[article]
| 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, AcideL'acide polylactique (anglais : polylactic acid, abrégé en PLA) est un polymère entièrement biodégradable utilisé dans l'alimentation pour l'emballage des œufs 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
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| 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 |
in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. 38, N° 3 (2023) . - p. 277-289
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Ajouter le résultat dans votre panier Affiner la recherche3D composite sandwich with high-energy shock absorbing oriented bridges in JEC COMPOSITES MAGAZINE, N° 84 (10/2013)
