EKLEMELİ İMALAT YÖNTEMİYLE ÜRETİLEN ABS CIVATA NUMUNESİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Muhammed Tayyip Koçak; Mehmet Said Bayraklılar; Osman Ülkir

doi:10.17780/ksujes.1378628

EN TR

ABS BOLT SAMPLE FABRICATED BY ADDITIVE MANUFACTURING METHOD INVESTIGATION OF MECHANICAL PROPERTIES

Abstract

In this study, the dimensional accuracy and elasticity modulus of the bolt sample produced by the additive manufacturing (AM) were calculated. The size of the printed bolt sample was determined by comparing it with the effective modulus of elasticity and the computer-aided design (CAD). This model was designed using SolidWorks, a solid modeling. Fused deposition modeling (FDM), one of the AM methods, was used in the fabrication of the samples. Although many thermoplastic materials are used in this method, acrylonitrile butadiene styrene (ABS) type material was preferred in the of bolts in the current study. The uniaxial tensile strength of the bolt samples was observed and their flexibility was determined using stress-strain. The effective elasticity module was created by performing finite element analysis with computer simulation using ANSYS. As a result of the real-time tensile test, the highest strength value was measured as 35.258 MPa. As a result of experimental studies, it was determined that the measured tensile strength values and simulation results were compatible. This work will help understand many aspects of creating, testing, and optimizing 3D printed ABS bolts for use in real-world applications.

Keywords

EKLEMELİ İMALAT YÖNTEMİYLE ÜRETİLEN ABS CIVATA NUMUNESİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Öz

Bu çalışmada, eklemeli imalat (Eİ) yöntemiyle üretilen cıvata numunesinin boyutsal doğruluğu ve elastisite modülü hesaplanmıştır. Basılı cıvata örneğinin boyutu, etkin elastisite modülü ve bilgisayar destekli tasarım (CAD) modeliyle karşılaştırılarak tespit edildi. Bu model, katı modelleme yazılımı olan SolidWorks kullanılarak tasarlandı. Numunelerin üretiminde Eİ yöntemlerinden olan eriyik yığma modellemesi (EYM) kullanılmıştır. Bu yöntemde birçok termoplastik malzeme kullanılmakla birlikte, mevcut çalışmada cıvataların üretiminde akrilonitril bütadien stiren (ABS) tipi malzeme tercih edilmiştir. Gerçekleştirilen deneysel çalışmalar ile cıvata numunelerin tek eksenli çekme mukavemeti gözlemlenmiş ve gerilme-gerinim eğrileri kullanılarak esneklikleri tespit edilmiştir. Etkin elastisite modülü, ANSYS yazılımı kullanılarak bilgisayar simülasyonu ile sonlu elemanlar analizi yapılarak oluşturuldu. Gerçek zamanlı uygulanan çekme testi sonucunda en yüksek mukavemet değeri 35.258 MPa olarak ölçülmüştür. Deneysel çalışmalar neticesinde ölçülen çekme mukavemeti değerleri ile simülasyon sonuçlarının uyumlu olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışma, gerçek dünya uygulamalarında kullanılmak üzere 3 boyutlu baskılı ABS cıvatalarının oluşturulması, test edilmesi ve optimize edilmesinin birçok yönünün anlaşılmasına yardımcı olacaktır

