3B YAZICIDA ABS VE PLA MALZEME İLE ÜRETİLMİŞ LEVHALARLA OLUŞTURULAN TEK TESİRLİ YAPIŞTIRMA BAĞLANTILARININ ARAŞTIRILMASI
Abstract
3 boyutlu (3B) yazdırılmış malzemelerin yapıştırma davranışlarının araştırılması, bu ürünlerin kullanım alanlarının genişletilebilmesi açısından önemlidir. Yapıştırma davranışlarının araştırılmasında kullanılan yöntemlerden biri tek tesirli yapıştırma bağlantılı test yöntemidir. Bu çalışmada, 3B yazıcı ile ABS ve PLA filamentler kullanılarak 3,2 mm kalınlığında, 100x25 mm boyutlarında polimer levhalar üretilmiştir. Üretilen levhaların 25x25 mm’lik kısımları üst üste gelecek şekilde yerleştirilmiş olup, aralarına iki farklı yapıştırıcı (Araldite 2011, Araldite 2015-1) uygulanarak tek tesirli yapıştırma bağlantıları oluşturulmuştur. Bu şekilde hazırlanan tek tesirli yapıştırma bağlantılı test numunelerinin kütle, sertlik ve yüzey pürüzlülüğü değerleri ölçülmüştür. Test numunelerine 1 mm/dk hızla çekme testi uygulanmıştır. 3B yazdırılmış ABS ve PLA levhaların farklı epoksi yapıştırıcılar kullanılarak yapıştırılmasıyla oluşturulan tek tesirli yapıştırma bağlantılarının çekme testi davranışları araştırılmıştır. Çalışma sonucunda PLA malzeme ile üretilen test numunelerinde fırınlama işlemi sırasında polimer test levhasının kalınlığında yaklaşık olarak % 1,8’lik bir artış olduğu belirlenmiştir. Araldite 2011 epoksi yapıştırıcı ile yapıştırılan ABS test numunelerinde adeziv tip kopmanın meydana geldiği tespit edilmiştir. Araldite 2011 epoksi yapıştırıcı ile yapıştırılan ABS test numunelerinin en düşük çekme dayanımına sahip numune olduğu, Araldite 2015-1 epoksi yapıştırıcı ile yapıştırılan ABS test numunelerinin ise en yüksek kopma uzamasına sahip numune olduğu belirlenmiştir. Tüm parametreler arasında en yüksek çekme dayanımının PLA test numunelerinde olduğu tespit edilmiştir.
References
- Araldite 2011. (2021). https://www.huntsman.com/products/araldite2000/araldite-2011 20.11.2023 tarihinde erişildi.
- Araldite 2015-1. (2021). https://www.huntsman.com/products/araldite2000/araldite-2015-1 20.11.2023 tarihinde erişildi.
- Aydın, M., Yıldırım F., & Canti E. (2019). Investigation of the processing performance of PLA filament in different printing parameters. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, 3 (2), 102-115.
- Aydın, M. D., Temiz, Ş., & Özel, A. (2007). Effect of curing pressure on the strength of adhesively bonded joints. Journal of Adhesion, 83 (6), 553-571. https://doi.org/10.1080/00218460701453536
- Çalık, A., & Akpınar, S. (2019). Effect of extensometer usage on obtaining the force-displacement curve of the adhesively single lap joint. European Mechanical Science, 3 (4), 142-146. https://doi.org/10.26701/ems.646610 Doğan, O., & Kamer, M. S. (2023). Farklı üretim parametreleri kullanılarak 3B yazıcı ile üretilen test numunelerinin sürünme davranışlarının deneysel olarak incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 38 (3), 1839-1848. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1122973
- Erkliğ, A., & Abood Al-dulaimi, O. A. (2022). The effect of sewage sludge ash reinforced adhesive on tensile strength of single-lap joint. The International Journal of Energy & Engineering Sciences, 7 (1), 27-39.
- Guo, C., Liu, X., & Liu, G. (2021). Surface finishing of FDM-fabricated amorphous polyetheretherketone and its carbon-fiber-reinforced composite by dry milling. Polymers, 13, 2175. https://doi.org/10.3390/polym13132175
- Gültekin, K., & Yazıcı, M. E. (2022). Fonksiyonelleştirilmiş bor nanopartiküllerinin yapıştırıcıyla birleştirilmiş tek tesirli kompozit bağlantılar üzerinde etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 37 (1), 175-191. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.847462
- Kalıp Ayırıcı Sıvı PVA. (2022). https://www.kompozitshop.com/kalip-ayirici-sivi-pva 01.12.2022 tarihinde erişildi.
