Effects of injection parameters on mechanical properties of glass-fiber, glass-fiber-talc hybrid and recycled polypropylene composites using the Taguchi Method
Taguchı Yöntemi kullanılarak cam elyaf, cam elyaf-talk hibrit ve geri dönüştürülmüş polipropilen kompozitlerin mekanik özellikleri üzerindeki enjeksiyon parametrelerinin etkilerinin incelenmesi
- Tez No: 1016602
- Danışmanlar: PROF. DR. EVREN MELTEM TOYGAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
In this thesis, injection molding parameter optimization for polypropylene (PP)-based composites with glass fiber or talc reinforcement and virgin or recycled matrices is investigated, to propose alternative material-process combinations to virgin glass fiber reinforced polypropylene (PP30GF), widely used in applications but with higher cost. Three materials, virgin polypropylene with thirty percent by weight glass fiber (vPP30GF), recycled polypropylene with thirty percent by weight glass fiber (rPP30GF), and hybrid polypropylene with twelve percent by weight glass fiber and twelve percent by weight talc (hPP12GF12T), were subjected to tensile, flexural, and notched impact tests according to ISO 527, ISO 178, and ISO 180. For each material, an L4 Taguchi orthogonal array with two levels for injection temperature, injection pressure, and holding pressure was employed, resulting in 12 experimental conditions and 60 tests with five replicates per condition. Signal-to-noise ratios and analysis of variance were used to determine influential parameters. The findings show that the dominant parameter depends on matrix and reinforcement type. For vPP30GF, holding pressure had the greatest effect on tensile and impact performance, while injection pressure was most influential for flexural performance. For rPP30GF, injection temperature was the most influential parameter for all mechanical properties, with contributions ranging from 79.73 to 98.42 percent. For hPP12GF12T, injection temperature and holding pressure jointly dominated tensile and flexural strength, whereas injection pressure was the primary parameter for notched impact energy. Overall, Taguchi design and analysis of variance-based optimization improved the performance of virgin, recycled, and hybrid polypropylene composites, supporting data-driven and efficient production.
Özet (Çeviri)
Bu tez çalışmasında cam elyaf veya talk takviyeli ve bakir ya da geri dönüştürülmüş matris yapısına sahip polipropilen esaslı kompozitler için enjeksiyon kalıplama parametre optimizasyonu incelenmiş; maliyeti daha yüksek olmasına rağmen yaygın olarak kullanılan bakir cam elyaf takviyeli polipropilene (PP30GF) alternatif malzeme-proses kombinasyonlarının ortaya konulması amaçlanmıştır. Çalışmada, ağırlıkça yüzde otuz cam elyaf içeren bakir polipropilen (vPP30GF), ağırlıkça yüzde otuz cam elyaf içeren geri dönüştürülmüş polipropilen (rPP30GF) ve ağırlıkça yüzde on iki cam elyaf ile yüzde on iki talk içeren hibrit polipropilen (hPP12GF12T) malzemelerine, ISO 527, ISO 178 ve ISO 180 standartlarına göre çekme, eğilme ve çentik darbe deneyleri uygulanmıştır. Her bir malzeme için, enjeksiyon sıcaklığı, enjeksiyon basıncı ve ütüleme basıncı olmak üzere üç faktörün iki seviyede değerlendirildiği L4 Taguchi ortogonal dizisi kullanılmış; böylece 12 deney koşulu ve her koşul için beş tekrar olmak üzere her malzeme için toplam 60 test gerçekleştirilmiştir. Etkili parametrelerin belirlenmesinde sinyal-gürültü oranları ve varyans analizi kullanılmıştır. Bulgular, baskın parametrenin matris ve takviye türüne bağlı olarak değiştiğini göstermektedir. vPP30GF için ütüleme basıncı, çekme ve darbe performansı üzerinde en büyük etkiye sahipken, eğilme performansında enjeksiyon basıncı en etkili parametre olmuştur. rPP30GF için enjeksiyon sıcaklığı, tüm mekanik özelliklerde en etkili parametre olarak belirlenmiş ve katkı oranları 79.73 ile 98.42 yüzde arasında değişmiştir. hPP12GF12T için enjeksiyon sıcaklığı ve ütüleme basıncı birlikte çekme ve eğilme dayanımında baskın olurken, çentikli darbe enerjisinde enjeksiyon basıncı temel parametre olmuştur. Sonuç olarak, Taguchi tasarımı ve varyans analizine dayalı optimizasyon, bakir, geri dönüştürülmüş ve hibrit polipropilen kompozitlerin performansını iyileştirerek veriye dayalı ve verimli üretimi desteklemiştir.
Benzer Tezler
- Effects of injection molding conditions on the mechanical properties of polyamide/glass fiber composites
Enjeksiyon makinesi çalışma şartlarının cam elyaf takviyeli-poliamid karma malzemelerinin mekanik özelliklerine olan etkisi
CAHİT CAN CANSEVER
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜLKÜ YILMAZER
- Plastik enjeksiyon yöntemiyle üretilen farklı oranlarda cam fiber takviyeli polimerlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
The effects of short fiber amount, injection temperature and pressure on the mechanical properties of glass fiber reinforced polyamide
ELİF NAZ YILDIZ GENÇSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiBaşkent ÜniversitesiSavunma Teknolojileri ve Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EBRU SARALOĞLU GÜLER
- Katkı maddelerinin ve enjeksiyon parametrelerinin plastik ürünün mekanik özelliklerine ve UV direncine etkisinin deneysel araştırılması
The experimental investigation of the effects of additives and injection parameters on mechanical properties and UV resistance of plastic products
ABDURRAHMAN ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Polimer Bilim ve TeknolojisiGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER TEKİNER
- Kompozit plaka üretim prosesi üzerine çalışmalar ve parametrelerin mekanik özelliklere etkisi
The studies of production process of composite-plate and the effect of parameters on mechanical properties
MEHMET GÜLNAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RAİF SAKİN
- Kompozit plakalarda farklı tabaka sayısı, farklı yapı ve istifleme sırasına bağlı optimum mekanik özelliklerin belirlenmesi
The effect of woven-fabric density, stacking sequence and the number of layers on the optimum mechanical properties of glass/polyester composites produced by RTM
YAKUP DABAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RAİF SAKİN