Experimental investigation and simulation of 3D printed sandwich structures with novel core topologies under bending loads / Meltem Eryildiz in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING, Vol. 38, N° 3 (2023)  

[article]  inINTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. 38, N° 3 (2023) . - p. 277-289 Titre : Experimental investigation and simulation of 3D printed sandwich structures with novel core topologies under bending loads Type de document : texte imprimé Auteurs : Meltem Eryildiz, Auteur Année de publication : 2023 Article en page(s) : p. 277-289 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Construction sandwich Construction sandwich -- Propriétés mécaniques Eléments finis, Méthode des Essais dynamiques Flexion trois points Impression tridimensionnelle Modélisation par dépôt en fusion Polylactique, Acide L'acide polylactique (anglais : polylactic acid, abrégé en PLA) est un polymère entièrement biodégradable utilisé dans l'alimentation pour l'emballage des Å“ufs et plus récemment pour remplacer les sacs et cabas en plastiques jusqu'ici distribués dans les commerces. Il est utilisé également en chirurgie où les sutures sont réalisées avec des polymères biodégradables qui sont décomposés par réaction avec l’eau ou sous l’action d’enzymes. Il est également utilisé pour les nouveaux essais de stent biodégradable. Le PLA peut-être obtenu à partir d'amidon de maïs, ce qui en fait la première alternative naturelle au polyéthylène (le terme de bioplastique est utilisé). En effet, l'acide polylactique est un produit résultant de la fermentation des sucres ou de l'amidon sous l'effet de bactéries synthétisant l'acide lactique. Dans un second temps, l'acide lactique est polymérisé par un nouveau procédé de fermentation, pour devenir de l'acide polylactique. Ce procédé conduit à des polymères avec des masses molaires relativement basses. Afin de produire un acide polylactique avec des masses molaires plus élevées, l'acide polylactique produit par condensation de l'acide lactique est dépolymérisé, produisant du lactide, qui est à son tour polymérisé par ouverture de cycle. Le PLA est donc l’un de ces polymères, dans lequel les longues molécules filiformes sont construites par la réaction d’un groupement acide et d’une molécule d’acide lactique sur le groupement hydroxyle d’une autre pour donner une jonction ester. Dans le corps, la réaction se fait en sens inverse et l’acide lactique ainsi libéré est incorporé dans le processus métabolique normal. On obtient un polymère plus résistant en utilisant l'acide glycolique, soit seul, soit combiné à l’acide lactique. Topologie Index. décimale : 668.4 Plastiques, vinyles Résumé : In a range of applications, such as the automotive, aerospace, and shipbuilding sectors, where weight reduction is essential, sandwich structures are getting more popular. The performance of sandwich structures in bending can be enhanced by using lightweight core topologies. In this study, six different novel and new core topologies were designed with CATIA V5. Polylactic acid (PLA) sandwich structures with new core designs were produced using the fused deposition modeling (FDM) additive manufacturing method. In order to determine the mechanical characteristics of these six designed core topologies, three-point bending tests on sandwich structures were performed. The influence of core topology on the flexural characteristics of lightweight sandwich structures was investigated to appropriately choose and design the core topology of the sandwich structures to meet desired structural requirements. To evaluate the flexural behavior of sandwich structures, finite element simulation using ANSYS Workbench 2021 R2 was also performed. Both the experimental data and simulation were in good agreement and clearly showed that the sandwich structure with the triple bow core exhibited the highest mechanical properties. These results provide new perspectives on the investigation of the mechanical response of sandwich structures, which can be beneficial for many other industries and applications. Note de contenu : - MATERIALS AND METHODS : Core design - Fabrication of samples - Test setup - Finite element simulation - Porosity measurement - RESULTS AND DISCUSSION : Poisson ratio - Mechanical performance of sandwich structures - Finite element analysis (FEA) - Table 1 : Printing parameters for the fabrication of sandwich structures - Table 2 : Properties of PLA (polylactic acid) used in ANSYS 2021 R2 - Table 3 : Design parameters for sandwich structures (dimensions in mm) - Table 4 : Three-point bending test results of the 3D printed sandwich structures - Table 5 : FEA results for each core topology DOI : https://doi.org/10.1515/ipp-2022-4311 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1jQLN9UDVfnhx1QO_rQUL6mf5Wz2THqBo/view?usp=drive [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=39691 [article]

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Improvement of mechanical and biological properties of PLA/HNT scaffolds fabricated by foam injection molding : skin layer effect and laser texturing / Meltem Eryildiz in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING, Vol. 36, N° 5 (2021)  

