FBE- Malzeme ve İmalat Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

Gözat

Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 5 / 65
  • Öge
    Ev tipi fırınlarda kullanılan hareketli raf mekanizması yataklarının polimer esaslı malzemelerle tasarım ve imalatı
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-08-14) Sekmen, Ramazan Rıdvan ; Dikicioğlu, Adnan ; 503121323 ; Malzeme ve İmalat ; Material and Manufacturing Engineering
    Günümüzde, fırınlar yaşamımızın birçok alanında kullanılan önemli eşyalardandır. 200°C gibi yüksek sıcaklıklarda pişirme imkânı sunan fırınlarda kimi zaman gıdanın üstünün veya altının daha iyi pişmesini sağlamak için raf seviyesini değiştirmek isteriz. Pişme esnasında, kapağın açılıp yer değişikliğinin yapılması, sıcaklık değerleri düşünüldüğünde zordur. Bu amaçla insanlara hem kullanım kolaylığı hem de enerji tasarrufu sağlamak adına hareketli raf mekanizmasına sahip bir fırın geliştirilmiştir. Bu sayede, kullanıcı fırın kapağını açmadan tepsi otomatik olarak pişirilecek gıdaya uygun raf seviyesine gelebilmektedir. Geliştirilen hareketli raf mekanizması hareketi için tasarlanan yataklama sistemi üzerinde geliştirmeye ve değişikliğe açık alanlardan biri olan yatak parçaları üzerinde optimizasyon çalışması ihtiyacı doğmuştur. Bu ihtiyaca cevap vermek adına, tez kapsamında metal olarak tasarlanan yataklar yerine polimer esaslı malzemeler kullanılarak yatakların yeniden tasarımı üzerine çalışmalara başlanmıştır. Çalışmalar sırasıyla araştırma, malzeme seçimi, deney, tasarım ve imalat aşamalarını içermektedir. Araştırma kapsamında benzer uygulamalarda kullanılmak üzere çeşitli malzemelerin denendiği belirlenmiştir. Bu malzemelerden PTFE ve PA başta olmak üzere polime esaslı malzemeler farklı yükleme, hız ve sıcaklık koşullarında bazı testlere tabi tutulmuşlardır. Özellikle aşınma ve sürtünme mekanik özellikleri ile ilgili malzemelerin karakterleri ortaya konmuştur. Hazırlanan bu tez de benzer bir çalışmalar bütünü içermektedir. Farklı olarak bir sistem için tasarım kriterleri de göz önüne alınarak çalışma tamamlanmıştır. Çalışma için önce sistem gereksinimleri belirlenmiştir. Malzemesi seçilecek olan yatakların maruz kaldığı sıcaklık, sistemin kaldırabileceği yük miktarı ve mekanizmanın düşey hareket hızı en önemli girdi olarak kullanılmıştır. Sıcaklık olarak 250°C, yük olarak 10kg ve hız olarak 9m/s belirlenmiştir. Bu şartlar sürekli kullanım için değil en zorlanmış şart olarak düşünülmelidir. Ardından firmalardan koşullara uygun olduklarını söyledikleri dört farklı malzeme siparişi verilmiştir. Katkısız PTFE, katkısız poliimid, karbon katkılı poliimid ve son olarak termoplastik poliimid yatak malzemesi olarak tedarik edilmiştir. Bu malzelerden deneyler için yatak parçaları hazırlanmıştır. DSC analizi yapılarak malzemelerin sistemin çalışma sıcaklıklarına uygunluğu sorgulanmıştır. DSC analizi sonucunda her bir malzemenin sıcaklık açısından sorunsuz çalışacağı belirlenmiştir. Deneyler yapılırken yeni bir deney düzeneği hazırlamak yerine mevcut fırın şasisi ve