Surface coati̇ng application and characterization of polymer structures produced by additive manufacturi̇ng
Eklemeli imalat ile üretilen polimer yapılara yüzey kaplama uygulaması ve karakterizasyonu
- Tez No: 906040
- Danışmanlar: PROF. DR. KADİR AYDIN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
3B (Üç boyutlu) basılan polimer yapıların yüzeylerinin metalik ince film ile kaplanarak metalizasyon işleminin gerçekleştirilmesi, eklemeli imalat teknolojisinin, metallerin ve polimerlerin sahip olduğu avantajları bir araya getirerek nihai ürünü farklı yapısal uygulamalar için aday malzeme haline getirmektedir. Metalizasyon işlemi polimer yapıların, düşük elektrik iletkenliği, arzu edilmeyen mekanik özellikleri, ultraviole (UV) radyasyon ve nem gibi farklı çevre koşullarında bozunma ve zayıf termal stabilite dezavantajlarını ortadan kaldırarak daha işlevsel polimer yapıların elde edilmesine olanak sağlamaktadır. Bu sebeple son yıllarda araştırmacılar, 3B basılan polimer yapıları daha fonksiyonel hale getirmek için, polimerlerin metalizasyonu üzerine çalışmalarını yoğunlaştırmışlardır. Bu tez çalışmasında polilaktik asit (PLA) filament ve eriyik yığma modeli (FDM) teknolojisi kullanılarak 3B polimer yapıların üretimi gerçekleştirilmiştir. Metalizasyon öncesi yüzey optimizasyonunu sağlamak amacı ile beş farklı (basıldığı gibi, daldırma, buhar, plazma ve aşındırma) yüzey işlemi uygulanmıştır. Sonrasında üretilen polimer yapıların yüzeyleri alüminyum ve bakır metalik ince film ile kaplanarak metalize edilmiştir. Bu yapıların morfolojik, yapısal, optiksel ve elektriksel özelliklerini incelemek amacıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dispersiv spektrum (EDS) analizi, atomik kuvvet mikroskobu (AFM), X-ışını kırınımı (XRD) analizi, fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) analizi, ultraviyole, görünür ışık ve yakın kızılötesi (UV-VIS-NIR) analizi, temas açısı ölçümü, elipsometri analizi ve elektriksel direnç ölçümü yapılmıştır. EDS ve XRD analiz sonuçları, polimer yapısında alüminyum ve bakırın varlığını doğrulanmaktadır. Alüminyum ve bakır kaplamalar için temas açıları sırasıyla 91,728° ve 88.309°'ye kadar artmıştır. 1000 nm kalınlıkta alüminyum için 6.6x105 S/m ve bakır için 7.87x105 S/m elektriksel iletkenlik değerleri elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The metallization process, which involves the coating of the surfaces of 3D (three-dimensional) printed polymer structures with a metallic thin film, represents a convergence of the advantages inherent to additive manufacturing technology, metals and polymers. Consequently, the final product is a potential material for a range of structural applications. The metallization process enhances the characteristics of polymer structures that are unfavourable, including low electrical conductivity, poor mechanical properties, degradation under various environmental conditions, such as ultraviolet (UV) radiation and moisture, and poor thermal properties. Therefore, more functional polymer structures are produced. Recently, researchers have focused their efforts on the metallization of 3D-printed polymer structures with the objective of enhancing their functionality. In this thesis, 3D polymer structures were fabricated using polylactic acid (PLA) filament and fused deposition modelling (FDM) technology. Prior to metallization, five distinct surface treatments were employed to ensure optimal surface conditions. These included as-printed, dipping, vapour, plasma, and abrasion. Subsequently, the polymer structures were metallised through the deposition of aluminium and copper metallic thin films. The morphological, structural, optical, and electrical properties of these structures were examined through the utilisation of a scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectrum (EDS) analysis, atomic force microscopy (AFM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) analysis, ultraviolet-visible light and near infrared (UV-VIS-NIR) analysis, contact angle measurement, ellipsometry analysis, and electrical resistance measurement. The results of the EDS and XRD analyses confirm the presence of aluminium and copper in the polymer structure. The contact angles for aluminium and copper coatings vary up to 91.728° and 88.309°, respectively. The electrical conductivity values of 6.6x105 S/m for aluminium and 7.87x105 S/m for copper at 1000 nm were obtained.
Benzer Tezler
- MEMS ile entegre mikro ısıtıcı ve IDE mikro sistemlerin fabrikasyonu ve nano kompozit yarı iletken gaz sensör uygulaması
Fabrication of integrated micro heater and ide micro systems with MEMS and application of nano composite semiconductor GAS sensor
HALİME İLBEYİİLİNGİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BERNA MOROVA
DOÇ. DR. CİHAT TAŞALTIN
- İndüksiyon sinterleme tekniği kullanılarak açık hücreli 6061 alaşımlı köpüklerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of al 6061 basis open cell aluminum foams by using induction sintering technique
BAYÇU ONGUNYURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- Manyetik bifonksiyonel nano kompozitlerin sentezlenmesi, karakterizasyonu ve uygulamaları
Synthesis, characterization and applications of magnetic bifunctional nano composites
BARIŞ HULİSİ KARAKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESRA ALVEROĞLU DURUCU
- Isı yalıtımı uygulamaları için cam nanolif üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of glass nanofibers for thermal insulation applications
AHSEN ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE OSKAY
- Synthesis of 3,5-bis(perfluorobenzyloxy)benzyl acrylate containing polymers
3,5-bis(perflorobenziloksi)benzil akrilat içeren polimerlerin sentezi
TUBA ÇAKIR ÇANAK
Doktora
İngilizce
2012
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İ. ERSİN SERHATLI