Plastik malzemelerin (PTFE ve POM) lazer ile kesilme özelliklerinin deneysel incelenmesi


Thesis Type: Postgraduate

Institution Of The Thesis: Marmara University, Institute for Graduate Studies in Pure and Applied Sciences, Department of Metal Education, Turkey

Approval Date: 2006

Thesis Language: Turkish

Student: MAHİR KURT

Principal Supervisor (For Co-Supervisor Theses): Mustafa Kurt

Abstract:

PLASTİK MALZEMELERİN (PTFE ve POM) LAZER İLE KESİLME ÖZELLİKLERİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ Lazerler endüstrinin hemen hemen tüm önemli sektörlerinde kullanılmaktadır. Bu sektörlerin başında, metal endüstrisi, havacılık endüstrisi, otomotiv endüstrisi, bilgisayar endüstrisi, mikro-nano teknolojilerde ve tıp endüstrisi gelmektedir. Konvansiyonel proses metotları ile karşılaştırıldığında teknik ve ekonomik açıdan birçok üstünlükleri olan lazerin endüstriyel alanda yaygın olarak kullanılan üç tipi mevcuttur. Plastiklerin birçok alanda kullanılmaya başlanmasıyla birlikte şekillendirme problemleri de ortaya çıkmıştır. Şekillendirme yöntemlerinden birisi de kesme işlemidir. Plastik malzemelerin kesiminde lazer uygulamaları birçok endüstride gittikçe artmaya başladığı gözlemlenmektedir. Yüksek kesme hızında yüksek kaliteye sahip plastik ürünler elde edilebilmektedir. Plastiklerin lazerle kesilmesi işleminde kesme parametrelerinin seçimi gerçekten önemli bir problemdir. Akademik çalışmaların plastiklerin lazer ile kesme işleminde kesilen bölgedeki malzeme yapısının davranışları ve bu davranışlara göre bazı parametrelerin etkilerini araştırmaya yoğunlaştığı görülmektedir. Uygulamacıların da kesme işleminde kullanabileceği uygun değerlere ihtiyacı olduğu ve ortak bir çalışmanın yapılması gerektiği kanaati oluşmuştur. Bu çalışmada, özellikle PTFE ve POM malzemelerin lazerle kesilmesi esnasında kullanılacak kesme parametreleri değerleri literatür araştırılmasında belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışmada da görüleceği gibi birçok değişkenlere bağlı olan bu değerler için basınç, ilerleme hızı ve güç değişken kabul edilmiş ve her biri için üçer seviye belirlenerek deney tasarımı yapılmıştır. Bu parametrelerin kesilen parçaların boyut ölçüleri üzerine tesirlerini inceleyebilmek için eşit çevre uzunluklarına sahip daire, kare ve üçgen şeklinde kesimler gerçekleştirilmiştir. Kesilen parçaların boyutları ölçülmüş ve deney verilerine göre çok değişkenli regresyon analizi ile en küçük kareler yöntemini kullanarak her bir parçanın boyutunu hesaplayabilen denklemler elde edilmiştir. Varyans analizi yapılarak parametrelerin boyut üzerine tesirlerinin büyüklükleri hakkında tahminlerde bulunulmuştur. PTFE ve POM malzemelerin lazerle kesilmeleri esnasında uygulamacıların ihtiyaç duyduğu uygun basınç, ilerleme hızı ve güç değerleri belirlenmiştir. ABSTRACT EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF LASER CUTTING PROPERTIES OF PLASTICS MATERIALS (PTFE and POM) Lasers are used in nearly all important sectors of industry. These are mainly metal, aerospace, automotive, computer, micro-nano technologies and medicine. Compared to conventional processing methods, lasers have many technical and economical advantages. There are three types of laser which are widely used in industry. Introduction of plastics in many areas gave rise to shaping problems. Cutting is one of the shaping methods. Lasers are increasingly used in the cutting of plastics for many industries. High quality plastic products can be obtained in high-speed laser cutting. Determination of cutting parameters is really an important problem in the cutting of plastics by laser. Academical studies are focused on the behaviour of material structure in the cutting area and investigation of effect of some parameters with respect to these material behaviour. In this study, laser cutting parameters specially for PTFE and POM are tried to determine in the literature search stage. Depending on many variables, there are three parameters which are pressure, feed rate and power. Three levels were determined for each parameter and experiment design was performed. In order to find out the effect of cutting parameters on the part dimensions cuttings were carried out on the circular, rectangle and triangle contoured parts which have same cutting lengths. Dimensions of parts were measured after cutting. Equations, which are capable of calculating dimensions of each part, were obtained through the multivariable regression analysis and least squares method. The effect of cutting parameters on the dimensions were estimated through the variance analysis. The required pressure, feed rate and power values, which are needed by industry, were determined.