Isıl işlemlerin polimerik malzemelerin işlenebilirliği üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of the effects of heat treatment on the machinability of polymeric materials
Yazar: MUHAMMET FARUK TOPRAK
Danışman: PROF. DR. M. HÜSNÜ DİRİKOLU
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Hafiflik, esneklik, korozyona karşı direnç, işlenme kolaylığı ve diğer mühendislik malzemelerinde bulunmayan özellik kombinasyonlarını barındırdığı için plastikler, tasarımcılar ve mühendisler tarafından yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Plastiklerin medikal, optik, elektronik, hassas makineler gibi alanlarda üstün özelliklerinin vermiş olduğu avantaj neticesinde kullanımlarının artması, plastik parçaların daha hassas talaşlı imalat yöntemleriyle işlenmesi ihtiyacını doğurmuştur. Bu ihtiyaç neticesinde plastik malzemelerin mekanik özellikleri, ısıl işlemleri ve işlenebilirliği ile alakalı daha fazla araştırma yapılmalıdır. Bu tez çalışmasında plastik malzemelerin mekanik özelliklerine bağlı olarak işlenebilirliği etkileyen faktörler incelenmiştir. Ayrıca ısıl işlemin mekanik özelliklere ve işlenebilirliğe etkisi geniş bir şekilde ele alınmıştır. Bu doğrultuda polietereterketon (PEEK), tetrafloroetilen (PTFE) ve polipropilen (PP) gibi mekanik özellikleri iyi ve yaygın olarak kullanılan polimer malzemeler deney numuneleri olarak seçilmiştir. Mekanik özelliklerini iyileştirmek için söz konusu plastikler endüstriyel tavlama fırınlarında tavlanmıştır. Deney numuneleri ısıl işlem görmüş ve görmemiş olarak iki grup halinde sınıflandırılmıştır. Autodesk Fusion360 CAD/CAM programı kullanılarak belirlenen işleme parametreleriyle ve kesici takımlarla CAM programları hazırlanmış olup, iki gruptaki deney numuneleri 5 eksenli Haas UMC 750 CNC tezgahında işlenmiştir. Kesme deneyleri sonunda söz konusu polietereterketon (PEEK), tetrafloroetilen (PTFE) ve polipropilen (PP) malzemeleri boyutsal doğruluk ve yüzey pürüzlülüğü ile sertlik ve çekme deneyleri sonuçlarına bakılarak karşılaştırılmışlardır. Böylece ısıl işlemin polimerik malzemelerin işlenebilirliği üzerindeki etkileri incelenebilmiştir.

Abstract:
Plastics have become widely used by designers and engineers due to their lightness, flexibility, corrosion resistance, ease of processing and combinations of properties not found in other engineering materials. The increasing use of plastics in areas such as medical, optical, electronics and precision machinery as a result of their superior properties has led to the need to process plastic parts with more precise machining methods. As a result of this need, more research should be done on the mechanical properties, heat treatment and machinability of plastic materials. In this thesis, the factors affecting the machinability of plastic materials depending on their mechanical properties were investigated. In addition, the effect of heat treatment on mechanical properties and machinability is discussed extensively. For this purpose, widely used polymer materials with good mechanical properties such as PEEK, PTFE and PP were selected as test specimens. These plastics were annealed in industrial annealing furnaces to improve their mechanical properties. The specimens were classified into two groups as heat treated and non-heat treated. CAM programs were prepared using Autodesk Fusion360 CAD/CAM program with the specified machining parameters and cutting tools, and the test specimens in the two groups were machined on a 5-axis Haas UMC 750 CNC machine. At the end of the cutting tests, these PEEK, PTFE and PP materials were compared with respect to dimensional accuracy and surface roughness as well as hardness and tensile test results. Thus, the effects of heat treatment on the machinability of polymeric materials could be investigated.