzeme yaygın olarak tercih edilmektedir. 3D yazıcı baskılarının prototip veya model üretiminin ötesinde kullanılabilir parça üretiminde kullanılabilmesi için kullanılan filamentlerin mekanik özelliklerinin de geliştirilmesi gerekli olmuştur. Bu amaçla takviyeli kompozit filamentlerin geliştirilmesi önemlidir. Bu çalışmada ana amaç cam lifi takviyeli kompozit PLA filament üreterek, özellikle eğilme ve darbe direnci daha yüksek, kullanılabilir parçaların 3B yazıcı ile üretilebilmesine olanak sağlamaktır. Bu amaçla PLA termoplastik malzemeye %5, %10 ve %15 oranlarında cam lifi (CL) katkısı yapılarak çift vidalı ekstrüderde kompozit granül elde edilmiş ve bu granüllerden de 1,75 mm çapında 3B yazıcı filamenti üretilmiştir. Elde edilen kompozit filament kullanılarak 3B yazıcıda yazdırılan parçaların çekme dayanımı (ASTM D638), eğilme dayanımı (ASTM D790) ve darbe direnci (ASTM D6110) değerleri belirlenerek saf PLA’dan üretilen örneklerin değerleriyle karşılaştırılmıştır. 3B yazıcıda parça üretim sürecinde yazdırma parametrelerinin mekanik özelliklere etkisinin belirlenmesi amacıyla da, %10, %50 ve %90 olmak üzere üç farklı doluluk oranı; rectilinear, grid ve honeycomb yazdırma geometrileri ile 190°C ve 210°C yazdırma esnasında ekstrüder sıcaklığı parametreleri kullanılarak deney örnekleri hazırlanmıştır. PLA malzemeye CL katkısı mekanik özellikleri etkilemiş, %5 CLT katkısı ile çekme dayanımında %28, eğilme dayanımında %24 artış; %10 CL katkısı ile de darbe direncinde %8,6 artış elde edilmiştir. CL katkı oranının %15 olması durumunda ise mekanik dirençlerde azalma meydana gelmiştir. Yazdırma parametrelerinden doluluk oranı ile mekanik özellikler arasında doğrusal bir ilişki olduğu ancak yazdırma geometrisi ve sıcaklığının önemli bir etkisinin olmadığı tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

Karabük Üniversitesi BAP Koordinatörlüğü

Proje Numarası

KBU-BAP-17/YL-166

Kaynakça

  1. 1. Credi, C., Fiorese, A., Tironi, M., Bernasconi, R., Magagnin, L., Levi, M., and Turri, S., “3D Printing of Cantilever-Type Microstructures by Stereolithography of Ferromagnetic Photopolymers”, ACS Applied Materials & Interfaces, Vol. 8, Issue 39, Pages 26332-26342, 2016.
  2. 2. Lee, J. S., Hong, J. M., Jung, J. W., Shim, J. H., Oh, J. H., and Cho, D. W., “3D printing of composite tissue with complex shape applied to ear regeneration”, Biofabrication, Vol. 6, Issue 2, 024103, Pages 1-12, 2014.
  3. 3. Liu, L., Lin, M., Xu, Z., and Lin, M., “Polylactic acid-based wood-plastic 3D printing composite and its properties,” BioResources, Vol. 14, Issue 4, 8484–8498, 2019.
  4. 4. Huda, M. S., Drzal, L. T., Mohanty, A. K., & Misra, M., “Chopped glass and recycled newspaper as reinforcement fibers in injection molded poly(lactic acid) (PLA) composites:A comparative study. Composites Science and Technology, Vol. 66, Issue 11–12, Pages 1813–1824, 2006. 5. Lin, L., Deng, C., Lin, G., & Wang, Y., “Mechanical Properties, Heat Resistance and Flame Retardancy of Glass Fiber-Reinforced PLA-PC Alloys Based on Aluminum Hypophosphite”, Polymer-Plastics Technology and Engineering, Vol. 53, Issue, 6, Pages 613–625, 2014.
  5. 6. Lu, X., Tang, L., Wang, L. L., Zhao, J. Q., Li, D. D., Wu, Z. M., & Xiao, P., “Morphology and properties of bio-based poly (lactic acid)/high-density polyethylene blends and their glass fiber reinforced composites”, Polymer Testing, Vol. 54, Pages 90–97, 2016.
  6. 7. Jaszkiewicz, A., Bledzki, A. K., & Franciszczak, P., “Improving the mechanical performance of PLA composites with natural, man-made cellulose and glass fibers--a comparison to PP counterparts”, Polimery, Vol 58, Issue 6, Pages 435-442, 2013.
  7. 8. Zhong, W., Li, F., Zhang, Z., Song, L. and Li, Z., “Short fiber reinforced composites for fused deposition modeling”, Materials Science and Engineering A, Vol. 301, Pages 125–130, 2001.
  8. 9. Shofner ML, Lozano K, Rodríguez-Macías FJ, Barrera EV., “Nanofiber-reinforced polymers prepared by fused deposition modeling”, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 89, Issue 11, Pages 3081-3090, 2003.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Biyomateryaller

