Stereolitografi (SLA) yöntemiyle üretilen nanoparçacık katkılı polimer kafes yapıların mekanik ve termal karakterizasyonu
Mechanical and thermal characterization of nanoparticle-reinforced polymer scaffold structures produced by stereolithography (SLA) method
- Tez No: 948711
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT SARIKAYA, DR. ÖĞR. ÜYESİ SALİH DAĞLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sinop Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Eklemeli imalat yöntemleri, bilgisayar destekli tasarım (CAD) modellerinden yola çıkarak polimerler, metaller, seramikler, kompozitler ve benzeri malzemelerle ardışık katmanlar halinde üretim gerçekleştiren bir imalat teknolojisidir. Geleneksel üretim yöntemlerinden farklı olarak, eklemeli imalat süreçleri malzeme israfını en aza indirerek daha sürdürülebilir bir üretim yaklaşımı sunmaktadır. Bu yöntemler arasında yer alan stereolitografi (SLA), sıvı haldeki fotopolimer reçinenin bir ışık kaynağı aracılığıyla katman katman sertleştirilmesi prensibine dayanır. SLA yöntemi, yüksek yüzey kalitesi, büyük doğruluk ve hassasiyet sağlaması nedeniyle, karmaşık geometrilere ve ince detaylara sahip bileşenlerin üretiminde oldukça avantajlıdır. Bu çalışmada, Al₂O₃, hBN ve SiC nanopartikülleri katkılanarak SLA yöntemiyle üretilen kafes yapılarının ve numunelerin morfolojik, mekanik ve termal performansları araştırılmıştır. Çekme ve darbe numuneleri ile birlikte oktahedral, basit kübik ve elmas şeklinde tasarlanmış kafes yapılar, UV ile kürlenen bir fotopolimer reçine kullanılarak üretilmiştir. Farklı malzeme ve yapısal kombinasyonların performansını değerlendirmek amacıyla termogravimetrik analiz (TGA), türev termogravimetrik analiz (DTG) ve diferansiyel termal analiz (DTA) gerçekleştirilmiş; ayrıca çekme, basma ve Charpy darbe testleri uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar, hBN takviyeli numunelerin en yüksek çekme dayanımı ve termal kararlılığa sahip olduğunu, Al₂O₃ katkısının ise darbe direncini anlamlı ölçüde artırdığını göstermiştir. Buna karşılık, SiC katkısı sünekliğin azalmasına ve daha düşük termal direnç elde edilmesine yol açmıştır. Kafes yapıları arasında, basit kübik tasarım en yüksek basma dayanımını sergilerken, elmas yapılar sertlik ve süneklik açısından dengeli bir performans sunmuştur. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) analizleri, nanopartiküllerin matris içerisinde homojen şekilde dağıldığını ve yapısal bütünlüğün korunduğunu ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Additive manufacturing methods are a manufacturing technology that performs production in successive layers with polymers, metals, ceramics, composites and similar materials based on computer-aided design (CAD) models. Unlike traditional manufacturing methods, additive manufacturing processes offer a more sustainable manufacturing approach by minimizing material waste. Stereolithography (SLA), which is among these methods, is based on the principle of hardening liquid photopolymer resin layer by layer using a light source. The SLA method is quite advantageous in the production of components with complex geometries and fine details due to its high surface quality, great accuracy and precision. In this study, the morphological, mechanical and thermal performances of lattice structures and samples produced by SLA method by doping with Al₂O₃, hBN and SiC nanoparticles were investigated. Octahedral, simple cubic and diamond shaped lattice structures along with tensile and impact samples were produced using a UV curable photopolymer resin. Thermogravimetric analysis (TGA), derivative thermogravimetric analysis (DTG) and differential thermal analysis (DTA) were performed to evaluate the performance of different material and structural combinations; also tensile, compression and Charpy impact tests were applied. The results showed that hBN reinforced samples had the highest tensile strength and thermal stability, while Al₂O₃ addition significantly increased the impact resistance. In contrast, SiC addition led to a decrease in ductility and lower thermal resistance. Among the lattice structures, the simple cubic design exhibited the highest compressive strength, while diamond structures provided a balanced performance in terms of hardness and ductility. Scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) analyses revealed that the nanoparticles were homogeneously distributed in the matrix and the structural integrity was preserved.
Benzer Tezler
- Stereolitografi yöntemi ile üretilmiş numunelerde kürleme sürelerinin malzeme mukavemetine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of curing durations on the material strength of specimens produced by stereolithography method
ALPEREN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mühendislik BilimleriGazi Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLTEKİN UZUN
- Kemik doku mühendisliği uygulamaları için kalsiyum fosfat esaslı biyoseramiklerden doku iskelesi üretimi ve ürün performanslarının karşılaştırılması
Production of tissue scaffolds from calcium phosphate based bioceramics for bone tissue engineering applications and comparison of product performances
AYŞE SEDA ERGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE BİNNAZ HAZAR
- Dijital ortamda takı tasarımı ve üretim teknikleri
Jewelry design and manufacturing techniques in digital environment
ABDULLAH ÇAĞRI ÇOLPAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
El SanatlarıAltınbaş ÜniversitesiPlastik Sanatlar Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERNA KARAÇALI
- Eklemeli imalat ile üretilmiş hücresel boşluklu sandviç yapıların mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical properties of cellular sandwich structures produced by additive manufacturing
SİRİL YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiAlanya Alaaddin Keykubat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH DARICIK
- Gözenekli ve biyobozunur magnezyum alaşımlarının implant malzemesi olarak üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of porous and biodegradable magnesium alloys as implant materials
ABDURRAHİM TEMİZ
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiEndüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA YAŞAR