[article]  inINTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. 36, N° 5 (2021) . - p. 564-576 Titre : Improvement of mechanical and biological properties of PLA/HNT scaffolds fabricated by foam injection molding : skin layer effect and laser texturing Type de document : texte imprimé Auteurs : Meltem Eryildiz, Auteur ; M Altan, Auteur ; S. Odabas, Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : p. 564-576 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Analyse thermique Biodégradation Caractérisation Halloysite L'halloysite-7Ã… est une espèce minérale du groupe des silicates sous-groupe des phyllosilicates de formule Al2Si2O5(OH)4 avec des traces de : Ti ; Ca ; Na ; K ; Fe ; Cr ; Mg ; Ni ; Cu. Ses principaux constituants, outre l'oxygène, sont l’aluminium (20,90 %), le silicium (21,76 %), et l’hydrogène (1,56 %). Ingénierie tissulaire Mouillabilité Mousses plastiques Mousses plastiques -- Moulage par injection Mousses plastiques -- Propriétés mécaniques Mousses plastiques -- Propriétés thermiques Nanotubes Polylactique, Acide L'acide polylactique (anglais : polylactic acid, abrégé en PLA) est un polymère entièrement biodégradable utilisé dans l'alimentation pour l'emballage des Å“ufs et plus récemment pour remplacer les sacs et cabas en plastiques jusqu'ici distribués dans les commerces. Il est utilisé également en chirurgie où les sutures sont réalisées avec des polymères biodégradables qui sont décomposés par réaction avec l’eau ou sous l’action d’enzymes. Il est également utilisé pour les nouveaux essais de stent biodégradable. Le PLA peut-être obtenu à partir d'amidon de maïs, ce qui en fait la première alternative naturelle au polyéthylène (le terme de bioplastique est utilisé). En effet, l'acide polylactique est un produit résultant de la fermentation des sucres ou de l'amidon sous l'effet de bactéries synthétisant l'acide lactique. Dans un second temps, l'acide lactique est polymérisé par un nouveau procédé de fermentation, pour devenir de l'acide polylactique. Ce procédé conduit à des polymères avec des masses molaires relativement basses. Afin de produire un acide polylactique avec des masses molaires plus élevées, l'acide polylactique produit par condensation de l'acide lactique est dépolymérisé, produisant du lactide, qui est à son tour polymérisé par ouverture de cycle. Le PLA est donc l’un de ces polymères, dans lequel les longues molécules filiformes sont construites par la réaction d’un groupement acide et d’une molécule d’acide lactique sur le groupement hydroxyle d’une autre pour donner une jonction ester. Dans le corps, la réaction se fait en sens inverse et l’acide lactique ainsi libéré est incorporé dans le processus métabolique normal. On obtient un polymère plus résistant en utilisant l'acide glycolique, soit seul, soit combiné à l’acide lactique. Polymères en médecine Texturation par laser Index. décimale : 668.4 Plastiques, vinyles Résumé : Polylactic acid (PLA) is one of the important materials for orthopedic regenerative engineering applications due to its biodegradability and biocompatibility. Nonetheless, PLA may show insufficient mechanical strength for some bone replacement applications. Halloysite nanotube (HNT) is one of the non-toxic, biocompatible reinforcement for improving mechanical and biological properties of PLA for tissue engineering applications. In this study, PLA/HNT scaffolds were prepared by chemical foam injection molding process. Laser surface texturing was applied on the skin layer of the injection molded scaffolds to enhance the cell viability and hydrophilicity of PLA. The effects of HNT concentration on cell morphology, mechanical and thermal properties, cell viability and biodegradation profile of the scaffolds were studied. The results demonstrated that cell viability increased by 43% in PLA/HNT scaffolds compared to neat PLA. Hydrophilicity of the scaffolds that have thick skin layer was enhanced by the laser surface texturing in two different designs and consequently, cell viability increased about 16%. Surface roughness measurements and water contact angle measurements have verified this result. Note de contenu : - EXPERIMENTAL : Materials - Scaffold fabrication - Texture preparation – Characterization - RESULTS AND DISCUSSION : Thermal properties - Foam morphology - Texture properties of the scaffolds - Surface wettability - Mechanical properties - Cell proliferation studies - Biodegradability - Table 1 : The processing setups for foam injection molding - Table 2 : Thermal properties determined from DSC - Table 3 : Decomposition temperatures of PLA and PLA/HNT nanocomposites - Table 4 : Foamed sample results - Table 5 : Mechanical properties of PLA based composite scaffolds - Table 6 : Mechanical properties of human tissues (Mi et al., 2013) - Table 7 : Biodegradation rate (%) of the scaffolds DOI : https://doi.org/10.1515/ipp-2020-4090 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1unWMpP-w6mD9YE-WVKwpTGG2gY0TxM2Q/view?usp=shari [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=36523 [article]

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