mekanizmalar kullanılmıştır. Üzerlerinde bir takım iyileştirmeler yapılarak, deneye hazır hala getirimiştir. Bu deney düzeneği malzemelerin aşınma karakterini belirlemek için tasarlanmıştır. Mevcut malzemeler incelenmiştir. Bunlar arasından katkısız teflon, katkısız polyimide, karbon katkılı polyimide ve termoplastik polyimide seçilerek deneylere başlanmıştır. Deneyler sonucunda yatakların mekanik karakteri belirlenmiştir. Yatakların iç orta bölgelerinden ziyade uç kısımlarına yakın yerlerde hasar tespit edilmiştir. Deneyler sonucunda ve malzeme özellikleri kıyaslandığında karbon katkılı polyimide tasarım için uygun bulunmuştur. Düşük ısıl genleşme katsayısı bu tercihte etkin rol oynamaktadır. Tolerans değerleri belirlenirken hesaplamalarda önemli farklara sebep olmaktadır. Çalışmanın son safhası olan tasarım ve imalat aşamasına geçilmiştir. Başta mil referans ölçü kabul edilerek ölçülendirme işlemi yapılmıştır. Bunun sonucunda yatak iç çapı 6mm, dış çapı 10mm ve son olarakta boyu 23mm olarak belirlenmiştir. Yatakların plastik enjeksiyon yöntemiyle üretimi önerilmiştir. Çalışmalar kapsamında ayrıca hareketli braket parçasında bazı iyileştirmeler yapılmıştır. Merkezleme çıkıntıları sayesinde yatakların hasar görmesi engellenmiştir. Mil için sıcaklık değişkeni göz önünde bulundurularak zamanla mil yüzeyinde çatlaklar oluşabilir. Bu durum da düşünülerek tasarım tekrar gözden geçirilmelidir. Bu çalışma sayesinde; "ev tipi fırın sıcaklıklarında çalışabilecek polimer esaslı yatak malzemeleri" konusunda bir tez oluşturulmuştur.
  • Öge
    Mikroakışkan sistemlerin tasarımı, üretimi ve partikül ayrıştırma karakterizasyonu
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-01-22) Coşkuner, Esin ; Trabzon, Levent ; 503091330 ; Malzeme ve İmalat ; Material and Manufacturing Engineering
    Mikroakışkan sistemlerin üretiminde kullanılan metodların kendilerine özel karakteristikleri, avantajları ve dezavantajları bulunmaktadır. Mikroakışkan sistemlerde göz önünde bulundurulacak özellikler kütle, mukavemet, ataletsel yükleme, esneklik ve kullanım frekansıdır. Bu özelliklerin hepsi de dolaylı olarak malzeme özellikleri ile ilgilidir. Çalışmamızda malzeme olarak kullanılan PDMS, toksik bir malzeme olmaması, yüksek viskoelastisitesi, yüksek kimyasal kararlılığı, optik saydamlığı ve metallere adhezyonu gibi özellikleri sayesinde en çok tercih edilen mikrosistem malzemelerinden biridir. Çalışmamızda 3 µm çapındaki kırmızı polisitiren partiküller ve 9,9 µm çapındaki yeşil polisitiren partiküller kullanılmıştır. 180°, 225° ve 270°'lik kıvrımlarla dönen dönel kanallardaki partikül odaklanması incelenmiştir. Sistemde Dean kuvvetleri ve kaldırma kuvvetleri etkisi ile yeşil parçacıkların kanalın orta çıkışında kırmızı partiküllerin içerisinde odaklandıkları gözlenmiştir. En iyi odaklanma 270°'lik kıvrıma sahip dönel kanalda görülmüştür. Deneyden daha sağlıklı sonuç alınabilmesi için gözlemler kanalın çıkış yönünde, sondan bir önceki kanal kıvrımında yapılmıştır. Deneysel verilerin teorik sayısal veriler ile uyumlu olduğu görülmüştür.
