AI Summary & Key Takeaways
AI InsightThe results showed that increasing the infill ratio significantly improved both tensile strength and impact toughness, while the addition of milled carbon fiber particles generally reduced the mechanical performance of the printed composites.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Additive manufacturing technologies enable the production of complex geometries with low material waste and manufacturing cost. Among these technologies, stereolithography (SLA) has attracted considerable attention due to its high printing resolution and surface quality. However, the mechanical performance of photopolymer parts produced by SLA is often limited for structural applications. In this study, the tensile and Charpy impact behavior of SLA-printed photopolymer composites reinforced with milled carbon fiber particles was experimentally investigated. Specimens were produced at five different infill ratios (20%, 40%, 60%, 80%, and 100%) and five different reinforcement contents (0, 0.4, 0.8, 1.2, and 1.6 wt.%). Tensile tests were conducted according to ASTM D638 Type V standard, while Charpy impact tests followed ASTM D256. The results showed that increasing the infill ratio significantly improved both tensile strength and impact toughness, while the addition of milled carbon fiber particles generally reduced the mechanical performance of the printed composites. The highest mechanical properties were obtained in specimens produced with 100% infill and without reinforcement. These findings provide new insight into the combined effects of infill ratio and particle reinforcement and may serve as a practical guideline for improving the mechanical performance of SLA-printed photopolymer composites.
Özet
Eklemeli imalat teknolojileri, karmaşık geometrilerin düşük malzeme kaybı ve üretim maliyeti ile üretilmesine olanak sağlamaktadır. Bu teknolojiler arasında stereolitografi (SLA), yüksek baskı çözünürlüğü ve iyi yüzey kalitesi sayesinde önemli bir ilgi görmektedir. Bununla birlikte, SLA yöntemi ile üretilen fotopolimer parçaların mekanik performansı birçok mühendislik uygulaması için sınırlı kalabilmektedir. Bu çalışmada, öğütülmüş karbon elyaf partikülleri ile takviye edilmiş SLA baskılı fotopolimer kompozitlerin çekme ve Charpy darbe davranışı deneysel olarak incelenmiştir. Numuneler beş farklı doluluk oranında (%20, %40, %60, %80 ve %100) ve beş farklı takviye oranında (0, %0.4, %0.8, %1.2 ve %1.6 ağırlıkça) üretilmiştir. Çekme testleri ASTM D638 Tip V standardına göre, Charpy darbe testleri ise ASTM D256 standardına uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçları doluluk oranının artmasının hem çekme dayanımını hem de darbe tokluğunu artırdığını, buna karşılık öğütülmüş karbon elyaf ilavesinin mekanik özellikleri genel olarak azalttığını göstermiştir. En yüksek mekanik özellikler %100 doluluk oranına sahip ve takviye içermeyen numunelerde elde edilmiştir. Elde edilen bulgular, doluluk oranı ve partikül takviyesinin birlikte etkisini ortaya koymakta ve SLA ile üretilen fotopolimer kompozitlerin mekanik performansının iyileştirilmesine yönelik önemli bilgiler sunmaktadır.