Yazar "Zehir, Burçak" seçeneğine göre listele

Listeleniyor 1 - 1 / 1
  • [ X ]
    Öğe
    Molecular dynamıcs analyses and experımental ınvestıgatıon ın the effects of the nanoaddıtıves on the thermo-mechanıcal propertıes and fracture toughness of bıodegradable polylactıc thermoplastıc
    (Adana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, 2022) Zehir, Burçak; Boğa, Cem; Seyedzavvar, Mırsadegh
    Günümüzde, Eklemeli İmalat teknolojisi, diğer ilgili teknolojilerin yayılmasıyla modern bir üretim tekniği haline gelmiştir. Eriyik yığma modelleme (Fused Deposition Modeling-FDM), polimer kompozit parçaların üretiminde düşük maliyet ve yüksek hız gibi bazı avantajları ile öne çıkan, iyi bilinen ve yaygın olarak kullanılan eklemeli imalat yöntemlerinden biridir. Bununla birlikte, geleneksel yöntemlere kıyasla eriyik yığma modelleme tekniği, polimerik filamentler olarak bilinen yapı malzemelerinin kolay işlenebilirlik, düşük maliyet ve iyi kimyasal direnç gibi avantajlarına rağmen termo-mekanik özelliklerindeki eksiklikler nedeniyle bazı sınırlamalara sahiptir. Bu nedenle, eriyik yığma modelleme ile baskı tekniği, yapı malzemelerinde nanopartiküllerin güçlendirilmesi ile uygulama alanlarını genişletebilir. Bu çalışmanın amaçları (i) hızlı ve uygun maliyetli bir FDM teknolojisi kullanarak üstün termo-mekanik özelliklere ve kırılma davranışlarına sahip polimer bazlı nanokompozit parçaların kullanımını yaygınlaştırmak ve (ii) parçaların mekanik performansının tahmin edilmesinde MD simülasyonlarının etkinliğini araştırmak amacıyla, üretilen parçaların mekanik özelliklerinin moleküler dinamik (MD) simülasyonlarının sonuçlarıyla karşılaştırılması için enjeksiyonlu kalıplama işlemi kullanılarak polimer bazlı nanokompozit parçalar üretmektir. Bunun için matris malzemesi olarak biyolojik olarak parçalanabilen polimerlerin başında gelen polilaktik asit (PLA) ve takviye malzemesi olarak kalsiyum karbonat (CaCO3) nanopartikülleri kullanılmıştır. Bu amaçla, PLA/CaCO3 nanokompozit filamentler, polimer matrise farklı ağırlık oranlarında nanopartikül takviyesi edilerek (%0, %0.5 ve %1) eriyik karıştırma tekniği ile çift vidalı ekstrüder sistemi kullanılarak sentezlenmiştir. Bu filamentler, nanopartiküllerin ve baskı parametrelerinin PLA nanokompozitlerinin mekanik özellikleri ve karışık mod kırılma yükleri altında kırılma davranışı üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla, FDM tekniği ile farklı baskı parametrelerinde numuneler üretmek için kullanılmıştır. Bu bağlamda, bu çalışma, baskı hızı, nanoparçacık ilavesinin ağırlık fraksiyonları, katman kalınlığı, doldurma oranı ve iç mimari olarak adlandırılan bu farklı parametrelerin FDM 3D baskılı PLA'nın kırılma özellikleri ve mekanik davranışı üzerindeki etkilerini ve önemini araştırmaktadır. Bu amaçla, maksimum malzeme özelliklerinin elde edilebileceği optimize edilmiş faktör seviyelerini belirlemek için deneysel sonuçlara dayalı olarak Taguchi L27 tasarımının analizi yapılmıştır. Böylece gelecek çalışmalarda PLA tabanlı malzemelerin FDM 3D baskısında hangi kombinasyonun kullanılabileceği veya hangi faktör seviyesinin uygun olacağı belirlenmiştir. Farklı ağırlık oranlarında ve farklı FDM baskı parametrelerinde üretilen PLA bazlı nanokompozitlerin mekanik ve karışık mod kırılma özelliklerini modellemek ve tahmin etmek için bir yanıt yüzeyi metodolojisi (RSM) kullanılmıştır. Mekanik karakterizasyon için üretilen numuneler tek eksenli çekme testlerine tabi tutulmuştur. Numunelerin karışık mod kırılma davranışı, tek eksenli çekme test makinesine monte edilmiş laboratuarda geliştirilmiş bir fikstür kullanılarak ön çatlağa sahip numunelere karışık mod yüklemeleri uygulanarak incelenmiştir. Bu tür numunelerdeki çatlak açıklığını simüle etmek ve farklı yükleme açılarında kırık numunelerinin geometri şekil fonksiyonlarını hesaplamak için sonlu eleman simülasyonları kullanılmıştır. Son olarak, deneysel prosedürlerden sonra, parçaların kırılma morfolojisini ortaya çıkarmak ve nanoparçacıkların varlığını doğrulamak için test numunelerinin kırık yüzeyleri üzerinde taramalı elektron mikroskobu (SEM) incelemeleri yapılmıştır. Ek olarak, PLA matrisine CaCO3 nanoparçacıklarının eklenmesiyle PLA polimerinin cam geçişindeki ve ısı kapasitesindeki değişiklikleri belirlemek için diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) analizleri yapılmıştır. İkinci olarak, enjeksiyon kalıplama ile elde edilen farklı ağırlık oranlarına sahip (% 1, %3 ve %5) PLA/CaCO3 nanokompozitlerinin fiziksel davranışını araştırmak ve bir yüzey üzerinde moleküller ve nanopartiküller arasındaki etkileşimlerin ayrıntılarını atomik ölçekte sağlamak için Material Studio yazılımı kullanılarak moleküler dinamik (MD) simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Deneysel prosedürlerden elde edilen sonuçları doğrulamak için moleküler dinamik analizleri yapılmıştır ve moleküler dinamik simülasyonlar ile deneysel sonuçların birbiriyle uyumlu olması nedeniyle, enjeksiyonla kalıplanmış PLA/GR nanokompozitlerin mekanik özelliklerini tahmin etmek için farklı ağırlık fraksiyonlarında PLA/GR nanokompozit malzemeleri simüle edildi. Materials Studio yazılımının malzemelerin mekanik özelliklerini tahmin etmede doğru sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir.