PARÇALI OLARAK ÜRETİLEN 3 BOYUTLU YAZICI ÇIKTILARINDA KULLANILAN BAĞLANTI TİPLERİNİN MEKANİK AÇIDAN DEĞERLENDİRİLMESİ


Çelik T., Mutlu İ., Özkan A.

International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, cilt.6, sa.1, ss.137-142, 2022 (Hakemli Dergi) identifier

Özet

Üç boyutlu (3B) yazıcı teknolojisi, günümüzde sıklıkla tercih edilmeye başlayan, önemli ve popüler teknolojidir. Bu teknoloji gelecekte üretimin farklı alanlarında kullanılabilir olması ile tasarımdaki kısıtlılıklar tamamen ortadan kalkacaktır. Bununla birlikte, 3B yazıcı teknolojisi sınırlı yapı hacmine sahiptir. Bu sebeple, oluşturulan hacim parçalı tasarlanır ve bu parçalar gövdeyi oluşturmak için birbirine bağlanır. Hacimce büyük bir modelin 3B yazıcılardan çıktısını alırken bölümlendirilmiş parçaların bağlantısı çeşitli bağlantı tipleri ile yapılabilmektedir. Bu çalışmanın amacı, 3B yazıcı ile imal edilen parçalı bir üründe kullanılan bağlantı tiplerinin mukavemet açısından değerlendirmek ve en uygun bağlantı tipini belirlemektir. Bu çalışmada, parçaları birbirine bağlamak için dört farklı bağlantı tipi oluşturulmuştur. Bu bağlantı tiplerinin mukavemetini değerlendirmek için standart çekme numunesi tasarımı yapılmış ve bu tasarım ortadan ikiye ayrılarak üretilmiştir. İki parça olarak üretilen çekme numunesi japon yapıştırıcısı (siyanoakrilat), pim, kaynak ve hem kaynak hem de yapıştırıcı (siyanoakrilat) ile birbirine bağlanmıştır. Çekme numunesinin parçalanmamış tek parçalı hali referans numune olarak üretilmiştir. Her grup için yedişer adet üretilen parçalar, üniversal çekme test cihazı ile çekme testine tabi tutulmuştur. Çekme testi sonunda, maksimum çekme kuvveti ve yer değiştirme değerleri elde edilmiş ve bu değerlere göre gerilme, gerinim ve elastik modülleri hesaplanmıştır. Sonuç olarak, 3B kalem kullanılarak yapılan kaynakta en yüksek gerilme ve elastik modül değerleri hesaplanmıştır. Pim ile birbirine bağlanan parçaların en düşük mukavemete sahip olduğu belirlenmiştir. Referans model ile karşılaştırıldığında, tüm bağlantı tipleri parça mukavemetinde minimum %37 azalmaya yol açmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, mukavemeti en iyi sağlayan bağlantı tipi 3B yazıcı kalemi kullanılarak yapılan kaynak bağlantı tipidir.
Three-dimensional (3D) printer technology is an important and popular technology that is frequently preferred today. As this technology can be used in different areas of production in the future, the limitations in design will be eliminated. However, 3D printing technology has disadvantages such as limited build volume. For this reason, the created volume is designed in parts and these parts are connected to each other to form the body. When printing a large model from 3D printers, the connection of segmented parts can be made with various connection types. The aim of this study is to evaluate the connection types used in a pieced product manufactured with a 3D printer in terms of strength and to determine the most suitable connection type. In this study, four different connection types were created to connect the parts together. A standard tensile sample design was made to evaluate the strength of the connection types and this design was produced by dividing it into two. The tensile specimen produced in two parts is bonded together with super glue (cyanoacrylate), pin, weld and both weld and adhesive (cyanoacrylate). The unbroken one-piece form of the tensile specimen was produced as a reference specimen. Seven pieces produced for each group were subjected to a tensile test with a universal tensile testing device. When the tensile tests were ended, the maximum tensile force and displacement values were obtained and the stress and elastic modulus were calculated according to these values. As a result of this study, the welding made using a 3D pen has the maximum elastic modulus and stress values. It has been determined that the lowest strength was obtained in the parts connected with the pin. Compared to the reference model, all connection types resulted in a minimum 37% reduction in component strength. According to the results obtained, the connection type that provides the best strength is the welding connection type made using a 3D printer pen.