Fabrication of carbon nanotube reinforced plastic matrix composites using 3 dimensional printing
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ALTUĞ AKPINAR
Danışman: Bedri Onur Küçükyıldırım
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Günümüzde pek çok yeni üretim yöntemi ortaya çıkmaya başlamıştır. Bu yöntemler arasında en çok adı duyulan yöntem, katmanlı üretim yöntemine dayanan 3 boyutlu yazıcı yöntemidir. Bu yöntem sayesinde geleneksel yöntemlerle tek seferde üretilmesi imkansız olan geometriler tek prosesle üretilebilmektedir. Bu avantajına rağmen 3 boyutlu yazıcılarla üretilen ürünler sınırlı mekanik özelliklere sahip olmaktadır. Bu sebepten dolayı 3 boyutlu yazıcı yöntemi son ürünü üretmek için nadiren kullanılmaktadır. Karbon nanotüpler üstün mekanik özelliklere sahip karbon içeren nano malzemelerdir. Literatürde karbon nanotüp takviyeli polimer matrisli nano kompozitlerle ilgili çalışmalar bulunmaktadır. Bu çalışmalar göstermiştir ki; eğer karbon nanotüpler uygun şekilde fonksiyoneleştirilir ve matris içinde homojen biçimde disperse edilirse mekanik özelliklerin önemli ölçüde arttığı görülmüştür. Karbon nanotüplerin bu üstün mekanik özelliklerinden dolayı, 3 boyutlu yazıcılarda takviye malzemesi olarak kullanılabileceği bu sayede basılan parçaların mekanik özelliklerinin geliştirilebileceği öngörülmüştür. Bu çalışmada stereyolitografi tipi 3 boyutlu yazıcılar için karbon nanotüp takviyeli reçine üretilerek, mekanik özelliklerin geliştirilmesi amaçlanmış olup; bu sayede 3 boyutlu yazıcılardan son ürünün elde edilebilmesi hedeflenmiştir. Bu çalışmada ilk olarak karbon nanotüpler aglomerasyonu önlemek ve matris malzemesi ile iyi bir ara yüzey oluşturmak amacıyla kimyasal yöntemler ile fonksiyonelleştirilmiştir. Ardından karbon nanotüpler reçine içinde ultrasonik yöntemle homojen bir şekilde disperse edilmiştir. Hazırlanan nano kompozit çökelme testine tabi tutulmuştur. Çökelme testinin sonucunda herhangi bir çökelme görülmemiştir. Bu işlemlerin ardından mekanik özelliklerin belirlenmesi amacıyla çekme ve aşınma testi numuneleri hazırlanmıştır. Yapılan testler sonucunda 3 boyutlu yazıcıda basılan nano kompozit malzemenin çekme ve sürtünme özelliklerinde oldukça ileri seviyelerde artış gözlenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda; nano kompozit reçine hazırlanarak, deney numuneleri başarılı bir şekilde basılmıştır. Basılmış olan nano kompozit numuneler, katkısız numunelere kıyasla çok daha ileri özellikler göstermiştir. Bu çalışma bize göstermiştir ki 3 boyutlu yazılarda basılan parçaların sınırlı mekanik özellikleri uygun bir şekilde fonksiyonelleştirilmiş karbon nanotüp takviyesiyle elde edilmiş nano kompozit reçine kullanılarak geliştirilebilmektedir. Bu sayede 3 boyutlu yazıcılarda büyük bir problem olarak görülen sınırlı mekanik özellikler geliştirilmiştir. Bu gelişmelerin ışığında 3 boyutlu yazıcılar kendilerine daha geniş bir uygulama alanı bulabilecektir. Anahtar Kelimeler: Nano kompozit, 3 boyutlu yazıcı, Karbon nanotüp, Steryolitografi, Mekanik özellikler.