Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu
Yıl: 2023 Cilt: 38 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 2451 - 2463 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.1112734 İndeks Tarihi: 29-09-2023
Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu
Öz: Üç boyutlu yazıcılar yeni bir üretim metodu olarak endüstride birçok alanda kullanılmaktadır. Üretim hızının arttırılarak daha yüksek mukavemetlerde numunelerin elde edilmesi amacıyla testler düzenlenmiştir. Bu amaçla farklı doluluk oranlarında, gyroid geometri kullanılarak test numuneleri hazırlanmıştır. %10, %20, %40 ve %60 doluluk oranlarındaki numunelerin üretim hızları kaydedilmiştir. Her numuneden, beşer adet reçine emdirilmiş ve emdirilmemiş test numuneleri hazırlanmıştır; çekme ve eğilme testleri bu numuneler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar düzenlenerek dayanım, üretim süresi ve üretim maliyeti açısından karşılaştırılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, vakum infüzyon ile tam olarak doldurulan numunelerin çekmeye karşı olan dirençlerinde, Gyroid geometrisinin doluluk oranlarına göre değişmekle birlikte, %300’e kadar artış sağlandığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, reçine emdirilmiş numunelerin, dolgu oranından asgari seviyede etkilendiği ve tüm doluluk oranlarında, numunelerin 900-1000 N çekme dayanımı gösterdiği tespit edilmiştir.
Anahtar Kelime: Optimization of additive manufacturing by vacuum infusion method
Öz: 3D printers are widely used in the industry as an innovative manufacturing method. 3D printing also become a common method for compliant mechanism production. This study, it is aimed to increase the effectiveness of 3D printers and to apply this method to compliant mechanisms in future studies. A set of mechanical tests is arranged to produce specimens with higher strengths while increasing the production speed. For this purpose, test specimens are prepared using gyroid infill patterns at different rates. Manufacturing times are recorded for the specimens that have 10%, 20%, 40%, and 60% infill rates. Five resin-filled and five unfilled specimens are prepared and each specimen is subjected to tensile and 3-point bending tests. Results are tabulated and compared for strength, manufacturing time, and cost.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- 1. International Organization for Standardization (ISO), Additive Manufacturing, General PrincipleS Part 1: Terminology, ISO DIS 17296-1, Edition 2014.
- 2. Haolzmann P., Breitenecker R.J., Soomro A.A., Schwarz E.J., User entrepreneur business models in 3D printing, Journal of Manufacturing Technology Management, 28 (1), 75-94, 2017.
- 3. Ze-Xian L., Yen T.C., Ray M.R., Mattia D., Metcalfe I.S., Patterson D.A., Perspective on 3D printing of separation membranes and comparison to related unconventional fabrication techniques, Journal of Membrane Science, 523 (1), 596-613, 2016.
- 4. Keles O., Blevins C.W., Bowman K.J., Effect of build orientation on the mechanical reliability of 3D printed ABS, Rapid Prototyping Journal, 23 (2), 320-328, 2017.
- 5. ASTM F2792-12a, Standard terminology for additive manufacturing technologies, PA, 2012, West Conshohocken, PA: ASTM International, 2012.
- 6. Yuanbin W., Xun X., Selection of additive manufacturing processes, Rapid Prototyping Journal, 23 (2), 434-447, 2017.
- 7. core77, 3D Printing Process, https://www.core77.com/posts/71172/How-to-Select-the-Right-3D- Printing-Process, 17 May 2022.
- 8. Pandzic A., Hodzic D., Milovanovic A., Influence of Material Colour on Mechanical Properties of PLA Material in FDM Technology, DAAAM International Symposium on Intelligent Manufacturing and Automation, Proceedings: 10.2507/30th.daaam.proceedings.075, Vienna, 2019.
- 9. 3ders, 3D Printing Application, http://www.3ders.org/articles/20181001-paul-g-allens-stratolaunch- space-venture-uses-3d-printing-to-develop-pga-rocket-engine.html, 20 May 2022.
