Kalıp açma mekanizmalı mikro hücresel köpük enjeksiyon yönteminde parametrelerin araç altı koruma parçası mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of effect of injection parameters on mechanical properties of underbody part by mold opening microcellular foaming process
- Tez No: 970821
- Danışmanlar: PROF. DR. MİHRİGÜL EKŞİ ALTAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Motorlu taşıtlar, Polimer enjeksiyonu yöntemi, Termoplastik malzemeler, Motor vehicles, Polymer injection method, Thermoplastic materials
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İmal Usulleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Plastik malzemeler, düşük yoğunlukları ve iyi mekanik özellikleri sayesinde otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Otomotoivde sık kullanılan polipropilen (PP) bazlı malzemelerin mikro hücresel enjeksiyon kalıplama yöntemiyle köpürtülerek hafifletilmesi, hem sürdürülebilirlik hem de fosil kaynakların verimli kullanımı açısından önemli bir potansiyel sunmaktadır. Bu çalışmada, %10 talk katkılı PP bazlı termoplastik olefin (TPO) malzeme kullanılarak, kalıp açma mekanizmalı mikro hücresel enjeksiyon kalıplama (Mold Opening Microcelullar Injection Molding-MOMIM) yöntemi ile köpürtülmüş parçalar üretilmiş ve otomotivde kullanılan araç altı koruma parçaları üzerinde uygulanabilirliği incelenmiştir. Araç altı koruma parçaları, araçta bulunduğu konumdan dolayı ve geniş bir yüzey alanına sahip olduğundan yüksek eğme ve darbe yüklerine maruz kalmaktadır. Çalışma kapsamında; enjeksiyon hızı, tutma basıncı, tutma süresi ve vida mal alma mesafesi parametrelerinin, köpürtülmüş araç altı koruma parçaların hücre morfolojisi ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri sistematik olarak araştırılmıştır. Elde edilen bulgular, MOMIM yöntemiyle %20–%25 oranında ağırlık azaltımı sağlanabildiğini ve bu hafifletmenin araç altı koruma parçalarının mekanik özelliklerinde kabul edilebilir seviyede bir düşüşle uygulanabilir olduğunu göstermiştir. Mekanik testler sonucunda; katı (köpürtülmemiş) numunelere kıyasla köpürtülmüş numunelerin mutlak (ölçülen) çekme dayanımı, elastisite modülü, eğme dayanımı ve eğme modülünde azalmalar gözlemlenirken, özgül (yoğunluğa göre normalize edilmiş) eğme dayanımı ve özgül eğme modülünde sırasıyla %8.7 ve %10.5 oranında artış elde edilmiştir. Özellikle darbe dayanımı bakımından, hem mutlak hem de özgül değerlerinde sırayla %3 ve %29 iyileşme sağlanmıştır. Bu sonuçlar, araç altı koruma parçası özelinde değerlendirildiğinde, MOMIM yöntemiyle katı parçaların yerini alabilecek düzeyde mekanik özellikler elde edilebildiğini ortaya koymuştur. Sonuç olarak, uygun proses parametrelerinin optimizasyonu ile MOMIM yöntemi; ağırlık azaltımı, malzeme tasarrufu ve çevresel sürdürülebilirlik gibi hedeflerin yanı sıra mekanik özelliklerin korunmasını sağlayan etkili bir üretim yöntemi olarak değerlendirilmektedir.
Özet (Çeviri)
Plastic materials are widely used in the automotive industry due to their low density and favorable mechanical properties. In particular, polypropylene (PP)-based materials, when foamed via microcellular injection molding, present significant potential in terms of both sustainability and efficient use of fossil resources. In this study, a polypropylene (PP)-based thermoplastic olefin (TPO) material containing 10 wt.% talc was processed using the Mold Opening Microcellular Injection Molding (MOMIM) method to produce foamed parts, and its applicability was investigated for automotive underbody protection components. Due to their location in the vehicle and their large surface area, underbody protection components are subjected to high flexural and impact loads. Within the scope of this study, the effects of injection speed, holding pressure, holding time, and screw back distance parameters on the cell morphology and mechanical properties of foamed underbody protection components were systematically investigated. The findings revealed that the MOMIM process enabled a weight reduction of 20–25%, and this lightweighting could be applied to underbody protection components with only an acceptable level of reduction in mechanical properties. Mechanical test results indicated that, compared to solid (non-foamed) specimens, the foamed samples exhibited reductions in absolute (measured) tensile strength, elastic modulus, flexural strength, and flexural modulus, whereas specific (density-normalized) flexural strength and specific flexural modulus increased by 8.7% and 10.5%, respectively. In particular, with respect to impact strength, improvements of 3% and 29% were achieved in absolute and specific values, respectively. These results, when evaluated specifically for underbody protection components, demonstrated that the MOMIM process can achieve mechanical properties sufficient to replace solid counterparts. Consequently, with proper optimization of processing parameters, the MOMIM method is considered an effective manufacturing approach that not only enables weight reduction, material savings, and environmental sustainability, but also ensures the retention of mechanical properties.
Benzer Tezler
- Quantum shape effects
Kuantum şekil etkileri
ALHUN AYDIN
Doktora
İngilizce
2020
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACI OSMAN ALTUĞ ŞİŞMAN
- Kütle elemanlarda erken yaş çatlak riskinin belirlenmesi ve uygulama ile karşılaştırması
Early-age crack risk determination in mass concrete and application comparison
CAN BİLAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ AKKAYA
- La proposition D'Un modéle de direction et de l'organisation pour le secteur de sous industrie de l'automobile Turque
Türk otomotiv yan sanayi için yönetim ve organizasyon modeli önerisi
SERKAN ANDI
Yüksek Lisans
Fransızca
2004
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGalatasaray ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ETHEM TOLGA
- Fırlatılabilir döner kanatlı insansız hava aracı tasarımı / prototipi ve fırlatma mekanizması tasarımı / prototipi
Design / prototype of launchable rotary wing unmanned aerial vehicle and launching mechanism design / prototype
ETKA GÖKBEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mekatronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEZGİN ERSOY
- Enjeksiyon döküm kalıplarına uygulanan farklı kaplamaların kalıp ömrüne etkisi
Effect of different coatings applied to injection casting molds on mold life
AHMET TURAN KARAOĞLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN