Hide/Show Apps

PLA / Cam Elyaf Kompozit Filamentlerin 3D Yazıcı / Eklemeli Üretim Tekniğinde Kullanılabilirliği

Bu projenin birinci bölümünün amacı, özünde çok gevrek bir malzeme olan polilaktitin (PLA)E-cam elyafları (GF) ile takviye edilerek ve termoplastik poliüretan elastomer (TPU) ileharmanlanarak optimum mekanik özelliklerinin (mukavemet-modül-tokluk) elde edilebilirliğiniaraştırmaktır. Kompozitler ve harmanlar, çift vidalı ekstrüder kullanılarak eriyik karıştırmayöntemi ile üretilmiş ve numuneler enjeksiyon kalıplama yöntemi ile şekillendirilmiştir. SEManalizleri sonucunda görülmüştür ki ağırlıkça %15 GF takviyesi ve ağırlıkça %10 TPU fazlarıayrı ayrı ve bir arada kullanıldıkları durumlarda PLA matrisinde homojen bir dağılımsergilemişler ve özelliklerde belirgin iyileşmelere sebep olmuşlardır. Mekanik testler, tekbaşına TPU harmanlamanın süneklik ve kırılma tokluğu değerlerinde muazzam artışlarlasonuçlandığını, GF takviyelerinin ise mukavemet ve elastik modül değerlerinde önemliartışlara neden olduğunu göstermiştir. GF ve TPU birlikte eklendiğinde, GF takviyelerininçatlak sapması (crack deflection), matris-elyaf ayrışması (debonding) ve elyaf çıkması (pull-out) toklaştırma mekanizmalarının en az TPU harmanlamanın elastomerik toklaştırma (rubbertoughening) mekanizması kadar etkili olduğu gözlenmiştir. Ek olarak, DSC termogramları,özellikle GF takviyelerinin ve mikron boyutlu TPU fazlarının heterojen çekirdeklendirici gibidavranarak PLA'nın kristallenme miktarının yaklaşık iki kat arttırdığını ortaya koymuştur.Bu projenin ikinci bölümünün amacı ise, geleneksel enjeksiyon kalıplama tekniği ileşekillendirilmiş polilaktit (PLA) esaslı malzemelerin 3D yazıcı / eklemeli üretim tekniğine karşıperformansını karşılaştırmaktır. Karşılaştırmalar yalnızca saf PLA için değil aynı zamandatermoplastik poliüretan elastomer (TPU) harmanı ve E-cam elyafı (GF) takviyeli kompozitleriçin gerçekleştirilmiştir. Enjeksiyon kalıplama ve 3D yazıcı teknikleri ile şekillendirilmişnumunelerin performansları, özellikle mukavemet-modül-tokluk mekanik özelliklerinikıyaslamak amacıyla çekme, eğme ve kırılma tokluğu testleri ile karşılaştırılmıştır.Makroskopik inceleme, kırılma yüzeyi incelemesi ve ısıl özellikler fotografik görüntüleme,SEM, DSC ve TGA analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Saf PLA ve PLA/TPU harmanları için 3Dyazıcı tekniği ile şekillendirmenin genel olarak oldukça iyi sonuçlar verdiği gözlemlenirken, GFtakviyesinin oryantasyonundaki farklılıklardan dolayı PLA/GF ve PLA/TPU/GF kompozitnumunelerin mekanik performansında belirli kayıplar olabildiği gözlemlenmiştir.