- 10. Syed A.M.T., Elias P.K., Amit B., Susmita B., Lisa O., Charitidis C., Additive manufacturing: scientific and technological challenges, market uptake and opportunities, Materialstoday, 21 (1),22-37, 2018.
- 11. Sezer H.K., Eren O., Börklü H.R., Özdemir V., Additive manufacturing of carbon fiber reinforced plastic composites by fused deposition, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 34 (2), 663-674, 2019.
- 12. Kuş S., Durmuş A., Stress-constrained infill optimization in additive manufacturing for the armrest of an office chair, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 36 (4), 2209-2223, 2021.
- 13. Duman B., Özsoy K., A deep learning-based approach for defect detection in powder bed fusion additive manufacturing using transfer learning, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 37 (1), 361-376, 2021.
- 14. Gebel M.E., Ermurat M., Investigation of polymer matrix continuous fiber reinforced composite part manufacturability for composite additive manufacturing, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 36 (1), 57-67, 2021.
- 15. May C.A. , Epoksi Resins, Chemistry and Technology, New York, Basel: Marcel Dekker, 1988.
- 16. Petrovića J.M., Bekrićb D.Ž., Vujičića I.T., Dimićc I.D., and Putića S.S., Microstructural characterization of glass-epoxy composites subjected to tensile testing, Acta Periodica Technologica, 44, 151-162, 2013.
- 17. Zhao Y.Q., Zhou Y., Huang Z.M., and Batra R.C., Experimental and Micromechanical Investigation of T300/7901 Unidirectional Composite Strength, Polymer Composites, 40, 2018.
- 18. Ayres T.J., Sama S.R., Joshi S.B., and Manogharan P.G., Influence of resin infiltrants on mechanical and thermal performance in plaster binder jetting additive manufacturing, Additive Manufacturing, 2019.
- 19. Feng X., Yang Z., Rostom S.S.H., Dadmun M., Wang S., Wang Q., Xie Y., Reinforcing 3D printed acrylonitrile butadiene styrene by impregnation of methacrylate resin and cellulose nanocrystal mixture: Structural effects and homogeneous properties, Materials & Design, 138, 62-70, 2018.
- 20. Govingnon Q., Bickerton S., and Kelly P.A., Simulation of the reinforcement compaction and resin flow during the complete resin infusion process, Composites: Part A, 41 (1), 45-57, 2010.
- 21. Lionetto F., Moscatello A., Totaro G., Raffone M., and Maffezzoli A., Experimental and Numerical Study of Vacuum Resin Infusion of Stiffened Carbon Fiber Reinforced Panels, Materials, 13(21), 2020.
- 22. Modi D., Correia N., Johnson M., Long A., Rudd C., and Robitaille F., Active control of the vacuum infusion process, Composites: Part A, cilt 38 (5), 1271-1287, 2007.
- 23. Zhang K., Gu Y., Li M., and Zhang Z., Effect of rapid curing process on the properties of carbon fiber/epoxy composite fabricated using vacuum assisted resin infusion molding, Materials and Design(1980- 2015), 54, 624-631, 2013.
- 24. Rajan V., Sniderman B., Baum P., 3D opportunity for life: Additive manufacturing takes humanitarian action, Deloitte Review, 19, 1-8, 2016.
- 25. Keles O., Blevins C.W., Bowman K. J., Effect of build orientation on the mechanical reliability of 3D printed ABS, Rapid Prototyping Journal, 23 (2), 320-328, 2017.
- 26. Murdy P., Dolson J., Miller D., Hughes S., and Beach R., Leveraging the Advantages of Additive Manufacturing to Produce Advanced Hybrid Composite Structures for Marine Energy Systems, Applied Science, 11 (3) 2021.
