3D Baskılı Sürekli Karbon Fiber / Polipropilen Kafes Çekirdekli Kompozit Sandviç Yapının Mekanik Özellikleri

Abstract

3Boyutlu üretim teknikleriyle fonksiyonel parçaların üretimi üzerine ilgi çekici çalışmalar ortaya konmaya başlamıştır. Başlangıçta sadece termoplastik filamentler kullanılmasına rağmen gelişen teknolojiler sayesinde elyaf takviyeli kompozit parçalar da üretilebilmektedir. Bu çalışmada, 3Boyutlu baskılama ile üretilmiş sürekli karbon elyaf takviyeli (CFR) kompozit sandviç panellerin yarı statik ve dinamik yüklemeler altındaki mekanik performansı deneysel olarak incelenmiştir. Sandviç paneller, CFR kompozit yüzey levhaları arasında prizmatik kafes çekirdek olacak şekilde tasarlanmıştır. Sandviç yapıları üretmek için sürekli CFR termoplastik (polipropilen (PP)) monofilament kompozitler (CCTMC) kullanılmıştır. CCTMC sandviç yapıları, özel olarak tasarlanmış bir kalıp içeren laboratuvar ölçekli bir termoplastik ekstrüder sistemi ile üretilmiştir. Sandviçlerin yüzey levhaları, aynı CCTMC'ler kullanılarak üç katman halinde

istifleme sırasına göre sıcak sıkıştırma kalıbında üretilmiştir. Geliştirilen sandviç paneller tamamen geri dönüştürülebilir ve ultra hafiftir ve piramit şeklindeki kafes tipi kafes çekirdekleri sandviç yapının çekirdeği olarak yerleştirilmiştir. Test sonuçları; test numunelerinin basınç testinde 270 kN maksimum kuvvetine ve 3 nokta eğilme testinde de 240 kN maksimum kuvvetine dayanabildiğini göstermiş ve yapıdaki deformasyonun mono kompozit elemanın burkulma sınırına ulaşmasıyla meydana geldiğini ortaya koymuştur. Dinamik 3 nokta eğilme testinde, malzemenin deformasyon hızına bağımlılığı nedeniyle tepe kuvvet değeri yaklaşık 2 kat artarak 450 kN değerine ulaşmıştır.