Eklemeli imalat ile üretilen numunelerin kırılma özelliklerinin belirlenmesi

Abstract

Teknolojideki gelişimler dolayısıyla karmaşık geometrilere sahip, fonksiyonel parçalara gereksinim artmıştır. Geleneksel üretim yöntemleri ile karmaşık geometrilere sahip ürünlerin üretiminde yaşanan zorluklar, yüksek maliyet ve üretim süresi nedeniyle yerini hızla gelişen eklemeli imalat yöntemlerine bırakmıştır. Eklemeli imalat yöntemlerinin en bilinenlerinden birisi malzeme ekstrüzyonu (Fused Deposition Modeling-FDM) yöntemidir. Eklemeli imalat yöntemiyle üretilen parçalar artık sadece görsel değil fonksiyonel amaçlarla kullanılmaktadır. Bu nedenle geleneksel üretim yöntemleriyle üretilen parçaların mekanik özelliklerinin belirlenmesi için kullanılan çekme, basma, eğme gibi testlerin eklemeli imalat ile üretilen parçalara da uygulanması önem kazanmıştır ve bu konudaki literatürdeki çalışmalar giderek artmıştır. Buna rağmen henüz, eklemeli imalat ile üretilen parçaların kırılma davranışlarının incelendiği, az sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu motivasyonla bu çalışmada, FDM yöntemiyle ile üretilen parçaların çentik içermesi durumunda kırılma özelliklerinin nasıl etkilendiği deneysel olarak araştırılmıştır. Farklı çentik tiplerini (O, V ve U tipi) içeren geometrilere sahip çekme numunelere çekme testi uygulanmıştır. Ayrıca yazdırma açısının etkisini de değerlendirmek amacıyla numuneler çekme yönüyle farklı açılar yapacak (0º, ±45º) ve konsantrik yazdırma desenine sahip şekillerde de üretilmiştir. Böylece hem çentik tipi hem de yazdırma açısının kırılma kuvveti, kırılma uzaması ve kırılma enerjisini nasıl etkilediği incelenmiştir.

Due to the developments in technology, the need for functional parts with complex geometries has increased. One of the most well-known additive manufacturing methods is the material extrusion (Fused Deposition Modeling-FDM) method. For this reason, the application of tests such as tensile, compression and bending, which are used to determine the mechanical properties of the parts produced by traditional production methods, has gained importance on the parts produced by additive manufacturing, and the studies in the literature on this subject have gradually increased. However, there are few studies examining the fracture behavior of parts produced by additive manufacturing. With this motivation, in this study, it has been experimentally investigated how the fracture properties of the parts produced by FDM method are affected in case of notch. Tensile test was applied to tensile specimens with geometries including different notch types (O, V and U type). In addition, in order to evaluate the effect of the printing angle, the samples were produced in shapes that will make different angles (0º, ±45º) with the drawing direction and have a concentric printing pattern. Thus, how both the notch type and the printing angle affect the breaking force, breaking elongation and breaking energy was investigated.