Termoplastik kaplı sürekli cam elyaf takviyeli kompozit ip üretimi ve uygulama alanlarının araştırılması
Production of thermoplastic coated continuous glass fibre reinforced composite rope and investigation of its application areas
- Tez No: 951282
- Danışmanlar: PROF. DR. RAİF SAKİN, DOÇ. DR. ALAADDİN TOKTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Balıkesir Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 83
Özet
Bu tez çalışmasının ilk amacı sürekli elyaf takviyeli termoplastik kompozit ip üretim prosesinin masaüstü prototipini tanıtmaktır. Diğer amaç ise polilaktik asit (PLA), termoplastik poliüretan (TPU), polietilen tereftalat glikol (PET-G) kaplı cam elyaf kompozit iplerin çekme dayanımı gibi mekanik özelliklerini inceleyerek endüstride amaca uygun kullanılabilirliğini araştırmaktır. Kompozit iplerin kaplanabilmesi için maksimum çalışma sıcaklığı 300°C olan ve 250-660 mm/dak ekstrüzyon hızında çalışabilen 120W masaüstü filament ekstrüder kullanılmıştır. Kaplanma işlemi sırasında kompozit ipleri bobine sarabilmek için 60W nominal güce, 1350 dev/dak hıza, tork arttırıcı redüktöre ve hız kontrol ünitesine sahip (0–135 dev/dak) bir AC motor kullanılmıştır. Kompozit ip üretiminde elyaf olarak 300 tex, 600 tex ve 1200 tex lineer yoğunluğa sahip sürekli E-cam elyaf, reçine olarak ise polilaktik asit (PLA), termoplastik poliüretan (TPU) ve polietilen tereftalat glikol (PET-G) kullanılmıştır. Süreç sonunda çapları Ø0.52 mm–Ø1.16 mm aralığında, fiber hacim oranları %31–%53 aralığında ve yoğunlukları 1.610 g/cm³–1.919 g/cm³ aralığında 9 farklı kompozit ip üretimi yapılmıştır. Test edilen sürekli cam elyaflar ortalama 1025 MPa'lık yüksek bir çekme mukavemetine ve 20300 MPa'lık bir elastikiyet modülüne sahip olmasına rağmen, kırılgan davranış göstermişlerdir. Termoplastik malzemeler ile kaplandıktan sonra sürekli cam elyafların çekme mukavemetinde ortalama %48'lik (533 MPa) ve elastisite modülünde %64'lük (7318 MPa) azalma elde edilmiştir. Bununla birlikte kompozit iplerin kırılganlığı, uzama oranındaki ortalama %53'lük bir artış ile önemli ölçüde azalmıştır. Çalışma sonunda elde edilen veriler, PLA, TPU ve PET-G kaplı cam elyaf takviyeli kompozit iplerin endüstride amaca uygun olarak kullanılabilirliği açısından umut vericidir.
Özet (Çeviri)
The first aim of this thesis is to introduce a desktop prototype of a continuous fiber reinforced thermoplastic composite rope manufacturing process. The other aim is to investigate the mechanical properties such as tensile strength of polylactic acid (PLA), thermoplastic polyurethane (TPU), polyethylene terephthalate glycol (PET-G) coated glass fiber composite ropes and to investigate their usability in the industry. A 120W desktop filament extruder with a maximum operating temperature of 300°C and an extrusion speed of 250-660 mm/min was used to coat the composite ropes. An AC motor with a nominal power of 60W, a speed of 1350 rpm, a torque increasing reducer and a speed control unit was used to wind the composite ropes on the bobbin during the coating process. Continuous E-glass fibers with linear densities of 300 tex, 600 tex and 1200 tex were used as fibers and polylactic acid (PLA), thermoplastic polyurethane (TPU) and polyethylene terephthalate glycol (PET-G) were used as resins. At the end of the process, 9 different composite ropes with diameters between Ø0.52 mm-Ø1.16 mm, fiber volume ratios between 31%-53% and densities between 1.610 g/cm³-1.919 g/cm³ were produced. Although the tested glass fibers had a high tensile strength of 1025 MPa on average and a modulus of elasticity of 20300 MPa, they showed brittle behavior. After coating with thermoplastic materials, an average reduction of 48% (533 MPa) in tensile strength and 64% (7318 MPa) in modulus of elasticity of continuous glass fibers was obtained. However, the brittleness of composite ropes was significantly reduced with an average increase in elongation of 53%. The data obtained at the end of the study are promising for the use of PLA, TPU and PET-G coated glass fiber reinforced composite yarns in the industry.
Benzer Tezler
- Yalıtım özelliği geliştirilmiş nanolif malzemeler
Nanofibers materials with improved insulation properties
NESLİHAN KARACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACER AYŞEN ÖNEN
PROF. DR. NURAY UÇAR
- Tek vidalı ekstruderlerin performans tespiti ve ideal vida tasarımı
Determination of performance of single-screw extruders and design of ideal screw
MUSTAFA FATİH ERGİN
Doktora
Türkçe
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL AYDIN
- Sürekli kenevir lif takviyeli poliüretan kompozitlerin morfolojik, fiziksel ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of morphological, physical and mechanical properties of continuous hemp fiber reinforced polyurethane composites
SERHAT GÜÇLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiBursa Teknik ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER YUNUS GÜMÜŞ
- Uzun karbon elyaf takviyeli poliamit 6 esaslı kompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of long carbon fiber reinforced polyamide 6 based composite material
EMİNE CANBAY GÖKÇE
Doktora
Türkçe
2025
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ERCAN AÇMA
- Processing-structure-property relationship in injection molding of PP based compounds and composites for automotive applications
Otomotiv uygulamalarında kullanılan PP esaslı kompound ve kompozitlerin enjeksiyon yöntemi ile şekillendirilmesinde proses-yapı-özellik ilişkisinin incelenmesi
BURCU GİRGİNER ÖZÜNLÜ
Doktora
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER