FDM tipi 3 boyutlu yazıcı üretim parametrelerinin hibrit biyokompozit malzemelerin karakteristik özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of FDM type 3D printer production parameters on the characteristic properties of hybrid biocomposite materials
Yazar: RUMEYSA İNCESU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TARKAN AKDERYA
İZMİR BAKIRÇAY ÜNİVERSİTESİ / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Kompozit malzemeler, günümüzde hafif olmalarına rağmen yüksek mukavemet ve rijitlik gibi ön plana çıkan birçok özellikleri sebebiyle, çok sayıda uygulamada ve alanda kullanılmaktadır. Yüksek mukavemet, hafiflik ve tasarıma yatkınlık, bu malzemeleri metal malzemelere alternatif konuma getirmiştir. Bu olumlu gelişmelere rağmen, iyileştirilmiş dayanım değerlerine sahip hafif ve ucuz yeni malzemelere olan güçlü ihtiyaç sebebiyle, "hibritleşme" konusundaki araştırmalar gündeme gelmiştir. İstenilen birçok özelliğin tek bir malzemede toplanmasını sağlamak ve özelliklerde daha iyi denge yakalamak için, aynı yapıda birden fazla polimer çeşidinin yer aldığı hibrit kompozitlere gerek duyulmuştur. Birçok araştırmacı, hibrit etki üzerinde çalışarak konunun anlaşılması ve modellenmesine katkı sunmuştur. Hibrit etki iyi tanımlanmış olmakla birlikte henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Hibrit etkinin temel mekanizmasını açıklamaya yönelik çalışmalar sınırlı olup, kompleks etkileşimin izahında yetersiz kalmaktadır. 

Farklı malzeme ve farklı fonksiyonlarla elde edilen hibrit kompozit malzemelerin mekanik özellikleri üzerine etkilerinin incelendiği çalışmalar literatürde mevcuttur. Bu çalışmada, ergiyik biriktirmeli modelleme tekniği (FDM) ile üretim yapan 3 boyutlu bir yazıcı hibrit biyokompozit malzeme üretimini gerçekleştirmiştir. Farklı hibrit modelleri ve dizilim biçimleri kullanılarak üretimi sağlanan kompozit malzemelerin mekanik özelliklerine, FDM tipi üretim parametrelerinin etkileri incelenmiştir. Çeşitli hibrit modeller eklemeli imalat yöntemi ile üretilip üretilen malzemelerin karakteristik özellikleri, temel mekanik testler (çekme, eğme), absorbsiyon testleri ile ve Taramalı Elektron Mikroskobu (Scanning Electron Microscopy - SEM) analizleri ile tespit edilmiştir.

Abstract:
Despite being light, composite materials are used in many applications and fields due to their outstanding properties such as high strength and rigidity. High strength, lightness and design tendency have made these materials an alternative to metal materials. Despite these positive developments, research on "hybridization" has come to the fore due to the strong need for light and inexpensive new materials with improved strength values. In order to collect many desired properties in a single material and to achieve a better balance in properties, hybrid composites with more than one type of polymer in the same structure were needed. Many researchers have contributed to the understanding and modeling of the subject by working on the hybrid effect. Although the hybrid effect is well defined, it is not yet fully understood. Studies to explain the basic mechanism of the hybrid effect are limited and fall short of explaining the complex interaction. 

There are studies in the literature examining the mechanical properties of hybrid composite materials, the effects of different materials and different functions on these properties. In this study, a 3D printer producing by melt deposition modeling technique (FDM) will produce hybrid biocomposite material. The effects of FDM type production parameters on the mechanical properties of composite materials produced using different hybrid models and array forms will be examined. Various hybrid models will be produced by the additive manufacturing method. The characteristic properties of the produced materials will be determined by basic mechanical tests (tensile, bending), surface roughness, surface microscopic examination, dimensional analysis measurements, absorption tests and SEM analysis.