Geri Dön

Nanopartikül takviyeli kompozit malzemelerin işlenebilirliğinin araştırılması

Investigation of the machinability of nanoparticle reinforced composite materials

PDF İndir

  1. Tez No: 632528
  2. Yazar: FERHAT CERİTBİNMEZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AHMET YAPICI
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İskenderun Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 133

Özet

Bu çalışmada, farklı malzemelerin en iyi özelliklerini tek bir malzemede toplayıp, fiziksel ve mekanik ihtiyaçları karşılayarak birçok kullanım alanına sahip stratejik malzeme üreterek; nanopartikül takviyesi ile daha dayanıklı, daha hafif, alışılandan farklı ve üstün malzeme özellikleri/üretim süreçleri elde edilmiştir. Vakum infüzyon yöntemi kullanılarak; 8 katmanlı düz örgülü cam elyafı ile epoksi reçinenin ağırlıkça % 0,1 oranında çok cidarlı karbon nanotüp (ÇCKNT) katkılı ve katkısız kompozit tabakalar üretilmiştir. İmalatı tamamlanan her bir kompozit tabakadan örnekler alınarak; çekme testi, yoğunluk ve yakma testi, sertlik analizi yapılarak mekanik özellikleri tespit edilmiştir. Nanopartikül katkısının elastik modül, çekme dayanımı, poison oranı, yoğunluk, fiber hacim oranı, matriks hacim oranı, boşluk hacim oranı, yüzey sertliği üzerine etkisi tespit edilmiştir. Saf ve katkılı kompozit tabakalardan aynı sayıda ve ölçülerde test numuneleri hazırlanarak, aynı şartlar altında ayrı ayrı işlenebilirlik çalışmaları yapılmıştır. Farklı kesme profilli zımba ve kalıp kullanarak delme, parmak freze kullanarak orbital delme ve frezeleme, farklı nokta açısına sahip matkaplar kullanarak konvansiyonel delme, lazer kesim ve su jeti kesim gibi imalat yöntemleri kullanılarak işlenebilirlikleri analiz edilmiştir. Zımba ile delme çalışmalarında; yük ölçümü için Amatek (Load Cell), basınç ölçümleri için Fujifilm (Prescale) , boyut ve yüzey kontrolleri için 3 boyutlu lazer tarama (Romer Absolute Arm) kullanılmıştır. Freze çakısı ve matkap kullanılarak yapılan delme işlemi Makino S33 model CNC tezgahında faklı tezgâh devri ve ilerleme parametreleri seçilerek yapılmıştır. Yüzey frezeleme işlemleri ARION GEVS 500A NC freze tezgâhı kullanılarak tamamlanmıştır. Kesici takım aşınmaları Zoller Genius 3s tezgâhı kullanılarak tespit edilmiştir. Yüzey pürüzlülüğü ölçümleri için Mitutoyo Surftest SJ-310, ölçüsel kontroller için Mitutoyo 150 mm dijital kumpaslar kullanılmıştır. Frezelenen yüzeyler Olympus BX-53 PHAKO stereo mikroskobu ile muayene edilmiştir. Lazer ve su jeti kesimde elde edilen mikroskobik bulgular Nikon SMZ 745T mikroskobu ile analiz edilmiştir. Garnet aşındırıcılı su jeti ve CO2 lazer yöntemleri kullanılarak yapılan kesimlerden elde edilen termal ve mekanik hasarlar, ölçüsel problemler ve hassasiyetler rapor edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, by gathering the best properties of different materials in a single material, meeting the physical and mechanical needs, producing strategic materials having many uses; with nanoparticle reinforcement, more durable, lighter, different than usual and superior material properties / production processes were obtained. Composite plates of 8-layer flat braided glass fiber and epoxy resin with 0.1 % by weight of multi-walled carbon nanotube (MWCNTs) doped and undoped were produced by vacuum infusion method. Samples were taken from each composite layer completed; mechanical properties were determined by tensile test, density and burning test, hardness analysis. The effect of nanoparticle additive on elastic modulus, tensile strength, poison ratio, density, fiber volume ratio, matrix volume ratio, void volume ratio, surface hardness were determined. Test samples were prepared from pure and doped composite sheets at the same number and dimensions, and individual machinability studies were carried out under the same conditions. Machinability of the produced composites were analyzed by using manufacturing methods such as punching using different cutting profile punch and die, orbital drilling and milling using end mill, conventional drilling using different point angles, laser cutting and water jet cutting. In punching by punchs; Amatek (Load Cell) was used for load measurement, Fujifilm (Prescale) was used for pressure measurements, 3D laser scanning (Romer Absolute Arm) was used for dimension and surface controls. Drilling process using milling knife and drill was performed by selecting different machine speed and progress parameters on Makino S33 model CNC machine. Surface milling was completed using the ARION GEVS 500A NC milling machine. Cutting tool wear was determined using Zoller Genius 3s machine tool. Mitutoyo Surftest SJ-310 was used for surface roughness measurements and Mitutoyo 150 mm digital calipers were used for dimensional controls. The milled surfaces were examined with Olympus BX-53 PHAKO stereo microscope. Microscopic findings obtained from laser and water jet cutting were analyzed with Nikon SMZ 745T microscope. Thermal and mechanical damages, dimensional problems and sensitivities obtained from cuts made using Garnet abrasive water jet and CO2 laser methods were reported.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    864133

    Investigation of mechanical properties of nanoparticle coated glass fiber/epoxy composites coated with dip coating and industrial production methods

    Daldırma ve endüstriyel üretim yöntemleri ile üretilmiş nanoparçacık kaplı cam elyaf/epoksi kompozitlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi

    EMİR ÇETİNALP

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ

  2. Tez No

    485287

    Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application

    Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi

    FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI

    PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ

  3. Tez No

    676578

    Nanopartikül takviyeli kompozit malzemelerin kırılma tokluğuna hidrotermal yaşlandırma işleminin etkisi

    The effect of hydrothermal aging on the cracking toughness of nanoparticle reinforced composite materials

    OĞUZHAN KOSALI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiMersin Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEMDUH KARA

  4. Tez No

    527734

    Magnezyum matrisli nanopartikül takviyeli kompozit malzemelerin toz metalurjisi yöntemiyle üretilmesi ve karakterizasyonu

    Fabrication of nano particle reinforced magnesium matrix composites via powder metallurgy and characterization

    MUHAMMET EMRE TURAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Metalurji MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YAVUZ SUN

  5. Tez No

    528780

    Nanopartikül takviyeli E-cam lifi/epoksi kompozit malzeme üretimi ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi

    Production of nanoparticle modified E-glass/epoxy composite material and determination of mechanical properties

    SAKİNE KIRATLI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine MühendisliğiSivas Cumhuriyet Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZÜLEYHA ASLAN

Geri Dön