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: Karakterizasyon, Malzeme işleme, Malzeme özellikleri, Characterization, Material processing, Material properties
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- Altlığın temassız ısıtılması yöntemi ile geniş yüzeylerde zeolit kaplamaların hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation of zeolite coatings on large supports by non-contact heating and their characterization
TAYLAN MARAŞ
Doktora
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE ERDEM
- 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
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- 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
- Püskürtmeli kurutma ve termal bozunma prosesleri ile ZnO esaslı partiküllerin ve kompozit yapıların sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Characterization and synthesis of ZnO based particles and composite structures via spray drying and thermal decomposition processes
ŞEYMA DUMAN
Doktora
İngilizce
2016
Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL
- 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