Additive manufacturing of nanocellulose ABS nanocomposites for automotive applications
Otomotiv uygulamalarına yönelik nanoselüloz ABS nanokompozitlerin katmanlı üretimi
- Tez No: 892824
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET SAFA BODUR, YRD. DOÇ. DR. ALİ AVCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
ABS polimeri endüstriyel üretimde tercih edilmesini sağlayan birçok avantaja sahiptir. Hafiflik, dayanıklılık, esneklik, kolay işlenebilirlik, renk seçenekleri ve ekonomik fiyatlar, ABS plastik ürünlerin birçok endüstride yaygın olarak kullanılmasını sağlar. Bu avantajlar, ürün tasarımından üretim sürecine kadar birçok aşamada fayda sağlar ve endüstriyel üretimde önemli bir rol oynar. ABS polimerinin en fazla kullanıldığı alanlar otomotiv sektörü, elektronik cihazlar, ev aletleri, medikal uygulamalar ve oyuncak endüstrisidir. ABS birçok güçlü özelliğe sahip olmasına rağmen, endüstriyel kullanımlar için hala geliştirilebilirdir. Polimerlerin ve polimer karışımlarının geliştirilmesi için günümüzde birçok katkı/dolgu malzemesi kullanılmaktadır. Nanoselüloz bu malzemelerden biri olmakla birlikte, hala malzemeye kattığı güçlü dayanım özellikleri araştırılmaktadır. Bu çalışmada farklı oranlarda ABS ve nanoselüloz blendlerinden çift vidalı ekstrüder kullanılarak nanokompozit üretimi yapılmıştır. 3D yazıcılarda numune basma denemeleri malzemenin yapısı çok fazla ısıl işlem görmesinden dolayı bozulduğu ve akmadığı için mümkün olmamıştır. Numuneler enjeksiyon kalıplama yöntemiyle basılmıştır. Üretilen nanokompozitlere mekanik ve ısıl dayanımlarını analiz edebilmek için birtakım testler uygulanmıştır. Yapılan testler sonucunda %3 CNC katkılı ABS'nin çekme ve eğme değerlerinde diğerlerine göre çok daha yüksek bir dayanım sağladığı görülmüştür. Bu sonuç nanoselüloz katkı oranının malzemenin dayanımını doğrusal olarak arttırmadığını, yüksek nanoselüloz katkı oranlarında malzemede topaklaşmalar oluşarak içinde kırılmalar başladığını ve bu sebeple de eriyik akış indeksinin yükselerek darbe dayanımının düştüğünü göstermiştir. Camsı geçiş sıcaklığının, ABS'ye eklenen CNC oranı arttıkça arttığı görülmüştür. ABS/CNC nanokompozitleri için ideal oranın %3 oranında nanoselüloz kullanımında oluştuğu ortaya çıkmıştır. Nanokompozit üretim prosesinde herhangi bir katkı malzemesi veya kaydırıcı kullanılmadığı için, nanoselüloz oranı arttığında nanokompozitin içindeki nanoselülozun yandığı tespit edilmiştir. Tüm bu sonuçlara göre otomotiv sektöründe bu malzemenin ne şekilde kullanılabileceği incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
ABS polymer has many advantages that make it preferred in industrial production. Lightness, durability, flexibility, easy processability, color options and economical prices enable ABS plastic products to be widely used in many industries. These advantages benefit many stages from product design to the production process and play an important role in industrial production. The areas where ABS polymer is most used are the automotive industry, electronic devices, home appliances, medical applications, and the toy industry. Although ABS has many powerful properties, it can still be developed for industrial uses. Today, many additives/fillers are used to develop the properties of polymers and polymer blends. Although nanocellulose is one of these additive materials, the strong strength properties it adds to the material are still being investigated. In this study, nanocomposite production was made from different ratios of ABS and nanocellulose blends using a twin-screw extruder. Attempts to print samples on 3D printers were not possible because the structure of the material was damaged due to excessive heat treatment and did not flow. The samples were printed by injection molding. Several tests were applied to the produced nanocomposites to analyze their mechanical and thermal strength. As a result of the tests, it was seen that ABS with 3% CNC additive provided a much higher strength in tensile and bending values than the others. This result showed that the nanocellulose additive ratio did not linearly increase the strength of the material, that at high nanocellulose additive ratios, agglomerations formed in the material and fractures began, and therefore the melt flow index increased, and the impact strength decreased. It has been observed that the glass transition temperature increases as the CNC ratio added to ABS increases. It has been revealed that the ideal ratio for ABS/CNC nanocomposites occurs when using 3% nanocellulose. Since no additives or lubricants were used in the nanocomposite production process, it was determined that the nanocellulose in the nanocomposite burned when the nanocellulose ratio increased. According to all these results, it was examined how this material could be used in the automotive industry.
Benzer Tezler
- Production and characterization of fiber reinforced polymer composites by additive manufacturing method
Fiber takviyeli polimer kompozitlerin eklemeli imalat yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
ALPEREN DOĞRU
Doktora
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZGÜR SEYDİBEYOĞLU
- Enhancing mechanical performance and flame retardancy of polyethylene fibers
Polietilen liflerin mekanik ve alev geciktiricilik özelliklerinin geliştirilmesi
BEYZA NUR GÜNAYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
DOÇ. DR. HÜSEYİN AVCI
- Development of ensete fiber based composites and their characterization
Ensete lifi bazlı kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
TOLERA ADERIE NEGAWO
Doktora
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- Mechanical behaviour of polymeric lattice structures produced by additive manufacturing
Eklemeli imalat ile üretilen polimer kafes yapıların mekanik davranışı
ŞÜKRÜ GÜRAY KALAYCIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEZER ÖZERİNÇ
- Additive manufacturing of chiral/anti-chiral structures and their characterizations
Kiral/antikiral yapıların eklemeli imalat üretimi ve karakterizasyonu
CEVHER YUSUF İNAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER EVİS