Bölüm

Araştırma Makalesi

Erken Görünüm Tarihi

28 Nisan 2023

Yayımlanma Tarihi

29 Nisan 2023

Gönderilme Tarihi

10 Mart 2023

Kabul Tarihi

25 Nisan 2023

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2023 Cilt: 7 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA
Altun, S., & Sekban, B. (2023). 3B YAZICILAR İÇİN CAM FİBER KATKILI KOMPOZİT FİLAMENT ÜRETİMİ VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, 7(1), 64-77. https://doi.org/10.46519/ij3dptdi.1262980
AMA
1.Altun S, Sekban B. 3B YAZICILAR İÇİN CAM FİBER KATKILI KOMPOZİT FİLAMENT ÜRETİMİ VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ. IJ3DPTDI. 2023;7(1):64-77. doi:10.46519/ij3dptdi.1262980
Chicago
Altun, Suat, ve Buğra Sekban. 2023. “3B YAZICILAR İÇİN CAM FİBER KATKILI KOMPOZİT FİLAMENT ÜRETİMİ VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ”. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry 7 (1): 64-77. https://doi.org/10.46519/ij3dptdi.1262980.
EndNote
Altun S, Sekban B (01 Nisan 2023) 3B YAZICILAR İÇİN CAM FİBER KATKILI KOMPOZİT FİLAMENT ÜRETİMİ VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry 7 1 64–77.
IEEE
[1]S. Altun ve B. Sekban, “3B YAZICILAR İÇİN CAM FİBER KATKILI KOMPOZİT FİLAMENT ÜRETİMİ VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ”, IJ3DPTDI, c. 7, sy 1, ss. 64–77, Nis. 2023, doi: 10.46519/ij3dptdi.1262980.
ISNAD
Altun, Suat - Sekban, Buğra. “3B YAZICILAR İÇİN CAM FİBER KATKILI KOMPOZİT FİLAMENT ÜRETİMİ VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ”. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry 7/1 (01 Nisan 2023): 64-77. https://doi.org/10.46519/ij3dptdi.1262980.
JAMA
1.Altun S, Sekban B. 3B YAZICILAR İÇİN CAM FİBER KATKILI KOMPOZİT FİLAMENT ÜRETİMİ VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ. IJ3DPTDI. 2023;7:64–77.
MLA
Altun, Suat, ve Buğra Sekban. “3B YAZICILAR İÇİN CAM FİBER KATKILI KOMPOZİT FİLAMENT ÜRETİMİ VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ”. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, c. 7, sy 1, Nisan 2023, ss. 64-77, doi:10.46519/ij3dptdi.1262980.
Vancouver
1.Suat Altun, Buğra Sekban. 3B YAZICILAR İÇİN CAM FİBER KATKILI KOMPOZİT FİLAMENT ÜRETİMİ VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ. IJ3DPTDI. 01 Nisan 2023;7(1):64-77. doi:10.46519/ij3dptdi.1262980

Cited By

 download

Uluslararası 3B Yazıcı Teknolojileri ve Dijital Endüstri Dergisi Creative Commons Atıf-GayriTicari 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır.