Eklemeli imalat yöntemi ile üretilen sandviç kompozit plakaların mekanik özelliklerinin incelenmesi

Trapezoid kompozit sandviç yapılar, hafiflikleri ile birlikte yüksek eğme ve basma dayanımları sayesinde tercih edilmektedir. Ayrıca, üretildikleri malzemeye bağlı olarak kimyasallara ve suya karşı dayanıklı olmaları, vidalama, delme, ekleme ve tamirat gibi çok yönlü kullanım imkânları sunmaları nedeniyle; otomotiv, havacılık, hafif ticari araçlar, denizcilik, yüksek hızlı trenler, inşaat, ambalaj, rüzgâr enerjisi ve güneş panelleri gibi pek çok sektörde yaygın şekilde kullanılmaktadır. Sandviç yapılar, alt ve üst örtü elemanları arasına yerleştirilen bir çekirdek yapının yapıştırılmasıyla elde edilen kompozit yapı elemanlarıdır. Örtü katmanları ince, sert ve yüksek yoğunluklu; çekirdek ise bu katmanlara kıyasla daha kalın ve düşük yoğunluklu malzemelerden seçilmektedir. Bu tür yapılar, başta basma ve eğilme olmak üzere çeşitli mekanik özelliklerde yüksek dayanım sağlaması hedefiyle çok sayıda çalışma kapsamında araştırılmakta ve geliştirilmektedir. Tez çalışması kapsamında, hücre genişliği ve hücre duvar kalınlığı parametreleri için üç farklı ölçü belirlenmiş ve bu ölçülere göre çekirdek hücreler, üç boyutlu yazıcı kullanılarak polilaktik asit (PLA) filamentinden üretilmiştir. Alt ve üst yüzey plakaları ise, %15–20 oranında karbon içeren ve PLA/CF olarak adlandırılan takviyeli kompozit malzemeden, eklemeli imalat yöntemi ile üretilmiştir. Hazırlanan numuneler, epoksi esaslı yapıştırıcı kullanılarak birleştirilmiştir. Tek ve çift katmanlı olacak şekilde üretilen sandviç kompozit plakaların mekanik özellikleri deneysel yöntemlerle araştırılmıştır. Çalışmada sırasıyla baskı hızı, doluluk oranı, hücre genişliği (Dc), hücre duvar kalınlığı (tc) ve trapezoid taban açısı olmak üzere beş farklı parametre seçilmiştir. Bu parametrelere ait değerler sırasıyla; hız: 75/100/125 mm/sn, doluluk: %70/%85/%100, Dc: 6/9/12 mm, tc: 0,8/1,2/1,6 mm ve trapezoid açısı: 55/65/75 derece olacak şekilde belirlenmiş ve bu değerlere göre trapezoid hücre geometrileri kullanılmıştır. Tek ve çift katmanlı olarak hazırlanan numunelere basma ve üç nokta eğilme testleri uygulanmış; analizler sonucunda elde edilen optimum sonuçlara göre %100 karbon plaka kullanılarak hazırlanmış sandviç plakalarla karşılaştırmalı testler gerçekleştirilmiştir. Testlerden elde edilen veriler, TAGUCHI deney tasarımı yöntemiyle değerlendirilmiş; sonuçlar varyans analizi (ANOVA) yöntemi ile istatistiksel olarak analiz edilmiştir. Bu çalışma, trapezoid hücre geometrisine sahip sandviç yapılarda üretim parametrelerinin bütüncül etkisini inceleyen nadir çalışmalardandır. Tek ve çift katmanlı yapıların karşılaştırmalı analizi literatüre yenilik katmaktadır. 3B baskı ile PLA/CF malzeme kullanımı ise eklemeli imalata yönelik özgün bir uygulamadır. Elde edilen bulgular, yapısal tasarım ve optimizasyon süreçlerine doğrudan katkı sunmaktadır.