Akademik Veri Yönetim Sistemi
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2024 - 2026
3B baskı
teknolojileriyle üretimde kullanılan termoplastik filament hammaddeleri,
kullanım yerine göre çeşitlilik göstermektedir. PLA, ABS, HIPS, PET-G, PET, PP,
PC, HDPE ve LDPE gibi çeşitleri bulunan filamentlerin özelliklerinin yeterli
bulunmadığı durumlarda katkılı olan kompozit filamentler tercih edilmektedir.
Katkılı kompozit filamentler endüstride birçok alanda kullanılmaktadır. Otomotiv
sektöründe; otomobil parçalarının hafifletilmesi ve yakıt verimliliğinin
artırılması, havacılık ve uzay sektöründe; yüksek mukavemet-ağırlık oranının
sağladığı avantaj nedeniyle, sağlık sektöründe; kişiye özel biyouyumlu cihaz ve
protez üretiminde, denizcilikte; suya dayanıklılık ve hafiflik gerektiren tekne
gövdeleri üretiminde, inşaat ve yapı uygulamalarında ise; yapısal bileşenlerin
güçlendirilmesi ve dayanıklılığın artırılması amacıyla kullanılmaktadır. Bunun
dışında golf sopası, bisiklet çerçevesi ve raketler gibi spor ekipmanlarının
performansını ve dayanıklılığını artırmak için de yaygın olarak
kullanılmaktadır.
Takviye malzemeler, eklendiği filamentlerin performansını geliştirmeye yönelik
olarak ve belirli uygulama gereksinimlerini karşılamak üzere tercih
edilmektedir. Bu sayede 3B baskı ile üretim işlemlerinin kullanım alanlarını
genişletmektedir. 3B yazıcı ile üretimin, prototip ve model imalatının da
ötesinde uygulamalarda kullanılabilmesini sağlamanın yöntemlerinden biri
mekanik özellikleri iyileştirilmiş takviyeli kompozit filamentlerin
geliştirilerek üretilmesinden geçmektedir.
Bu proje kapsamında, iyileştirilmiş mekanik ve termal özellikler sunacak
katkılı özel bir filament üretilecektir. Daha iyi performans ortaya koyması
istenen biyobozunur özellikli PLA filament, sabit çalışma matrisi olarak
belirlenecektir. Matris malzemesine, takviye olarak fındık kabuğu, ceviz
kabuğu, pirina atığı, atık kahve tozu vb. biyobozunur katkılar başta olmak
üzere seramik, bakır, karbon fiber, titanyum, alüminyum, bor tozu gibi farklı
metal katkılar da literatür incelenerek ve oranlar optimize edilerek en iyi
mekanik ve termomekanik özelliklere sahip filament bileşimi oluşturulacak
şekilde eklenecektir. Bu katkılardan her biri kullanılarak ayrı ayrı katkılı
filamentler, çift vidalı ekstrüder ile üretilecektir. Biyobozunur katkılar
hammadde bileşimine karıştırılmadan önce birtakım kırma, eleme, sınıflama
işlemlerinden geçirilmesi gerekmektedir. Üretilen filamente eklenen katkı
oranlarının filamentin mekanik ve kimyasal özelliklerini etkileme şiddeti ve
derecesi araştırılacaktır. Üretilen filamentin kimyasal bağ yapısı ve numune
yüzeyindeki topografi ve kompozisyonu hakkındaki bilgiler için FTIR ve SEM
analizi yöntemlerine başvurulacaktır. Bunun dışında filamente DSC, TGA, MFI
gibi termal ve akışkanlık testleri de yapılacaktır. Ayrıca filamentten 3B
yazıcı ile üretilecek test numuneleriyle bir dizi test seti oluşturularak bu
numuneler üzerinden de birtakım çekme, eğme, sertlik testleri
gerçekleştirilecektir. Numunelere uygulanacak deneysel testler ile katkıların
filamentte açığa çıkardığı özellikleri ve parça imalatında kullanılabilirlik
durumu buna ek olarak parçada etkisini gösterip göstermediği test edilecektir.
Projenin sonucunda, takviyeli filament üretimiyle iyileştirilmiş özellikler
sunan yeni bir 3B filament malzemesi ortaya konulacaktır. Çalışmayla birlikte
kompozit filament kullanımı yaygınlaşarak kullanım yelpazesi genişleyecektir.
Filament matrisi olarak biyobozunur filamentlerden biri tercih edilecektir.
Eklenecek katkı da buna yönelik seçilerek mevcut sürdürülebilir özellikler
artırılacaktır. Filament üretim aşamasında, granül haldeki bileşenlerin dengeli
bir oranda karıştırılarak takviye ve matris oranlarının optimize edilmesiyle
birlikte daha sürdürülebilir bir hammadde karışımı elde edilecektir. Böylece
katma değeri yüksek ve sürdürülebilir alternatifler oluşturulacaktır. Tedarik
süreci meşakkatli ve dışa bağımlı olarak temin edilen filamentlerin yerli
üretimine teşvik teşkil edecek çalışmayla ülke ekonomisine katkı sağlanacaktır.