Yüksek mekanik özelliklere sahip sürekli elyaf takviyeli termoplastik kompozitlerin eriyik yığma yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Manufacturing and characterization of continuous fiber reinforced thermoplastic composites with high mechanical properties by fused deposition modeling
- Tez No: 974154
- Danışmanlar: PROF. DR. RECEP GÜMRÜK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekanik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması kapsamında, sürekli elyaf takviyeli termoplastik kompozitlerin eklemeli imalat yöntemleriyle üretimi incelenmiştir. Tasarım ve üretim açısından sundukları avantajlara rağmen nispeten düşük mekanik özelliklere sahip olan termoplastik malzemelerin kullanım alanlarını genişletmek amacıyla, bu malzemelerin sürekli karbon elyaf ile güçlendirilmesi hedeflenmiştir. Bu doğrultuda, eklemeli imalatta kullanılabilecek filament hammaddesinin üretimi için pultrüzyon yöntemi temel alınarak bir filament üretim hattı kurulmuş ve filament yapısı optimize edilmiştir. Filament üretim sürecinde polilaktik asit (PLA) ve poli eter eter keton (PEEK) gibi farklı termoplastik matrisler karbon elyaf ile birleştirilerek çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Elde edilen filamentlerin kalitesini değerlendirmek amacıyla çekme testleri uygulanmış, optik mikroskop analizleri kullanılarak elyaf dağılım homojenliği ve elyaf-matris emprenyesi incelenmiştir. Üretilen filamentler eklemeli imalat yönteminde kullanılarak standart mekanik test numuneleri üretilmiştir. Mekanik özellikleri daha da geliştirmek amacıyla yeni baskı yöntemleri geliştirilmiş; baskı tablası malzemeleri değiştirilmiş, tutkallama teknikleri uygulanmış ve baskı sırasında kızılötesi ısıtıcılar kullanılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, PEEK malzemesi kullanılarak literatürdeki en yüksek mekanik özellikler elde edilmiştir. Bunun yanı sıra, üretilen baskılar üzerine yüksek basınç altında ısıl işlem uygulanmış ve karmaşık geometrilere uygun silikon kalıpta ısıl işlem gerçekleştirilmiştir. Son aşamada geliştirilen sistem, mühendislik uygulaması olarak hücresel yapıların üretiminde kullanılmış ve sürekli elyaf takviyesiyle üretilen bal peteği yapılar, ısıl işlem ile yüksek dayanım sergilemiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the production of continuous fiber-reinforced thermoplastic composites using additive manufacturing methods was investigated. Despite their design and manufacturing flexibility, thermoplastic materials generally exhibit relatively low mechanical properties. To expand their range of applications, the integration of continuous carbon fiber reinforcement was targeted. Accordingly, a filament production line was established based on the pultrusion process to produce filament feedstock suitable for additive manufacturing, and the filament structure was optimized. During the filament production process, PLA, and PEEK thermoplastic matrices were reinforced with carbon fiber. The quality of the produced filaments was assessed through tensile testing and optical microscopy to examine their mechanical properties, fiber distribution homogeneity, and fiber-matrix impregnation. The produced filaments were then used in additive manufacturing to fabricate standard mechanical test specimens. To further enhance the mechanical properties, novel printing techniques were developed, printing bed materials were modified, adhesive application techniques were explored, and infrared heating was implemented during printing. As a result of these optimizations, PEEK-based composites exhibited the highest mechanical properties reported in the literature, so far. Additionally, high-pressure thermal treatment was applied to the printed parts, and heat treatment was conducted within silicone molds, making it possible to process complex geometries. In the final stage, the developed system was applied to the production of cellular structures as an engineering demonstration, and the honeycomb structures reinforced with continuous fibers exhibited high strength and consistency after the heat treatment process.
Benzer Tezler
- Bir ilaç fabrikasında personel gereksinmesinin belirmesi seçilmesi ve elde tutulmasına yönelik bir uygulama çalışması
Başlık çevirisi yok
EMİNE BOZBAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1989
İstanbul ÜniversitesiÇalışma Ekonomisi ve Endüstri İlişkileri Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Bazı esterlerin kinetik incelenmesi ve termodinamik parametrelerin belirlenmesi
Kinetic study and detesmination of thermodnamic parameters of some esters
İBRAHİM TAŞ
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
- Atherosklerotik kalp hastalıklarında risk faktörleri
Risk factors in the coronary artery disease
MURAT SUHER