Research Article

Farklı Kevlar/epoksi kompozit tabakalarla takviye edilmiş 3D baskı ABS polimerlerin sonlu elemanlar yöntemi ile ilk hasar yüklerinin bulunması

Volume: 5 Number: 2 July 31, 2025
EN TR

Farklı Kevlar/epoksi kompozit tabakalarla takviye edilmiş 3D baskı ABS polimerlerin sonlu elemanlar yöntemi ile ilk hasar yüklerinin bulunması

Abstract

Eklemeli imalat (Additive manufacturing, AM), endüstriyel uygulamalarda hızla ilerleyen ve 3 boyutlu (3D) baskı olarak da bilinen bir imalat yöntemidir. Eriyik yığma modelleme (Fused Deposition Modeling, FDM), düşük maliyetli polimer malzemelerden karmaşık ve nispeten yüksek mukavemetli parçalar üretme kabiliyeti nedeniyle yaygın olarak kullanılan eklemeli imalat tekniklerinden biridir. FDM ile en yaygın kullanılan malzemelerden biri akrilonitril bütadien stiren (ABS) dir. Ancak, ABS'nin düşük dayanım ve elastik modülüne sahip olması tek başına kullanımını sınırlandırmaktadır. Bu çalışmanın amacı, ABS’nin özelliklerini iyileştirmek amacıyla örülmüş Kevlar/epoksi kompozit tabakası ile oluşturulan farklı sandviç yapıların hasar yükünü ANSYS programında sonlu elemanlar yöntemi kullanarak belirlemektir. Bu amaçla, ABS’nin alt ve üst yüzeylerine tek ve çift katmanlı, 0° ve 45° oryantasyonlu örülmüş Kevlar/epoksi kompozit tabakaları FM73 epoksi yapıştırıcı ile yapıştırılarak takviye edilmiş çekme ve eğme numunelerinin sonlu elemanlar modelleri oluşturulmuştur. Çekme ve üç nokta eğme testinin simülasyonu için malzemelerin özellikleri ayrı ayrı programa girilmiş, yükleme ve sınır koşulları uygulanmıştır. İlk hasar yükünü belirlemek için Tsai-Wu dayanım indeks değerine bakılmış ve bu değeri 1 yapan hasar yükleri tespit edilmiştir. Buna göre, çekme ve eğme esnasında yükün büyük kısmını örülmüş Kevlar/epoksi kompozit tabakalar karşılamasına rağmen ilk hasar ABS tabakalarında meydana gelmiştir. Sonuç olarak, ABS’nin örülmüş Kevlar/epoksi kompozit tabakalarla takviyesinin hem rijitliği hem de mukavemeti önemli ölçüde arttırdığı görülmüştür.

Keywords

References

  1. Ngo TD, Kashani A, Imbalzano G, Nguyen, KTQ, Hui D (2018) Additive manufacturing (3D printing): A review of materials, methods, applications and challenges. Compos Part B 143:172–196. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.02.012
  2. Dizon JRC, Espera AH, Chen Q (2018) Advincula, R.C. Mechanical characterization of 3D-printed polymers. Addit. Manuf. 20:44–67. https://doi.org/10.1016/j.addma.2017.12.002
  3. Mustapha KB, Metwalli KM (2021) A review of fused deposition modelling for 3D printing of smart polymeric materials and composites. Eur Polym J 156:110591. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2021.110591
  4. Tan LJ, Zhu, W, Zhou, K (2020) Recent Progress on Polymer Materials for Additive Manufacturing. Adv Funct Mater 30:2003062. https://doi.org/10.1002/adfm.202003062
  5. Bhagia S, Bornani K, Agrawal R, Satlewal A, Durkovic J, Lagana R, Bhagia M, Yoo CG, Zhao X, Kunc V (2021) Critical review of FDM 3D printing of PLA biocomposites filled with biomass resources, characterization, biodegradability, upcycling and opportunities for biorefineries. Appl Mater Today 24:101078. https://doi.org/10.1016/j.apmt.2021.101078
  6. Shahrubudin N, Lee TC, Ramlan R (2019) An Overview on 3D Printing Technology: Technological, Materials, and Applications. Procedia Manuf 35:1286–1296. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2019.06.089
  7. Arefin AME, Khatri NR, Kulkarni N, Egan PF (2021) Polymer 3D Printing Review: Materials, Process, and Design Strategies for Medical Applications. Polymers 13:1499. https://doi.org/10.3390/polym13091499
  8. Wang X, Jiang M, Zhou Z, Gou J, Hui D (2017) 3D printing of polymer matrix composites: a review and prospective. Compos B Eng 110:442–458. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2016.11.034