- Kamer, M. S., Temiz, Ş., Yaykaşlı, H., Kaya, A., & Akay, O. (2022a). 3B yazıcıda farklı yazdırma hızlarında ABS ve PLA malzeme ile üretilen çekme test numunelerinin mekanik özelliklerinin karşılaştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 37 (3), 1197-1212. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.961981
- Kamer, M. S., Temiz, Ş., Yaykaşlı, H., Kaya, A., & Akay, O. (2022b). Effect of printed speed on FDM 3D-printed PLA samples produced using different two printers. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, 6 (3), 438-448. https://doi.org/10.46519/ij3dptdi.1088805
- Kopar, M., & Yıldız, A. R. (2023). Experimental investigation of mechanical properties of PLA, ABS, and PETG 3-d printing materials using fused deposition modeling technique. Materials Testing, 65 (12), 1795-1804. https://doi.org/10.1515/mt-2023-0202
- Saraç, İ., Adin, H., & Temiz, Ş. (2019). Investigation of the effect of use of Nano-Al2O3, Nano-TiO2 and Nano-SiO2 powders on strength of single lap joints bonded with epoxy adhesive. Composites Part B: Engineering, 166, 472-482. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.02.007
- Taufik, M., & Jain, P. K. (2020). Thermally assisted finishing of fused deposition modelling build part using a novel CNC tool. Journal of Manufacturing Processes, 59, 266-278. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2020.09.060
- Temiz, Ş., Özel, A., & Aydın, M. D. (2004). A study on durability of joints bonded with pressure-sensitive adhesives. Journal of Adhesion Science and Technology, 18 (10), 1187-1198. https://doi.org/10.1163/1568561041581289
- Tunçel, O., & Tutar, M. (2023). EYM ile üretilen YMK yapılı numunelerde kenar genişliğinin basma dayanımı üzerine etkisinin araştırılması. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 38 (3), 851-858. https://doi.org/10.21605/cukurovaumfd.1377804
- Turan, K., & Barut, S. (2021). Fiber Takviyeli Yapıştırıcıların Kullanıldığı Tek Tesirli Yapışma Bağlantılarında Hasar Analizi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 12 (2), 257-262. https://doi.org/10.24012/dumf.853260
- Ultimaker-ABS-TDS-v5.00. (2022). https://ultimaker.my.salesforce.com/sfc/p/#j0000000HOnW/a/5b000004UWOb/mqEDmbBEqiM6dfNicGFkHQEgcV9T8W762bqwplt4bxo 08.11.2023 tarihinde erişildi.
- Ultimaker-PLA-TDS-v5.00. (2022). https://ultimaker.my.salesforce.com/sfc/p/#j0000000HOnW/a/5b000004UiRV/lt4XCkl0KOSLfPMcyG06mKKbES33WnYiFrMsG8bFGhw 08.11.2023 tarihinde erişildi.
- Ultimaker S5 Product data sheet. (2019). https://cdn.webshopapp.com/shops/24440/files/300070983/ultimaker-s5-product-data-sheet-en-trideus.pdf 09.11.2023 tarihinde erişildi.
INVESTIGATION OF SINGLE LAP JOINTS CREATED WITH PLATES PRODUCED IN 3D PRINTER WITH ABS AND PLA MATERIAL
Abstract
Investigating the bonding behavior of 3 dimensional (3D) printed materials is important to expand the usage areas of these products. One of the methods used to investigate adhesion behavior is the single lap joint test method. In this study, polymer plates with a thickness of 3.2 mm and dimensions of 100x25 mm were produced using ABS and PLA filaments with a 3D printer. 25x25 mm sections of the produced boards were placed overlapping each other, and single lap joint connections were created by applying two different adhesives (Araldite 2011, Araldite 2015-1) between them. The mass, hardness and surface roughness values of the single lap joint test samples prepared in this way were measured. A tensile test was applied to the test samples at a speed of 1 mm/min. Tensile test behaviors of single lap joints formed by bonding 3D printed ABS and PLA plates using different epoxy adhesives were investigated. As a result of the study, it was determined that there was an approximately 1.8 % increase in the thickness of the polymer test plate during the firing process in the test samples produced with PLA material. It was determined that adhesive type failure occurred in ABS test samples bonded with Araldite 2011 epoxy adhesive. It was determined that the ABS test samples bonded with Araldite 2011 epoxy adhesive had the lowest tensile strength, while the ABS test samples bonded with Araldite 2015-1 epoxy adhesive had the highest elongation at break. It was determined that the highest tensile strength among all parameters was in PLA test samples.
Keywords
References
- Araldite 2011. (2021). https://www.huntsman.com/products/araldite2000/araldite-2011 20.11.2023 tarihinde erişildi.
- Araldite 2015-1. (2021). https://www.huntsman.com/products/araldite2000/araldite-2015-1 20.11.2023 tarihinde erişildi.
- Aydın, M., Yıldırım F., & Canti E. (2019). Investigation of the processing performance of PLA filament in different printing parameters. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, 3 (2), 102-115.
