Enjeksiyon kalıplama parametrelerinin şekil hafızalı poliüretan üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of effects of injection moulding parameters on shape memory polyurethane
Yazar: ŞÜKRAN KATMER
Danışman: DOÇ. DR. ÇETİN KARATAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology ; Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Şekil hafıza etkisi, malzemenin sıcaklık, nem, pH, elektrik akımı, manyetik alan, ışık gibi bir uyarıcıyla karşılaştığında tepki olarak şekil değiştirme kabiliyetidir. Enjeksiyon kalıplama hâlihazırda plastiklerden ürün/parça üretilmesinde kullanılan en yaygın yöntemdir. Enjeksiyon kalıplama parametrelerinin plastiklerin çarpılma, çekme, kalıntı gerilme, boyut kararlılığı, çekme dayanımı, vb. özelliklerini etkilediği bilinmekte ancak, kalıplanan şekil hafızalı parçalara enjeksiyon kalıplama parametrelerinin etkileri bildiğimiz kadarıyla henüz belirlenmemiştir. Bu çalışmada, enjeksiyon kalıplama parametrelerinin (enjeksiyon basıncı, enjeksiyon sıcaklığı, kalıp sıcaklığı, ütüleme basıncı, ütüleme süresi ve soğutma süresi) sıcaklığa duyarlı şekil hafızalı termoplastik poliüretan parçaların özelliklerine etkileri araştırılmıştır. Kalıplanan numunelerin şekil hafıza, çekme oranı, çarpılma ve kalıntı gerilme özellikleri incelenmiştir. Sonuçlar, kalıp ve enjeksiyon sıcaklığı parametrelerinin kalıplanan parçaların şekil hafıza özellikleri üzerinde birinci derecede etkili olduğunu göstermiştir. Ayrıca, soğutma süresinin parçalardaki çekme, çarpılma, kalıntı gerilme ve kalıcı şekil kararlılığı üzerinde en etkili parametre olduğu bulunmuştur. Soğutma süresi arttıkça parçalardaki çekme ve çarpılma azalırken, kalıcı şekil kararlılığı artmıştır. Korelasyon analizi sonucunda, çekme ile çarpılmanın doğru, çarpılma ile basma kalıntı gerilmelerinin ise ters ilişkili olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
The shape memory effect is the ability of shape changing as a response when the material is exposed to an external stimulus such as temperature, moisture, pH, electric current, magnetic field, light etc. Injection moulding is currently the most common method which is used to produce parts/products from plastics. It is known that injection moulding process parameters have influences on the properties of the plastic parts such as warpage, shrinkage, residual stress, dimensional accuracy, tensile strength etc. On the other hand, to the best of our knowledge, the effects of injection moulding parameters on the moulded parts having shape memory have not been determined yet. In this study, the effects of injection moulding parameters (i.e. injection pressure, melt temperature, mould temperature, packing pressure, packing time and cooling time) on properties of temperature sensitive thermoplastic shape memory polyurethane parts were investigated. The properties of shape memory, shrinkage ratio, warpage and residual stress of the moulded parts were examined. The results showed that the mould temperature and the melt temperature have significant effects on shape memory properties of the moulded parts. Also the cooling time was determined to be the most influential parameter on shrinkage, warpage, residual stress and permanent shape accuracy of the parts. As the cooling time was increased, permanent shape accuracy increased while the shrinkage and warpage decreased. It was concluded that there was a proportional relationship between shrinkage and warpage and inverse relationship between warpage and compression residual stress by corelation analysis.