Atık plastik maddeden 3D yazıcılar için filament üretimi ve mekanik analizi

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Osman SAĞLAM

Danışman: Ali Özgedik

Özet:

Günümüzde birçok üründe kullanılan plastik malzemeler hem üretim aşamasında hem de ürünün kullanımından sonra atık oluşturmaktadır. Bu atıklar yüzyıllar boyunca doğada çözünmeden kalabilmekte olup bunların geri dönüştürülmesi gezegenimiz için büyük önem taşımaktadır. Plastik esaslı malzemelerin önemli üretim yöntemlerinden biri plastik malzemenin eritilerek üst üste yığılmasını içeren ve 3D yazıcılarda yaygın şekilde kullanılan Eriyik Yığma Modelleme (EYM) yöntemidir. EYM yöntemi ile 3D yazıcılardan parça üretilebilmesi için filament adı verilen termoplastik hammaddeye ihtiyaç vardır. Bu çalışma kapsamında EYM yönteminde kullanılmak üzere Polilaktik Asit (Polylactic Acid, PLA) hammaddesinden üretilmiş çubuk formundaki malzemelerin kırılması ile elde edilen atık PLA malzemesi ile ham PLA malzemesi sırasıyla %100 PLA, %70 PLA - %30 atık PLA, %50 PLA - %50 atık PLA ve %30 PLA - %70 atık PLA olarak dört farklı karışım oranında homojen olarak karıştırılıp plastik granül üretimi gerçekleştirildikten sonra aynı oranlarda dört farklı filament üretilmiştir. Bu filamentlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi için Taguchi’nin standart L’16 deneysel tasarım yöntemi kullanılarak, Hammadde-Atık Oranı, Doluluk Oranı, Nozul Sıcaklığı, Tabla Sıcaklığı ve Baskı Hızı parametreleri ile TS EN ISO 571-2 5A standardına göre 3D yazıcıdan çekme testi numuneleri üretilmiş ve çekme testleri yapılmıştır. Elde edilen Elastisite Modülü, Çekme Dayanımı, Çekme Uzaması, Kopma Dayanımı ve Kopma uzaması değerleri Minitab programında analiz edilmiştir. Hammadde oranının Elastisite Modülü, Çekme ve Kopma Uzaması üzerinde en etkili parametre olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca nozul sıcaklığının ise Çekme ve Kopma Dayanımı üzerinde en etkili parametre olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler : PLA, Atık Plastik, Filament, Eriyik Yığma Modelleme, 3D Yazıcı