Eriyik yığma modellemesi ile üretilen PLA numunelerde delik imalat yöntemlerinin mikroyapı ve çekme dayanımına etkisinin incelenmesi
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tez Danışmanı: Berna Bolat; Birgül Aşçıoğlu Temiztaş
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
Bu tezde eriyik yığma modelleme (EYM) yöntemiyle üretilen PLA numunelerde deliklerin oluşturulma biçimine bağlı geometrik süreksizliklerin imalat yöntemiyle ilişkili mikroyapısal etkilerini incelenmiş ve delik üretim yönteminin mekanik dayanım, hasar oluşumu ve kopma davranışı üzerindeki belirleyici etkisi sistematik olarak ortaya konulmuştur. Bu amaç doğrultusunda çalışma iki aşamada yürütülmüştür. İlk aşamada, ASTM D638 standardına göre farklı raster açıları (0°, 45°, 90°) ve doluluk oranlarında (%25, %50, %75, %100) üretilen numunelerin mekanik özellikleri deneysel olarak değerlendirilmiş, en yüksek çekme dayanımı ve elastik modül değerlerini sağlayan 0° raster açısı ve %100 doluluk oranı, ikinci aşama için referans konfigürasyon olarak belirlenmiştir. İkinci aşamada, ASTM D5766 standardı esas alınarak delikli plakalar iki farklı yöntemle üretilmiştir: sonradan matkapla delinmiş numuneler (B1) ve doğrudan delikli olarak basılmış numuneler (B2). Numunelerin mekanik davranışları optik ekstansometre kullanılarak ölçülmüş, imalat sürecine bağlı olarak oluşan kusurlar mikroyapısal incelemelerle karakterize edilmiştir. Ayrıca, gerilme yığılması katsayısı (Kₜ) kavramı delikli numunelerin nominal gerilme düzeylerinin yorumlanmasında teorik bir referans olarak ele alınmıştır. Deneysel davranışın sayısal olarak temsil edilebilirliği ve idealize sürekli ortam varsayımının sınırları ise Explicit Dynamics tabanlı sonlu elemanlar analizi ile değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, delik üretim yönteminin mekanik dayanım üzerinde geometrik tasarımdan daha belirleyici bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Sonradan delinmiş numuneler, doğrudan delikli basılmış numunelere kıyasla yaklaşık %28 daha yüksek nominal çekme dayanımı sergilemiştir. Bu farkın, filament sürekliliği, kabuk–dolgu füzyonu ve delik çevresindeki kusur yoğunluğu gibi imalat yöntemine bağlı mikroyapısal özelliklerle ilişkili olduğu belirlenmiştir. Sonlu elemanlar analizi sonuçları, B1 numunelerinin deneysel davranışını yüksek doğrulukla yeniden üretirken, B2 numunelerinde imalat kaynaklı kusurların idealize modellerle temsil edilememesi nedeniyle sayısal tahminlerin sınırlı kaldığını göstermiştir. Sonuç olarak bu çalışma, EYM ile üretilen yük taşıyıcı bileşenlerde geometrik süreksizliklerin performansının yalnızca nominal geometriyle değil, delik imalat tekniğinin belirlediği mikroyapısal bütünlükle birlikte değerlendirilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır.