Çok malzemeli plastik yapıların yapıştırma tekniğiyle birleştirilmesi
Combination of multi-material plastic structures using bonding technique
Yazar: İREM KURT BENLİ
Danışman: DOÇ. DR. NERGİZHAN ANAÇ
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Plastik malzemeler endüstrinin çeşitli alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır ve özellikle son on yılda 3B yazıcıların eklemeli imalat sektöründe, termoplastikler popüler hale gelmiştir. Plastik malzemeler, şekillendirme yetenekleri sayesinde geniş kullanım alanları olanaklarına sahiptir, bu malzemelerin birleştirilmesinde yapıştırmanın yaygın bir yöntem olduğu bilinmektedir. Yapıştırma sürecinde kritik parametreler arasında yapıştırıcı türü, parçanın yüzey temizliği ve yapıştırma kalınlığı önemli rol oynamaktadır. Eklemeli imalat yöntemleri, parçanın karmaşıklığına bakmaksızın plastik malzemelerin üretilmesini kolaylaştırmıştır. Plastik malzemelerin birleştirilmesinde yapıştırma, özellikle otomotiv, havacılık ve savunma sanayi gibi sektörlerde önemli bir rol oynamaktadır. Bu tezde, iki farklı filament malzemesi (PLA Plus ve PLA CF) ve farklı doluluk oranları (%50 ve %100) kullanılarak tekli ve çoklu malzeme numuneleri üretilmiştir. Çoklu malzeme uygulamaları genellikle farklı özelliklere sahip malzemelerin kombinasyonunu içerir. Bu durum, bir yüzeyin belirli özelliklerini diğerinden farklı kılmak veya özel gereksinimlere uygun bir malzeme karışımı oluşturmak amacıyla yapılır.Örneğin, bir yüzeyin dayanıklılığını artırmak için kompozit malzemeler kullanılabilirken, diğer yüzeylerde daha hafif ve kolay işlenebilir olan malzemeler tercih edilebilmektedir. Yapıştırma plakaları, Araldite 2015 epoksi yapıştırıcı kullanılarak birleştirilmiş ve bağlantıların yapışma performansları incelenmiştir. Filament malzemelerinin özellikleri ve yapılan bağlantı testleri sonucunda elde edilen çekme mukavemeti değerleri değerlendirilmiştir. %100 doluluk oranında tek ve çoklu malzemelerden oluşan parçaların mukavemet değerleri, %50 doluluk oranında tek ve çoklu malzemelerden oluşan parçaların mukavemet değerlerinden daha yüksektir.
Ayrıca, %100 doluluk oranında basılmış tek malzemelerle yapılan yapıştırma bağlantılarının mukavemet değerlerinin %50 doluluk oranındakilere kıyasla daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Bu durum, daha yüksek doluluk oranının beklenen mukavemeti artırmak yerine, belli durumlarda tam tersi bir etki oluşturabileceğini işaret etmektedir. Çoklu malzemelerde en yüksek bağlantı mukavemetinin PLA CF-PLA CF yüzeylerinin yapıştırılmasıyla elde edildiği ifade edilmiştir.

Abstract:
Plastic materials are widely used in various industries, particularly in the additive manufacturing sector where 3D printers have become popular, especially in the last decade. Due to their shaping capabilities, plastic materials have a wide range of applications, and adhesive bonding is a common method for joining these materials. Critical parameters in the bonding process include the type of adhesive, surface cleanliness of the parts, and bonding thickness. Additive manufacturing methods have facilitated the production of plastic materials regardless of the complexity of the part. Adhesive bonding plays an important role in joining plastic materials, particularly in sectors such as automotive, aerospace, and defense industries. In this thesis, single and multiple material samples were produced using two different filament materials (PLA Plus and PLA CF) and different infill percentages (50% and 100%). Multiple material applications often involve the combination of materials with different properties, aiming to distinguish specific properties of one surface from another or to create a material blend suitable for special requirementsFor instance, while composite materials can be used to increase the durability of a surface, other surfaces may prefer lighter and more easily machinable materials. Bonding plates were joined using Araldite 2015 epoxy adhesive, and the bonding performances were investigated. The properties of filament materials and the tensile strength values obtained from bonding tests were evaluated. The strength values of parts consisting of single and multiple materials at 100% infill density are higher than those of parts consisting of single and multiple materials at 50% infill density. Additionally, it was observed that the strength values of bonding connections made with single materials printed at 100% infill density are higher compared to those at 50% infill density. This situation indicates that a higher infill density can sometimes have the opposite effect of increasing the expected strength. It was stated that the highest bonding strength in multiple materials is achieved by bonding PLA CF-PLA CF surfaces.