3 Boyutlu yazıcı kullanılarak üretilen sandviç kompozitlerin düşük hızda darbe performanslarının araştırılması


Creative Commons License

KAVELOGLU S., Temiz Ş.

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, cilt.39, sa.1, ss.139-150, 2023 (SCI-Expanded) identifier

Özet

Bal peteği sandviç kompozitler birçok sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır. Sandviç kompozitlerin kullanım amaçlarına uygun karşılaşabileceği düşük hızdaki darbelerden kaynaklanan darbe dayanımlarının tespit edilmesi önem arz etmektedir. Bu çalışmada üç farklı hücre genişliği ve hücre duvar kalınlığındaki bal peteği geometrileri kullanılarak 3 boyutlu yazıcıda polilaktik asit (PLA) filamentten üretilen çekirdeklerin alt ve üst yüzeyleri karbon fiber takviyeli kompozit plakalarla (CFRP) yapıştırıcı ile birleştirilen sandviç kompozitlerin düşük hızda darbe performansları araştırılmıştır. Çalışmada üç farklı hücre genişliği ve hücre duvar kalınlığı sırasıyla 6_0,8mm, 9_1,2mm ve 12_1,6mm ölçülerindeki bal peteği geometrileri kullanılmıştır. Düşük hızda darbeye maruz bırakılan numunelerde eşit yüzey alanı elde etmek amacıyla hem hücre genişliği hem de hücre duvar kalınlıkları artırılarak bu ölçüler tercih edilmiştir. Her bir geometrideki ölçülerde üretilen bal peteği sandviç kompozit numunelere beş farklı enerji seviyelerinde (30J, 40J, 60J, 80J ve 100J) düşük hızda darbe testleri uygulanmış, 100J darbe enerjisinde sandviç kompozitler tamamen delinmiştir. Birbirine yakın yüzey alanına sahip üç farklı hücre genişliği ve hücre duvar kalınlığındaki sandviç kompozitlerin darbeye karşı benzer performans gösterdiği tespit edilmiştir.
Honeycomb sandwich composites are widely used in many industries. It is important to determine the impact strengths resulting from low-velocity impacts that sandwich composites may encounter in accordance with their intended use. In this study, the low-velocity impact performance of sandwich composites, which are combined with carbon fiber reinforced composite plates (CFRP) on the top and bottom surfaces of the cores produced from polylactic acid (PLA) filament in 3D printer, using honeycomb geometries with three different cell widths and cell wall thicknesses were investigated. Honeycomb geometries with three different cell widths and cell wall thicknesses of 6_0.8mm, 9_1.2mm and 12_1.6mm, respectively, were used in the study. In order to obtain equal surface area in samples exposed to low-velocity impact, these measurements were preferred by increasing both cell width and cell wall thickness. Low-velocity impact tests at five different energy levels (30J, 40J, 60J, 80J and 100J) were applied to honeycomb sandwich composite samples produced in dimensions in each geometry, and the sandwich composites were full perforated at 100J impact energy. Sandwich structures with the smallest cell width and the highest number of cells with 6mm cell width showed better performance against impact at 30J, 40J and 60J impact energy levels. With increasing impact energy, sandwich structures with three different cell widths at 80J and 100J energy levels were found to have similar performance against impact.