Geri Dön

Farklı test protokolleri altında PC ve PMMA malzemelerinin mekanik ve termal performanslarının kıyaslanması

Comparison of mechanical and thermal performance of PC and PMMA materials under different test protocols

PDF İndir

  1. Tez No: 1003527
  2. Yazar: GÖKAY KURTULMUŞ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. FATMA NUR PARIN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Polimer Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tez çalışması, otomotiv aydınlatma sektöründe yaygın olarak kullanılan iki amorf termoplastik malzeme olan polikarbonat (PC) ve polimetilmetakrilat (PMMA)'ın performanslarını bütüncül bir yaklaşımla karşılaştırmayı amaçlamaktadır. Çalışmanın temel hedefi, bu iki malzemenin optik, mekanik, termal ve proses kabiliyetlerini hem bilgisayar destekli mühendislik (CAE) analizleri hem de deneysel test yöntemleriyle çok yönlü olarak değerlendirerek, endüstriyel uygulamalar için avantajlarını, dezavantajlarını ve sınırlılıklarını ortaya koymaktır. Bu çalışma, literatürdeki tekil performans analizlerinin aksine, malzemelerin bütünleşmiş bir yaklaşımla ve üretim sonrası boyutsal ölçümlerle karşılaştırıldığı kapsamlı bir analiz sunarak akademik ve endüstriyel bir boşluğu doldurmayı hedeflemektedir. Metodoloji kapsamında, spesifik bir otomotiv optik gövde parçası CATIA V5 programında tasarlanmıştır. Malzeme olarak ticari Plexiglas 8N (PMMA) ve Makrolon 2405 (PC) kaliteleri seçilmiştir. Seçilen malzemelerle tasarlanan parça için çok aşamalı bir analiz süreci yürütülmüştür. İlk olarak, fotometrik performansın ECE ve SAE gibi uluslararası standartlara uygunluğunu denetlemek amacıyla optik analizler yapılmıştır. Ardından, ANSYS programı kullanılarak parçanın yapısal davranışını incelemek üzere doğal frekans, titreşim ve termal genleşme analizleri gerçekleştirilmiştir. Enjeksiyon kalıplama sürecini simüle etmek için Autodesk Moldflow programı ile akış analizleri yapılarak enjeksiyon basıncı, sıcaklık dağılımı, çöküntü ve özellikle çarpılma gibi kritik üretim sorunları öngörülmüştür. Son olarak, analiz sonuçlarını doğrulamak amacıyla her iki malzemeden de Engel duo 800 enjeksiyon makinesinde fiziksel parçalar üretilmiş ve bu parçaların nihai boyutsal hassasiyetleri Koordinat Ölçüm Makinesi (CMM) ile ölçülmüştür. Yapılan çalışmalar, incelenen iki malzeme arasında belirgin performans farklılıkları bulunduğunu göstermektedir. Optik özellikler açısından PMMA, yüksek ışık geçirgenliği ve UV dayanımı ile öne çıkarken; PC, darbe dayanımı bakımından üstün bir performans sergilemiştir. Optik testler sonucunda PMMA tüm kriterleri karşılarken, PC bazı test noktalarında yetersiz kalmıştır. Yapısal analizlerde PMMA hedeflenen doğal frekans değerini sağlayabilmiş, PC ise bu değerin altında kalmıştır. Titreşim analizleri, PMMA'nın kabul edilebilir deformasyon sınırları içinde kaldığını, PC'nin ise sınırların üzerinde değerler verdiğini ortaya koymuştur. Termal analizlerde PMMA'nın daha düşük genleşme eğilimi gösterdiği belirlenmiştir. En kritik bulgu ise çarpılma davranışına ilişkin sonuçlarda görülmüş hem simülasyon hem de fiziksel ölçümler, PMMA'nın PC'ye kıyasla daha düşük çarpılma değerleri sergilediğini ortaya koymuştur. Sonuç olarak, bu çalışma kapsamında incelenen tüm test ve analizler bütüncül olarak değerlendirildiğinde, PMMA malzemenin referans optik parça için daha üstün bir performans sergilediği tespit edilmiştir. PMMA, üstün optik performansı, daha iyi boyutsal kararlılığı (düşük çarpılma), termal ve titreşim analizlerindeki başarısı ve maliyet avantajı sayesinde bu spesifik uygulama için PC'ye göre daha uygun bir seçenek olarak öne çıkmaktadır. PC'nin darbe dayanımı avantajına rağmen, kritik olan montaj boşluğu toleransını karşılayamaması, onu bu tasarım için daha riskli bir tercih haline getirmektedir.

