İletken parçacık katkılı polimer filament üretimi ve eklemeli imalat yöntemi ile elde edilen ürünün elektriksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Küçük Resim Yok
Tarih
2026
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Düzce Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tez çalışmasında, bakır oksit (CuO) nanopartikül katkısının Eriyik Yığma Modelleme (FDM) yöntemiyle üretilmiş Polietilen Tereftalat Glikol (PETG) polimer malzemenin mekanik, tribolojik ve elektriksel özellikleri üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Saf ve ağırlıkça %0,5, %1, %1,5 oranlarında CuO katkılı PETG kompozit filamentler hazırlanmış ve %25, %50, %75 ve %100 dolgunluk oranlarında standart numuneler üretilmiştir. Mekanik test sonuçları, dolgunluk oranının artmasıyla tüm numunelerde dayanımın yükseldiğini göstermiştir. Saf PETG'de çekme dayanımı %25 dolgunlukta yaklaşık 23 MPa iken %100 dolgunlukta 48 MPa'a ulaşmıştır. %1 CuO katkılı PETG numunelerde çentiksiz Charpy darbe dayanımı %100 dolgunlukta 27,80 kJ/m² olarak ölçülmüş, düşük ve orta dolgunluk oranlarında ise yerel gevrekleşme eğilimleri gözlenmiştir. Sertlik ölçümlerinde, %1 CuO katkılı numunelerde Shore D sertliği %75 dolgunlukta 77 ile maksimum seviyeye ulaşmıştır. Tribolojik testler, CuO nanopartikül katkısının sürtünme katsayısını düşürdüğünü ortaya koymuştur. %1 CuO katkılı PETG numunelerde sürtünme katsayısı %25 dolgunlukta 0,182 iken %100 dolgunlukta 0,165'e gerileyerek yaklaşık %10 oranında azalmıştır. Elektriksel ölçümler, CuO katkı oranının artmasıyla PETG'nin yalıtkan karakterinin kademeli olarak zayıfladığını göstermiştir. %1 CuO katkılı numunelerde empedans değerleri %25 dolgunlukta 1,6×10⁹ Ohm iken %100 dolgunlukta 8×10⁸ Ohm'a düşmüş, %1,5 CuO katkılı numunelerde ise empedansın 10⁸ Ohm mertebesine gerilemesiyle yarı iletken davranışa en yakın elektriksel özellikler elde edilmiştir. Ancak bu katkı seviyesinde mekanik özelliklerde düzensizlikler gözlenmiştir. CuO nanopartikül katkısının PETG'nin özelliklerini çok yönlü biçimde modifiye edebildiği; mekanik ve tribolojik performans için %1 CuO, elektriksel performans için ise %1,5 CuO katkı oranının öne çıktığı belirlenmiştir. Anahtar Sözcükler: PETG, Bakır Oksit (CuO), Eriyik Yığma Modelleme (FDM).
In this study, the effects of copper oxide (CuO) nanoparticle reinforcement on the mechanical, tribological, and electrical properties of polyethylene terephthalate glycol (PETG) polymer materials produced by the Fused Deposition Modeling (FDM) method were experimentally investigated. Pure PETG and CuO-reinforced PETG composite filaments containing 0.5 wt.%, 1 wt.%, and 1.5 wt.% CuO were prepared, and standard specimens were manufactured at infill ratios of 25%, 50%, 75%, and 100%. Mechanical test results indicated that increasing the infill ratio led to improved strength in all specimens. For pure PETG, the tensile strength increased from approximately 23 MPa at 25% infill to 48 MPa at 100% infill. For PETG specimens reinforced with 1 wt.% CuO, the notched Charpy impact strength reached 27.80 kJ/m² at 100% infill, while local embrittlement tendencies were observed at low and intermediate infill ratios. Hardness measurements showed that Shore D hardness of the 1 wt.% CuO-reinforced specimens reached a maximum value of 77 at 75% infill. Tribological tests revealed that CuO nanoparticle reinforcement reduced the coefficient of friction; for 1 wt.% CuO-reinforced PETG, the coefficient of friction decreased from 0.182 at 25% infill to 0.165 at 100% infill, corresponding to an improvement of approximately 10%. Electrical measurements demonstrated that increasing CuO content gradually weakened the insulating character of PETG. For specimens containing 1 wt.% CuO, impedance values decreased from 1.6×10⁹ ohm at 25% infill to 8×10⁸ ohm at 100% infill, while specimens with 1.5 wt.% CuO exhibited impedance values on the order of 10⁸ ohm, indicating electrical behavior closest to that of a semiconductor. However, at this reinforcement level, irregularities in mechanical properties were observed. Overall, the results indicate that CuO nanoparticle reinforcement can effectively modify the properties of PETG, with 1 wt.% CuO being optimal for mechanical and tribological performance and 1.5 wt.% CuO being more suitable for electrical performance. Keywords: PETG, Copper Oxide (CuO), Fused Deposition Modeling (FDM)
In this study, the effects of copper oxide (CuO) nanoparticle reinforcement on the mechanical, tribological, and electrical properties of polyethylene terephthalate glycol (PETG) polymer materials produced by the Fused Deposition Modeling (FDM) method were experimentally investigated. Pure PETG and CuO-reinforced PETG composite filaments containing 0.5 wt.%, 1 wt.%, and 1.5 wt.% CuO were prepared, and standard specimens were manufactured at infill ratios of 25%, 50%, 75%, and 100%. Mechanical test results indicated that increasing the infill ratio led to improved strength in all specimens. For pure PETG, the tensile strength increased from approximately 23 MPa at 25% infill to 48 MPa at 100% infill. For PETG specimens reinforced with 1 wt.% CuO, the notched Charpy impact strength reached 27.80 kJ/m² at 100% infill, while local embrittlement tendencies were observed at low and intermediate infill ratios. Hardness measurements showed that Shore D hardness of the 1 wt.% CuO-reinforced specimens reached a maximum value of 77 at 75% infill. Tribological tests revealed that CuO nanoparticle reinforcement reduced the coefficient of friction; for 1 wt.% CuO-reinforced PETG, the coefficient of friction decreased from 0.182 at 25% infill to 0.165 at 100% infill, corresponding to an improvement of approximately 10%. Electrical measurements demonstrated that increasing CuO content gradually weakened the insulating character of PETG. For specimens containing 1 wt.% CuO, impedance values decreased from 1.6×10⁹ ohm at 25% infill to 8×10⁸ ohm at 100% infill, while specimens with 1.5 wt.% CuO exhibited impedance values on the order of 10⁸ ohm, indicating electrical behavior closest to that of a semiconductor. However, at this reinforcement level, irregularities in mechanical properties were observed. Overall, the results indicate that CuO nanoparticle reinforcement can effectively modify the properties of PETG, with 1 wt.% CuO being optimal for mechanical and tribological performance and 1.5 wt.% CuO being more suitable for electrical performance. Keywords: PETG, Copper Oxide (CuO), Fused Deposition Modeling (FDM)
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Mekatronik Mühendisliği
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Yasav, T. Y. (2026). İletken Parçacık Katkılı Polimer Filament Üretimi Ve Eklemeli İmalat Yöntemi İle Elde Edilen Ürünün Elektriksel Ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi (Tez No. 995002) [Yüksek Lisans Tezi, Düzce Üniversitesi].