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Solid Mechanics, Numerical Methods in Mechanical Engineering, Material Design and Behaviors, Numerical Modelling and Mechanical Characterisation

Journal Section

Research Article

Publication Date

July 31, 2025

Submission Date

December 16, 2024

Acceptance Date

March 17, 2025

Published in Issue

Year 2025 Volume: 5 Number: 2

APA
Benli, S. (2025). Farklı Kevlar/epoksi kompozit tabakalarla takviye edilmiş 3D baskı ABS polimerlerin sonlu elemanlar yöntemi ile ilk hasar yüklerinin bulunması. Journal of Innovative Engineering and Natural Science, 5(2), 507-519. https://doi.org/10.61112/jiens.1602722
AMA
1.Benli S. Farklı Kevlar/epoksi kompozit tabakalarla takviye edilmiş 3D baskı ABS polimerlerin sonlu elemanlar yöntemi ile ilk hasar yüklerinin bulunması. JIENS. 2025;5(2):507-519. doi:10.61112/jiens.1602722
Chicago
Benli, Semih. 2025. “Farklı Kevlar Epoksi Kompozit Tabakalarla Takviye Edilmiş 3D Baskı ABS Polimerlerin Sonlu Elemanlar Yöntemi Ile Ilk Hasar Yüklerinin Bulunması”. Journal of Innovative Engineering and Natural Science 5 (2): 507-19. https://doi.org/10.61112/jiens.1602722.
EndNote
Benli S (July 1, 2025) Farklı Kevlar/epoksi kompozit tabakalarla takviye edilmiş 3D baskı ABS polimerlerin sonlu elemanlar yöntemi ile ilk hasar yüklerinin bulunması. Journal of Innovative Engineering and Natural Science 5 2 507–519.
IEEE
[1]S. Benli, “Farklı Kevlar/epoksi kompozit tabakalarla takviye edilmiş 3D baskı ABS polimerlerin sonlu elemanlar yöntemi ile ilk hasar yüklerinin bulunması”, JIENS, vol. 5, no. 2, pp. 507–519, July 2025, doi: 10.61112/jiens.1602722.
ISNAD
Benli, Semih. “Farklı Kevlar Epoksi Kompozit Tabakalarla Takviye Edilmiş 3D Baskı ABS Polimerlerin Sonlu Elemanlar Yöntemi Ile Ilk Hasar Yüklerinin Bulunması”. Journal of Innovative Engineering and Natural Science 5/2 (July 1, 2025): 507-519. https://doi.org/10.61112/jiens.1602722.
JAMA
1.Benli S. Farklı Kevlar/epoksi kompozit tabakalarla takviye edilmiş 3D baskı ABS polimerlerin sonlu elemanlar yöntemi ile ilk hasar yüklerinin bulunması. JIENS. 2025;5:507–519.
MLA
Benli, Semih. “Farklı Kevlar Epoksi Kompozit Tabakalarla Takviye Edilmiş 3D Baskı ABS Polimerlerin Sonlu Elemanlar Yöntemi Ile Ilk Hasar Yüklerinin Bulunması”. Journal of Innovative Engineering and Natural Science, vol. 5, no. 2, July 2025, pp. 507-19, doi:10.61112/jiens.1602722.
Vancouver
1.Semih Benli. Farklı Kevlar/epoksi kompozit tabakalarla takviye edilmiş 3D baskı ABS polimerlerin sonlu elemanlar yöntemi ile ilk hasar yüklerinin bulunması. JIENS. 2025 Jul. 1;5(2):507-19. doi:10.61112/jiens.1602722

 

Open Journal Systems 28737

by.png
 

Journal of Innovative Engineering and Natural Science is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) License.