3B yazıcı ile üretilen PLA ve geri dönüştürülmüş PLA esaslı yapıların biyoaktivite ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of bioactivity and mechanical properties of PLA and recycled PLA based structures produced with 3D printer
Yazar: MÜNİFE DEMİREL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞAKİR ALTINSOY ; DOÇ. DR. NURAY BEKÖZ ÜLLEN
İstanbul Yeni Yüzyıl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Eklemeli üretim teknolojisi, bugüne kadar çeşitli ilgili teknolojilerdeki buluşlara ve ilerlemelere bağlı olarak gelişmiştir. Son birkaç yılda, geleneksel üretim teknolojilerine kıyasla avantajları nedeniyle eklemeli üretim teknolojisinin potansiyel kullanımları birçok endüstride özellikle havacılık, sağlık sektörü, sanat, eğitim ve otomotiv sektöründe artmıştır. Eklemeli üretim teknolojisi ile birlikte çok sık duyulan 3 boyutlu yazıcılarda bir parça üretirken farklı oranlarda hatalı parçalar da meydana gelmektedir. Sorunlu parçalar, gerekli özellikleri sağlamaması ve kullanımı mümkün olmaması dolayısıyla ıskarta olarak değerlendirilmektedir.
Bu tez çalışmasında filament çeşidi olarak biyoplastiklerden polilaktik asit PLA filamenti ve üç boyutlu yazıcı olarak FDM (Fused Deposition Modeling) cihazı kullanılmıştır. PLA filamenti kullanımı sonrası hatalı numunelere geri dönüşüm işlemi uygulanıp Re-PLA filamenti hazırlanmıştır. Sabit olarak belirlenen parametreleri kullanarak, tabla eksenlerine paralel olacak şekilde, altı farklı konumlandırmada numuneler üretilmiştir. Mekanik özelliklerini ortaya koymak adına çekme deneyi, üç nokta eğme deneyi, yüzey pürüzlülüğü ölçümleri ve taramalı elektron mikroskobu SEM analizi ve biyo özelliklerini ortaya koymak adına ise; antibakteriyel, biyouyumluluk ve salım incelemeleri gerçekleştirilmiştir.
Deney sonuçlarına bakıldığında kısaca PLA ve Re-PLA malzemelerinin deney genelindeki sonuçlarının benzer olduğu kanısına varılabilir. Her iki malzeme ile üretilen ürünler de birbirlerinin yerlerine kullanılabilir. Bu tez çalışması sonucunda hatalı üretimler sonrası oluşan atık parçaların, pahalı filament malzemesinin israfı ve çevre kirliliğine neden olan atıkların önüne geçilebilir olduğu görülmüştür.

Abstract:
Additive manufacturing (AM) technology has developed so far based on inventions and advances in various related technologies. In the last few years, the potential uses of additive manufacturing technology have increased in many industries, especially in the aerospace, healthcare, art, education, and automotive sectors, due to its advantages compared to traditional manufacturing technologies. When producing a part with 3D printers, which are frequently heard of with additive manufacturing technology, defective parts occur at different rates. Problematic parts are considered scrap because they do not provide the required features and are not possible to use.
In this thesis study, polylactic acid PLA filament from bioplastics was used as a filament type and an FDM (Fused Deposition Modeling) device was used as a three-dimensional printer. After using the PLA filament, the recycling process was applied to the faulty samples, and the Re-PLA filament was prepared. Using fixed parameters, samples were produced in six different positions, parallel to the table axes. To reveal its mechanical properties, the tensile test, three-point bending test, surface roughness measurements, and scanning electron microscope SEM analysis, and to reveal its bio properties; antibacterial, biocompatibility, and release studies were carried out.
Looking at the test results, it can be concluded that the results of PLA, and Re-PLA materials are similar throughout the experiment. Products produced with both materials can be used in place of each other. As a result of this thesis study, it has been seen that waste parts formed after faulty production, waste of expensive filament material, and waste that causes environmental pollution can be prevented.