- 27. Lopatina Y.A., Slavkina V.E. , Development of a High Strength Polymeric Composite Material Using 3D-Printing and Vacuum Impregnation Technology, Advances in Composite Science and Technology, 984, 2019.
- 28. Filippova A.V., Lopatina Y.A., Sviridov A.S., Study of the tensile strength of a polymer composite material based on ABS-plastic and impregnated in epoxy resin with different types of hardener, Journal of Physics: Conference Series, 1990, 2020.
- 29. Nakanishi K., Labonte D., Cebo T., Veigang-Radulescu V.P., Fan Y., Brennan B., Pollard A.J., Hofmann S., and Fleck N.A., Mechanical properties of the hollow-wall graphene gyroid lattice, Acta Materialia, 201, 254-265, 2020.
- 30. Khaderi S.N., Deshpande V.S., and Fleck N.A., The stiffness and strength of the gyroid lattice, International Journal of Solids and Structures, 51 (23-24), 3866-3877, 2014.
- 31. Abueidda D.W., Elhebeary M., Shiang C.S, Pang S., Al-Rub R.K.A., Jasiuk I.M., Mechanical properties of 3D printed polymeric Gyroid cellular structures: Experimental and finite element study, Materials & Design, 165, 2019.
- 32. Belter J.T., Dollar A.M., Strengthening of 3D Printed Fused Deposition Manufactured Parts Using the Fill Compositing Technique, PLoS ONE, 10 (4), 2015.
- 33. 3D3, S1 Model 3D yazıcı özellikleri, https://dukkan.3d3teknoloji.com/3d3-s1-3d-yazici-pmu199, 22 August 2022.
- 34. International Organization for Standardization, Plastics - Methods for determining the density of non-cellular plastics-Requirements with guidance for use (ISO Standard No. 1183-1:2019), 2019. Available: https://www.iso.org/standard/74990.html.
| APA | Karakuş R, tanık ç (2023). Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu. , 2451 - 2463. 10.17341/gazimmfd.1112734 |
| Chicago | Karakuş Rasit,tanık çağıl merve Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu. (2023): 2451 - 2463. 10.17341/gazimmfd.1112734 |
| MLA | Karakuş Rasit,tanık çağıl merve Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu. , 2023, ss.2451 - 2463. 10.17341/gazimmfd.1112734 |
| AMA | Karakuş R,tanık ç Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu. . 2023; 2451 - 2463. 10.17341/gazimmfd.1112734 |
| Vancouver | Karakuş R,tanık ç Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu. . 2023; 2451 - 2463. 10.17341/gazimmfd.1112734 |
| IEEE | Karakuş R,tanık ç "Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu." , ss.2451 - 2463, 2023. 10.17341/gazimmfd.1112734 |
| ISNAD | Karakuş, Rasit - tanık, çağıl merve. "Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu". (2023), 2451-2463. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1112734 |
| APA | Karakuş R, tanık ç (2023). Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 38(4), 2451 - 2463. 10.17341/gazimmfd.1112734 |
| Chicago | Karakuş Rasit,tanık çağıl merve Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 38, no.4 (2023): 2451 - 2463. 10.17341/gazimmfd.1112734 |
| MLA | Karakuş Rasit,tanık çağıl merve Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.38, no.4, 2023, ss.2451 - 2463. 10.17341/gazimmfd.1112734 |
| AMA | Karakuş R,tanık ç Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2023; 38(4): 2451 - 2463. 10.17341/gazimmfd.1112734 |
| Vancouver | Karakuş R,tanık ç Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2023; 38(4): 2451 - 2463. 10.17341/gazimmfd.1112734 |
| IEEE | Karakuş R,tanık ç "Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 38, ss.2451 - 2463, 2023. 10.17341/gazimmfd.1112734 |
| ISNAD | Karakuş, Rasit - tanık, çağıl merve. "Eklemeli imalat yöntemlerinde vakum infüzyon yolu ile üretim optimizasyonu". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 38/4 (2023), 2451-2463. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1112734 |
