Üç boyutlu yazıcılarda kullanıma yönelik termoplastik reçineli sürekli karbon elyaf filament geliştirilmesi
Thermoplastic resin impregnated continuous carbon fiber filament development for 3D printing applications
- Tez No: 935568
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜRALP ÖZKOÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 130
Özet
Eklemeli imalat teknolojilerinin büyük ölçekli üretimlerde kullanılmasının önünde bazı bariyerler bulunmaktadır. Bu doktora tez çalışmasında impregnasyon hızı- filament kalitesi ters ilişkisi ve filament içerisinde homojen olmayan elyaf dağılımı gibi limitasyonların üstesinden gelmek hedeflenmiştir. Filament içerisinde homojen olmayan elyaf dağılımının ana sebeplerinden biri önce prepreg bantların üretilip sonrasında yuvarlama prosesi ile dairesel hale getirilmesidir. Bu proses ile birlikte filament içerisinde S şeklinde elyaf dağılımı oluşmaktadır ki bu da kompozit özellikleri üzerinde negatif etkiye sahiptir. Bu problemleri ortadan kaldırmak amacıyla laboratuvar ölçekli bir impregnasyon sistemi hazırlanmış, üç farklı karbon elyaf kullanılarak, glikol modifiye polietilen tereftalat (PETG) ve polifenilen sülfit (PPS) reçineleri ile impregnasyon çalışmaları ve filament üretimleri gerçekleştirilmiştir. Çalışılan bu yöntemde prepreg bant üretimi ayrıca yapılmadığı ve doğrudan filament üretimi tek proseste yapıldığı için yuvarlama prosesi yoktur ve dolayısıyla filament içerisinde S şeklinde elyaf dağılımı da gözlenmez. Karbon elyafların yüzey kaplamaları impregnasyon prosesini ve üretilen filamentlerin çekme dayanımı değerlerini etkilemektedir. Daha esnek, hareketli olan yüzey kaplaması ile üretilen filamentler üretim sırasında oluşan kırık elyaflardan dolayı daha düşük çekme mukavemetine sahiptir. Üretilen filamentler sırayla üç boyutlu yazıcıya beslenerek kompozit test numuneleri hazırlanmıştır, katmanlar arası kayma dayanımı ve dinamik mekanik analiz ile testler yapılmıştır. Sonuçlar, geri dönüşümden elde edilen PETG ile PPS'in uygun yüzey kaplamasına sahip karbon elyaflar ile birlikte bu proseste çalışabileceğini ve eklemeli imalat teknolojisinde kendilerine yer bulabileceklerini göstermektedir. Ek olarak, yapılan çalışmalar yuvarlama prosesine gerek olmadan daha yüksek kalitede sürekli elyaf takviyeli filamentlerin hazırlanabileceğini kanıtlamıştır.
Özet (Çeviri)
There are several barriers to the use of additive manufacturing technologies in large-scale production. This thesis aims to overcome limitations such as the inverse relationship between impregnation rate and filament quality and the inhomogeneous fiber distribution within the filament. One of the main causes of inhomogeneous fiber distribution within the filament is the initial production of prepreg tapes, which are later rounded into a circular shape through a rolling process. This process creates an S-shaped fiber distribution within the filament, negatively affecting the composite properties. To address these issues, a laboratory-scale impregnation system was developed, and impregnation studies and filament production were carried out using three different carbon fibers with glycol-modified polyethylene terephthalate (PETG) and polyphenylene sulfide (PPS) resins. In this method, prepreg tape production is eliminated, and filament production is performed in a single process, thereby avoiding the rolling process and preventing the formation of S-shaped fiber distribution in the filament. The surface coatings of carbon fibers influence the impregnation process and the tensile strength of the produced filaments. Filaments produced with more flexible and movable surface coatings exhibit lower tensile strength due to broken fibers formed during production. The produced filaments were fed sequentially into a 3D printer to prepare composite test specimens, which were tested using interlayer shear strength and dynamic mechanical analysis. The results indicate that PETG and PPS obtained from recycled sources can work effectively in this process when combined with carbon fibers with suitable surface coatings, making them viable candidates for use in additive manufacturing technologies. Additionally, the studies demonstrated that higher-quality continuous fiber-reinforced filaments can be produced without the need for a rolling process.
Benzer Tezler
- Üç boyutlu baskı teknolojilerinin mimarlık ve mimari koruma alanında kullanım potansiyeli üzerine bir araştırma
A research on the potentialities of using three dimensional printing technologies in architecture and architectural preservation
ONUR ÇİMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
MimarlıkYıldız Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAN ŞAKİR BİNAN
- Postmodern dönemde dijital deneyimler ışığında değişen tüketici kimlik, tercih ve tutumları üzerine bir araştırma
A study on changing consumer identities, preferences, and attitudes in the postmodern era through digital experiences
CENK ALTUN
Doktora
Türkçe
2024
İşletmeİstanbul Ticaret ÜniversitesiPazarlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN YILDIRIM
- Üç boyutlu yazıcılar ile moda ürünlerine yönelik yüzey tasarımları
The surface desingns with 3d printers for fashion products
MİNE YILDIRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Giyim EndüstrisiAkdeniz ÜniversitesiSanat ve Tasarım Ana Sanat Dalı
DOÇ. DR. ÖMER ZAİMOĞLU
- Üç boyutlu yazıcılar ve günümüz mimarisinde kullanımı
Three dimensional printers and their use in today's architecture
MUSTAFA BORA TÜMER
- Kişiselleştirilebilir ve çok kullanımlık glenoid komponent cerrahi kılavuzu geliştirilmesi; kadavra uygulamalı çalışma
Development of a customizable and reusable glenoid guide for glenoid component implantation accuracy in total shoulder arthroplasty; a cadaveric study
BATUHAN BAHADIR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2023
BiyomühendislikGazi ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ULUNAY KANATLI