Yakın alan odaklı mikrodalga ışıma ile 2,45 GHz frekansında çalışan mikrodalga prob kullanılarak mermer delme sistem tasarımı ve analizi
Marble drilling system design and analysis using microwave probe operating at 2,45 GHz frequency with near field localized microwave radiation
Yazar: ESER CAN
Danışman: PROF. DR. ADNAN KAYA
İzmir Katip Çelebi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Delme = Drilling ; Mikrodalgalar = Microwaves ; Yakın alan = Near field

Özet:
İnşaat, endüstri ve jeoloji sektörlerinde yapılan çalışmalarda sert yüzeyli materyallerde delme işlemi sıklıkla kullanılan bir yöntemdir. Mekanik matkap uçları bu amaçlar için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu uçlar ile yapılan uygulamalarda
dönme hızından dolayı oluşan problemler tipik olarak gürültü, titreşim ve toz partikülleri üretimi olarak karşılaşılmaktadır. Lazerler, su jetleri, elektrik deşarjları, kimyasallar, ultrasonik titreşimler, plazma akışları vb. kullanan diğer sondaj teknolojileri ise sert materyallerde delme işlemi için pahalı bir uygulamadır. Bu nedenle mikrodalga destekli delme sistemleri umut verici bir teknolojidir. Geleneksel mekanik matkaplarla karşılaştırıldığında, mikrodalga destekli delme sistemleri titreşimsiz bir çalışma performansı göstermektedir. Yapılan çalışmalarda yakın alan odaklı mikrodalga delme sistemleri mekanizması ile (lokal mikrodalga ısıtma ve termal kararsızlığı kullanarak) koaksiyel aplikatörü kullanılarak mermerde mekanik bir işlem yapmadan bir delik oluşturularak materyal kalitesi arttırılmaktadır.
Bu çalışmada 2,45 GHz frekansında çalışan mikrodalga delme sistemlerinin prototipleri tanıtılıp deneysel sonuçları ile birlikte sunulmuştur. Mikrodalga destekli mermer delme sistemi tasarımlarında; zaman kazancı, maliyetlerin düşürülmesi, daha yüksek performans oluşturulması, materyal deformasyonunun azaltılması ve daha yaşanılabilir bir çevre oluşturulmasına
odaklanılmaktadır. Çalışmanın merkezinde, mermer fabrikaları başta olmak üzere birçok endüstriyel ortamda çalışabilecek sistem tasarımları bulunmaktadır.

Abstract:
Drilling in hard-surfaced materials is a frequently used method in studies in the construction, industry and geology sectors. Mechanical drill bits are widely used for these purposes. In applications with these tips, problems caused by rotational speed are typically encountered as noise, vibration and dust particles production. Lasers, water jets, electrical discharges, chemicals, ultrasonic vibrations, plasma flows, etc. Other drilling technologies using it are an expensive application for drilling in hard materials. Therefore, microwave assisted drilling systems are a promising
technology. Compared to conventional mechanical drills, microwave assisted drilling systems show a vibration-free working performance. In the studies, the material quality is increased by creating a hole in the marble without any mechanical operation by using the coaxial applicator with the mechanism of near-field focused microwave drilling systems (using local microwave heating and thermal instability). In this study, prototypes of microwave drilling systems operating at 2.45 GHz are introduced and presented with their experimental results. In the designs of microwave assisted marble drilling system; It focuses on saving time, reducing costs, creating higher performance, reducing material deformation and creating a more livable environment. In the center of the study, there are system designs that can work in many industrial environments, especially marble factories.