Optimization of Process Parameters for Out-of-Autoclave Thermoplastic Composite Manufacturing
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Kimya Müh.Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: Sevinç ORMAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Belma Özbek
Eş Danışman: Mustafa Doğu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:İleri düzey yapısal uygulamalar için üretim tekniklerinin geliştirilmesinde kompozit malzemelerin proses optimizasyonu önemli bir rol oynamaktadır. Bu araştırma, cam elyaf takviyeli polipropilen (GF/PP), cam elyaf takviyeli polifenilen sülfid (GF/PPS) ve cam elyaf takviyeli poliamid 6,6 (GF/PA66) üretimi için elyaf sarma prosesinin optimizasyonuna odaklanmaktadır. Bu malzemeler, farklı erime sıcaklıkları ve havacılık, otomotiv ve diğer yüksek performanslı uygulamalar için gelecek vadeden özellikleri nedeniyle seçilmiştir. Proses parametrelerini (ısıtıcı sıcaklığı, merdane basıncı ve sarma hızı) optimize etmek ve bu parametrelerin kompozitlerin basma yükü üzerindeki etkilerini değerlendirmek için Box-Behnken deneysel tasarımı kullanılmıştır. Her parametrenin etkisi nicelendirilerek matematiksel modeller geliştirilmiş ve geniş bir sıcaklık aralığında optimum proses koşulları belirlenmiştir. Sonuçlar, optimize edilen proseslerin, elyaf sarma işleminin çeşitli termoplastik uygulamalar için performansını ve güvenilirliğini önemli ölçüde artırdığını göstermiştir. Özellikle, araştırma, GF/PPS kompozitlerinin optimize edilen koşullar altında 3357 N'lik bir basma yüküne ulaştığını, GF/PP kompozitlerinin ise 2946 N'ye kadar çıktığını ortaya koymuştur. Ancak, GF/PA66 kompozitleri için elyaf sarma sürecinin optimizasyonu tatmin edici sonuçlar vermemiştir ve daha fazla inceleme gerektirmektedir. Ayrıca, çalışmada, kompozit davranışını simüle etmek ve elyaf sarma sürecini doğrulamak için Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM) kullanılmıştır. Hesaplamalı modelleme, basma testlerinden elde edilen deneysel sonuçlarla güçlü bir karşılaştırma sunarak, elyaf sarmanın etkili bir termoplastik kompozit üretim tekniği olarak güvenilirliğini doğrulamıştır.