Akademik Veri Yönetim Sistemi
The 16th International Scientific Research Congress - Science and Engineering, Ankara, Türkiye, 11 - 12 Mart 2023, ss.204-209
Üç boyutlu baskı teknolojileri, geleneksel kalıplar yerine dijital olarak oluşturulan şekillerin katmanlı üretimine olanak sağlayan, dünyada giderek yaygınlaşan bir eklemeli imalat teknolojisidir. Mevcut üç boyutlu yazıcılardan fotopolimerizasyon prensibi ile çalışanlar sıvı haldeki çapraz bağlanabilir reçinelerin ultraviyole ışık altında fotopolimerizasyonuna dayanmaktadır. Bu yöntem ile ince detaylı nesnelerin üretimi çok daha kolaydır. Fotopolimerizasyon tabanlı üç boyutlu yazıcılarda temel malzeme ışıkla polimerize edilmiş monomerlerdir. Bu yöntemle üretilecek polimerin bileşenleri monomerler, oligomerler, fotobaşlatıcılar ve isteğe bağlı olarak eklenen nanopartiküllerdir. Bu yöntemde kullanılan reçinelerin, işlem sonucunda düşük mekanik özellikler gösterebildiği bilinmektedir. Bu dezavantajı ortadan kaldırmak için SiO2 nanoparçacık takviyeleri kullanılmıştır. Bu sayede çekme oranı düşük, mekanik özellikleri yüksek nanokompozit üretimi tamamlanmıştır. Proje kapsamında öncelikle sol-jel yöntemi ile SiO2 nanoparçacıkları sentezlenmiştir. Sentezlenen bu nanopartiküller, silanizasyon işlemine tabi tutulmuştur. Daha sonra sırasıyla XPS, SEM, FT-IR, DLS ve XRD analizleri sonucunda nanopartiküllerin elementel analizi, morfolojik yapısı, organik bağ yapısı, partikül boyutu ve faz yapısı belirlenmiştir. Bu ölçümler sonucunda %5 SiO2 ilave edilen numunenin çekme ve dayanım oranlarında en iyi sonucu verdiği görülmüştür. Parçacık boyutu 32 nm olarak ölçülmüştür. Polimerizasyon sonrası çekme oranı %2.39 olarak ölçülen nanokompozit reçinenin viskozitesi 0.24 Pa.s ve eğilme dayanımı 175 MPa olarak ölçülmüştür. Bu çalışmada SiO2nanoparçacık katkılı nanokompozit reçinenin üç boyutlu yazıcılarda kullanıma uygun olduğu belirlenmiştir.
Three-dimensional printing technologies are an additive manufacturing technology that is becoming increasingly common in the world, allowing the additive production of digitally created shapes instead of traditional molds. Among the existing three-dimensional printers, those that work with the principle of photopolymerization are based on the photopolymerization of liquid crosslinkable resins under ultraviolet light. With this method, the production of finely detailed objects is much easier. In photopolymerization-based three-dimensional printers, the basic material is light-cured monomers. The components of the polymer to be produced by this method are monomers, oligomers, photoinitiators and optionally added nanoparticles. It is known that the resins used in this method can show low mechanical properties as a result of the process. SiO2 nanoparticle supplements were used to eliminate this disadvantage. In this way, the production of nanocomposites with low shrinkage and high mechanical properties was completed. Within the scope of the project, first of all, SiO2 nanoparticles were synthesized by the sol-gel method. These synthesized nanoparticles were subjected to the silanization process. Then, as a result of XPS, SEM, FT-IR, DLS and XRD analyzes, respectively, elemental analysis, morphological structure, organic bond structure, particle size and phase structure of nanoparticles were determined. As a result of these measurements, it was seen that the sample to which 5% SiO2 was added gave the best results in tensile and strength ratios. The particle size was measured as 32 nm. The viscosity of the nanocomposite resin, whose shrinkage rate was 2.39% after polymerization, was measured as 0.24 Pa.s and its bending strength was measured as 175 MPa. In this study, it was determined that the SiO2nanoparticle doped nanocomposite resin is suitable for use in three-dimensional printers.