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

Alafaghani, A., Qattawi, A., & Ablat, M. A. (2017). Design Consideration for Additive Manufacturing: Fused Deposition Modelling. Open Journal of Applied Sciences. https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.76024
Andrzejewski, J., Gronikowski, M., & Aniśko, J. (2022). A Novel Manufacturing Concept of LCP Fiber-Reinforced GPET-Based Sandwich Structures With an FDM 3d-Printed Core. Materials. https://doi.org/10.3390/ma15155405
Arif, M. F., Kumar, S., Varadarajan, K. M., & Cantwell, W. (2018). Performance of Biocompatible PEEK Processed by Fused Deposition Additive Manufacturing. Materials & Design. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.03.015
Cattenone, A., Morganti, S., Alaimo, G., & Auricchio, F. (2018). Finite Element Analysis of Additive Manufacturing Based on Fused Deposition Modeling: Distortions Prediction and Comparison With Experimental Data. Journal of Manufacturing Science and Engineering. https://doi.org/10.1115/1.4041626
Chacón, J. M., Caminero, M. A., Plaza, E. G., & Núñez, P. J. (2017). Additive Manufacturing of PLA Structures Using Fused Deposition Modelling: Effect of Process Parameters on Mechanical Properties And their Optimal Selection. Materials & Design. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2017.03.065
Durão, L. F. C. S., Barkoczy, R., Zancul, E. de S., Ho, L. L., & Bonnard, R. (2019). Optimizing Additive Manufacturing Parameters for the Fused Deposition Modeling Technology Using a Design of Experiments. Progress in Additive Manufacturing. https://doi.org/10.1007/s40964-019-00075-9
Goh, G. D., Yap, Y. L., Tan, H. K. J., Sing, S. L., & Yeong, W. Y. (2019). Process–Structure–Properties in Polymer Additive Manufacturing via Material Extrusion: A Review. Critical Reviews in Solid State and Material Sciences. https://doi.org/10.1080/10408436.2018.1549977
Jiang, J., Xu, X., & Stringer, J. (2018). Support Structures for Additive Manufacturing: A Review. Journal of Manufacturing and Materials Processing. https://doi.org/10.3390/jmmp2040064

Li, M., Lü, T., Dai, J., Jia, X., Gu, X., & Taguchi, D. (2020). Microstructure and Mechanical Properties of 308L Stainless Steel Fabricated by Laminar Plasma Additive Manufacturing. Materials Science and Engineering A. https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.138523
Magazine, R., Bochove, B. van, Borandeh, S., & Seppälä, J. (2022). 3D Inkjet-Printing of Photo-Crosslinkable Resins for Microlens Fabrication. Additive Manufacturing. https://doi.org/10.1016/j.addma.2021.102534
Meng, L., McWilliams, B., Jarosinski, W., Park, H.-Y., Jung, Y., Lee, J.-H., & Zhang, J. (2020). Machine Learning in Additive Manufacturing: A Review. Jom. https://doi.org/10.1007/s11837-020-04155-y
Nieto, D. M., & Molina, S. I. (2019). Large-Format Fused Deposition Additive Manufacturing: A Review. Rapid Prototyping Journal. https://doi.org/10.1108/rpj-05-2018-0126
Prakash, K. S., Nancharaih, T., & Rao, V. V. S. (2018). Additive Manufacturing Techniques in Manufacturing -an Overview. Materials Today Proceedings. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.11.642
Singh, S., Ramakrishna, S., & Singh, R. (2017). Material Issues in Additive Manufacturing: A Review. Journal of Manufacturing Processes. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2016.11.006
Turan, S. R., Ülkir, O., Kuncan, M., & Buldu, A. (2022). Stereolithografi Eklemeli İmalat Yöntemleriyle Farklı Doluluk Oranlarında Üretilen Numunelerin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry. https://doi.org/10.46519/ij3dptdi.1138450
Ulkir, O. (2023). Conductive Additive Manufactured Acrylonitrile Butadiene Styrene Filaments: Statistical Approach to Mechanical and Electrical Behaviors. 3D Printing and Additive Manufacturing. https://doi.org/10.1089/3dp.2022.0287
Vahed, R., Rajani, H. R. Z., & Milani, A. S. (2022). Can a Black-Box AI Replace Costly DMA Testing?—A Case Study on Prediction and Optimization of Dynamic Mechanical Properties of 3D Printed Acrylonitrile Butadiene Styrene. Materials. https://doi.org/10.3390/ma15082855

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Malzeme Üretim Teknolojileri

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Muhammed Tayyip Koçak
0000-0003-2276-2658
Türkiye

Mehmet Said Bayraklılar
0000-0002-5365-4441
Türkiye

Osman Ülkir ^*
0000-0002-1095-0160
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

3 Mart 2024

Gönderilme Tarihi

19 Ekim 2023

Kabul Tarihi

15 Ocak 2024

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 27 Sayı: 1

DOI

https://doi.org/10.17780/ksujes.1378628

IZ

https://izlik.org/JA33JN97FG

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Koçak, M. T., Bayraklılar, M. S., & Ülkir, O. (2024). EKLEMELİ İMALAT YÖNTEMİYLE ÜRETİLEN ABS CIVATA NUMUNESİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 27(1), 269-277. https://doi.org/10.17780/ksujes.1378628