Özet (Çeviri)

This thesis presents a comprehensive comparison of the performance characteristics of two widely used amorphous thermoplastic materials—Polycarbonate (PC) and Polymethyl Methacrylate (PMMA) - commonly utilized in the automotive lighting industry. The primary objective is to assess their optical, mechanical, thermal, and processing behaviors using both computer-aided engineering (CAE) simulations and experimental test methods. Unlike most studies in the literature that evaluate isolated performance parameters, this research aims to bridge an academic and industrial gap by offering an integrated analysis that includes post-production dimensional evaluations. As part of the methodology, a specific automotive optical housing component was designed using CATIA V5 yazılım. Commercial grades Plexiglas 8N (PMMA) and Makrolon 2405 (PC) were selected. A multi-stage analysis procedure was implemented. Initially, optical simulations were conducted to verify compliance with photometric standards such as ECE and SAE. Then, using ANSYS software, structural analyses—including natural frequency, vibration, and thermal expansion—were performed. Flow simulations were carried out via Autodesk Moldflow to identify potential manufacturing issues such as injection pressure, temperature distribution, sink marks, and especially warpage. Finally, to validate the simulation results, physical samples of both materials were produced using an Engel Duo 800 injection molding machine, and their final dimensional accuracy was measured using a Coordinate Measuring Machine (CMM). The findings indicate that there are significant performance differences between the two materials examined. In terms of optical properties, PMMA stands out with its high light transmittance and UV resistance, while PC demonstrates superior performance in impact resistance. Optical tests showed that PMMA met all criteria, whereas PC fell short at certain test points. In structural analyses, PMMA achieved the target natural frequency, while PC remained below this threshold. Vibration analyses revealed that PMMA stayed within acceptable deformation limits, whereas PC exceeded them. Thermal analyses indicated that PMMA exhibited lower thermal expansion. The most critical finding emerged in warpage behavior; both simulation and physical measurements demonstrated that PMMA showed lower warpage values compared to PC. In conclusion, when all test and analysis results are holistically evaluated, PMMA outperforms PC for this specific optical application. With its superior optical clarity, dimensional stability, favorable thermal and vibration performance, and lower cost, PMMA emerges as the more suitable material. Despite PC's advantage in impact resistance, its inability to meet the critical assembly tolerance poses a significant limitation for this design.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    397836

    Smart card and biometric based general purpose access control system design

    Akıllı kart ve biyometrik tabanlı genel amaçlı erişim kontrolü sistemi tasarımı

    SERCAN AYGÜN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ECE OLCAY GÜNEŞ

  2. Tez No

    949414

    Targeting and activation of antigen specific CD8+ T cells with peptide-major histocompatibility complex I tetramers

    Peptit-majör histokompatibilite kompleks I tetramerleri ile antijen spesifik CD8+ T hücrelerin hedeflenmesi ve aktivasyonu

    ŞAFAK CEREN USLU ŞIVGIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    BiyoteknolojiHacettepe Üniversitesi

    Temel Onkoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HANDE CANPINAR

  3. Tez No

    871277

    Komplike olmayan kron kırıklarının tedavisinde insizal fragmanınreataçmanında kullanılan universal adezivlerin farklı uygulamatekniklerinin ve ph'larının kırılma dayanımı üzerine etkisininaraştırılması

    The effect of different application techniques and ph values of universaladhesives used in the reattachment of incisal fragment of non-complicated crownfractures on fracture strength

    ZEYNEP BAĞDATLI

    Diş Hekimliği Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Diş HekimliğiHacettepe Üniversitesi

    Restoratif Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. UZAY KOÇ VURAL

  4. Tez No

    919272

    Bağırsak hasar modellerinde kemik iliği mezenkimal kök hücre ve bağırsak mezenkimal kök hücrelerin rejeneratif ve immün modülatuvar etkilerinin karşılaştırılması

    Comparison of regenerative and immune modulatory effecets of bone marrow and intestinal mesenchymal stem cells i intestinal damage models

    BURCU PERVİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    BiyolojiHacettepe Üniversitesi

    Kök Hücre Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FATİMA AERTS KAYA

  5. Tez No

    974287

    Farklı aşındırma ve polisaj protokollerinin monolitik zirkonyanın eğilme dayanımı üzerine etkisi

    Effect of different grinding and polishing protocols on the flexural strength of monolithic zirconia

    ŞEYMA KURTULUŞ

    Diş Hekimliği Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Diş HekimliğiAydın Adnan Menderes Üniversitesi

    Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YENER OKUTAN

Geri Dön