Plastik enjeksiyon üretiminde kullanılan PA6 ve PA66 hammaddelerine %20 cam elyaf katkısının mukavemete olan etkisi ve sem analizi
Effect of 20% glass fiber addition on the strength of PA6 and PA66 raw materials used in plastic injection production and sem analysis
- Tez No: 1008623
- Danışmanlar: DR. LÜTFİYE DAHİL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Aydın Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, plastik enjeksiyon imalatında yaygın olarak kullanılan poliamid (PA) esaslı malzemelerin mekanik performanslarının ve yüzey görüntülerinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bu kapsamda, PA6 ve PA66 hammaddeleri üzerine odaklanılmış; her iki malzemenin %20 cam elyaf takviyeli (GF20) ve katkısız formları değerlendirilmiştir. Çalışmada, takviye oranının ve malzeme türünün çekme dayanımı üzerindeki etkileri hem deneysel hem de sayısal analiz yöntemleriyle incelenmiştir ve yüzey görüntüleme ve atom içeriğiyle beraber değerlendirilmiştir. Çalışmanın temel amacı, takviye oranının malzemenin çekme dayanımı, süneklik davranışı ve iç yapısal bütünlüğü üzerindeki etkilerini hem deneysel hem de sayısal analiz yöntemleriyle ortaya koymaktır. Deneysel kısımda, PA6 ve PA66 numuneleri plastik enjeksiyon yöntemiyle ISO-527 standardına uygun şekilde üretilmiştir ve çekme testleri uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar, takviye oranının özellikle elastik modül, maksimum gerilme ve kopma uzaması üzerinde belirgin etkiler yarattığını göstermiştir. Glow wire ve tracking yanmazlık testleriyle malzemelerin yanmazlığı gözlenmiştir. Yüzey görüntüleme ve atom içeriği aşamasında, SEM ve EDS analizleri kullanılmıştır. Bu yöntemlerle kırık yüzey ve atomik dağıtım hakkında değerlendirmeler yapılabilmiştir. SEM analizleri sonucunda, katkısız numunelerde yüzeyin lifsiz ve homojen bir yapıya sahip olduğu, buna karşılık cam elyaf takviyeli numunelerde lif–matris ara yüzeylerinde ayrılmalar (debonding), çekilme yönünde hizalanmış cam elyaflar ve gevrek kırılma izleri gözlenmiştir. Bu durum, cam elyafın çekme yönünde yük taşıyıcı olarak görev yaptığını, ancak aynı zamanda plastik deformasyon kapasitesini sınırladığını göstermektedir. Sayısal analiz aşamasında, ANSYS Explicit Dynamics yazılımı kullanılarak deneysel testler simüle edilmiştir. Simülasyonlarda numunelerin gerilme dağılımı (von-Mises) incelenmiş, maksimum gerilme bölgeleri ve olası kırılma alanları tespit edilmiştir. Analiz sonuçları deneysel bulgularla karşılaştırıldığında, gerçek test sonuçlarına yüksek oranda benzerlik elde edilmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma PA6 ve PA66 malzemelerinin kompozit takviye etkilerini hem mekanik hem de sayısal açıdan ortaya koyarak, malzeme seçimi ve ürün tasarımı süreçlerine mühendislik açısından katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, the mechanical performance and surface characteristics of polyamide (PA)-based materials, which are widely used in plastic injection molding, were investigated and compared. The study focused on PA6 and PA66 resins, both in their unreinforced and 20% glass fiber-reinforced (GF20) forms. The effects of reinforcement ratio and material type on tensile strength were examined through both experimental and numerical analyses, along with microstructural and atomic composition evaluations. The primary objective of this research is to reveal how glass fiber reinforcement influences the tensile strength, ductile behavior, and internal structural integrity of PA6 and PA66 materials, using a combination of experimental testing and computational modeling approaches. In the experimental phase, PA6 and PA66 specimens were produced via plastic injection molding in accordance with the ISO 527 standard, and tensile tests were conducted. The results demonstrated that the reinforcement ratio has a significant effect on the elastic modulus, maximum tensile stress, and elongation at break. The flammability of the materials was evaluated through Glow Wire and Tracking flammability tests. For surface and compositional characterization, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) analyses were performed. These methods provided detailed insights into fracture surface morphology and elemental distribution. SEM observations revealed that the unreinforced specimens exhibited a homogeneous and fiber-free surface structure, whereas the glass fiber-reinforced specimens showed fiber–matrix interfacial debonding, fiber pull-out, and brittle fracture traces aligned along the tensile direction. This indicates that the glass fibers acted as load-bearing components in the tensile direction but simultaneously restricted the plastic deformation capacity of the material. In the numerical analysis phase, ANSYS Explicit Dynamics software was utilized to simulate the experimental tensile tests. The stress distributions (von Mises) within the specimens were analyzed, and regions of maximum stress and potential fracture initiation were identified. The simulation results exhibited a high level of correlation with the experimental findings, confirming the reliability of the numerical approach. In conclusion, this study presents a comprehensive evaluation of the composite reinforcement effects in PA6 and PA66 materials from both mechanical and numerical perspectives, thereby providing valuable insights for material selection and product design processes in plastic injection applications.
Benzer Tezler
- Dizel enjektör soketi üretiminde çıkan cam lifi katkılı poliamid 6,6 plastik enjeksiyon atıklarının geri dönüştürülerek proseste kullanılmasının araştırılması
Investigation of the recycling and reuse of glass fiber reinforced polyamide 6,6 injection molding waste in diesel injector socket production
ELİF ŞAHİNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiBursa Teknik ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. YASİN ALTIN
- Applying different surface treatments on different plastic materials, examining the effect on paint test performance and developing a high-performance painting process
Farklı plastik malzemelere farklı yüzey işlemleri uygulaması, boya test performansına etkisi incelenmesi ve yüksek performanslı bir boya prosesi geliştirilmesi
ELİF BURCU ÇETİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
- Haloysit nanotüp dolgu malzemesi ile termoplastik ve termoplastik elastomer polimer matris kompozit malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of halloysite filled thermoplastic and thermoplastic elastomer composite materials
TUĞÇE ÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL
- Plastik enjeksiyon kalıplamada kullanılan berilyum-bakır alaşımının tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of tribological properties of berrylium-copper alloy used in plastic injection molding
MİHRİBAN KABAKCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HARUN MİNDİVAN
- Plastik enjeksiyon yöntemiyle üretilen deney numunelerinin kalıp tasarımı
The mold design of the experiment samples manufactured via plastic injection
ERDEM TOPÇU
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiNamık Kemal ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURŞEN YENİCİ