- Aydın, M. D., Temiz, Ş., & Özel, A. (2007). Effect of curing pressure on the strength of adhesively bonded joints. Journal of Adhesion, 83 (6), 553-571. https://doi.org/10.1080/00218460701453536
- Çalık, A., & Akpınar, S. (2019). Effect of extensometer usage on obtaining the force-displacement curve of the adhesively single lap joint. European Mechanical Science, 3 (4), 142-146. https://doi.org/10.26701/ems.646610 Doğan, O., & Kamer, M. S. (2023). Farklı üretim parametreleri kullanılarak 3B yazıcı ile üretilen test numunelerinin sürünme davranışlarının deneysel olarak incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 38 (3), 1839-1848. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1122973
- Erkliğ, A., & Abood Al-dulaimi, O. A. (2022). The effect of sewage sludge ash reinforced adhesive on tensile strength of single-lap joint. The International Journal of Energy & Engineering Sciences, 7 (1), 27-39.
- Guo, C., Liu, X., & Liu, G. (2021). Surface finishing of FDM-fabricated amorphous polyetheretherketone and its carbon-fiber-reinforced composite by dry milling. Polymers, 13, 2175. https://doi.org/10.3390/polym13132175
- Gültekin, K., & Yazıcı, M. E. (2022). Fonksiyonelleştirilmiş bor nanopartiküllerinin yapıştırıcıyla birleştirilmiş tek tesirli kompozit bağlantılar üzerinde etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 37 (1), 175-191. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.847462
- Kalıp Ayırıcı Sıvı PVA. (2022). https://www.kompozitshop.com/kalip-ayirici-sivi-pva 01.12.2022 tarihinde erişildi.
- Kamer, M. S., Temiz, Ş., Yaykaşlı, H., Kaya, A., & Akay, O. (2022a). 3B yazıcıda farklı yazdırma hızlarında ABS ve PLA malzeme ile üretilen çekme test numunelerinin mekanik özelliklerinin karşılaştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 37 (3), 1197-1212. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.961981
- Kamer, M. S., Temiz, Ş., Yaykaşlı, H., Kaya, A., & Akay, O. (2022b). Effect of printed speed on FDM 3D-printed PLA samples produced using different two printers. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, 6 (3), 438-448. https://doi.org/10.46519/ij3dptdi.1088805
- Kopar, M., & Yıldız, A. R. (2023). Experimental investigation of mechanical properties of PLA, ABS, and PETG 3-d printing materials using fused deposition modeling technique. Materials Testing, 65 (12), 1795-1804. https://doi.org/10.1515/mt-2023-0202
- Saraç, İ., Adin, H., & Temiz, Ş. (2019). Investigation of the effect of use of Nano-Al2O3, Nano-TiO2 and Nano-SiO2 powders on strength of single lap joints bonded with epoxy adhesive. Composites Part B: Engineering, 166, 472-482. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.02.007
- Taufik, M., & Jain, P. K. (2020). Thermally assisted finishing of fused deposition modelling build part using a novel CNC tool. Journal of Manufacturing Processes, 59, 266-278. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2020.09.060
- Temiz, Ş., Özel, A., & Aydın, M. D. (2004). A study on durability of joints bonded with pressure-sensitive adhesives. Journal of Adhesion Science and Technology, 18 (10), 1187-1198. https://doi.org/10.1163/1568561041581289
- Tunçel, O., & Tutar, M. (2023). EYM ile üretilen YMK yapılı numunelerde kenar genişliğinin basma dayanımı üzerine etkisinin araştırılması. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 38 (3), 851-858. https://doi.org/10.21605/cukurovaumfd.1377804
- Turan, K., & Barut, S. (2021). Fiber Takviyeli Yapıştırıcıların Kullanıldığı Tek Tesirli Yapışma Bağlantılarında Hasar Analizi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 12 (2), 257-262. https://doi.org/10.24012/dumf.853260
- Ultimaker-ABS-TDS-v5.00. (2022). https://ultimaker.my.salesforce.com/sfc/p/#j0000000HOnW/a/5b000004UWOb/mqEDmbBEqiM6dfNicGFkHQEgcV9T8W762bqwplt4bxo 08.11.2023 tarihinde erişildi.
- Ultimaker-PLA-TDS-v5.00. (2022). https://ultimaker.my.salesforce.com/sfc/p/#j0000000HOnW/a/5b000004UiRV/lt4XCkl0KOSLfPMcyG06mKKbES33WnYiFrMsG8bFGhw 08.11.2023 tarihinde erişildi.
- Ultimaker S5 Product data sheet. (2019). https://cdn.webshopapp.com/shops/24440/files/300070983/ultimaker-s5-product-data-sheet-en-trideus.pdf 09.11.2023 tarihinde erişildi.
Details
| Primary Language | Turkish |
|---|---|
| Subjects | Solid Mechanics, Material Design and Behaviors |
| Journal Section | Mechanical Engineering |
| Authors | |
| Publication Date | June 3, 2024 |
| Submission Date | January 5, 2024 |
| Acceptance Date | February 14, 2024 |
| Published in Issue | Year 2024 |