  • Öge
    PDMS tabanlı mikroakışkan platformları oluşturmak ve karakterize etmek
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-10-15) Özbey, Arzu ; Trabzon, Levent ; 503081302 ; Malzeme ve İmalat ; Material and Manufacturing Engineering
    Partikül filtrasyonu ve ayrıştırması çeşitli biyolojik ve sağlık uygulamalarında büyük öneme sahiptir. Mikrokanallarda pasif partikül ayrıştırma çalışmasında Reynolds sayısı 1'in üzerinde olduğunda atalet kuvvetleri viskoz kuvvetleri yenerek partiküllerin, bulundukları akış şeridine dik yönde yönde yer değiştirmesini sağlamaktadır. Bu yerdeğiştirmenin derecesi, partikülün kütlesine veya yoğunluğuna bağlı olmayıp, sadece çapına bağlı olarak değişmektedir. Ayrıca kanalın dönel geometriye sahip olmasıyla birlikte akışkan içerisinde karşılıklı ve birbirine ters olarak dönen iki vorteks oluşmaktadır. Bu ikincil akışa Dean akışı denilmektedir ve partiküller üzerinde sürüklenme kuvveti etkimesine neden olmaktadır. Atalet kuvvetleri ve Dean Sürüklenme kuvvetinin bileşkesinin büyüklüğü partiküllerin davranışını oldukça etkilemektedir. Reynolds Sayısı düşük olduğunda Net Atalet kuvveti Dean Sürüklenme Kuvvetinden büyük olur ve partiküller denge konumuna doğru göç etmeye başlarlar. Bu iki kuvvet birbirine eşit olduğunda partiküller denge konumuna ulaşır ve çizgi şeklinde sıralanırlar. Re sayısı daha fazla arttığında Dean sürüklenme kuvveti Net atalet kuvvetinden büyük olur ve partiküllerin denge konumunun bozulmasını ve birbirlerine karışmasına neden olur.Bu çalışmada kanalın geometrisine bağlı olarak farklı Reynolds sayılarındaki Dean akışının partiküller üzerindeki etkisi incelenmiştir. Mikrokanallar Soft Litografi yöntemi ile üretilmiş olup partikül olarak 9,9 µm çapındaki yeşil fluorosans partiküller kullanılmıştır.Asimetrik ve simetrik mikrokanal geometrileriyle yapılan çalışmada, 850 µl/dk debide yapılan deneylerde genişliği sabit olan asimetrik mikrokanallarda partiküllerin en iyi şekilde fokuslandığı gözlemlenmiştir.
  • Öge
    Kaynaklı konstrüksiyonlarda titreşimle gerilme giderme ve uygulamaları
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-09-15) Toparlak, Ertan ; Vural, Murat ; 503091329 ; Malzeme ve İmalat ; Material and Manufacturing Engineering
    Kaynak, ısıl işlem, döküm, işleme gibi imalat yöntemleri malzeme içerisinde veya yapılarda artık gerilmelere neden olurlar. Birçok uygulamada artık gerilmeler gerilmeli korozyon çatlağına, yorulma ve distorsiyon hasarlarına sebep olmaktadırlar. Ciddi mühendislik uygulamalarında artık gerilmelerin giderilmesi ya da kabul edilebilir seviyelere indirilmesi gereklidir.Kaynaklı imalat prosesi kullanılarak birleştirilen parçalar ise proses esnasında ısınma ve soğuma çevrimlerine maruz kalırlar. Isı etkisinin şiddetine, malzemelerin mekanik özelliklerine ve konstrüksiyonun biçimine bağlı olarak ısınan parçaların genleşmesi çevresindeki soğuk bölge tarafından engellenir. Bu engelleme sonucunda malzemelerde artık gerilmeler ve kalıcı şekil değişimleri, distorsiyonlar oluşur. Kaynaklı imalat esnasında oluşan distorsiyon ve artık gerilmeler, son ürünün boyutsal toleransların dışına çıkmasına neden olacağı gibi, yapısal elemanlarda ikinci mertebe etkilerinin artmasına, dinamik yükler altında çalışan elemanlarda da yorulma dayanımında düşmelere neden olur.Bu çalışma kapsamında ise kaynaklı konstrüksiyonlarda bulunan artık gerilmeleri mekanik titreşimler uygulayarak gideren ve ısıl işlemle gerilme gidermenin bir alternatifi olan titreşimle gerilme giderme prosesi incelenmektedir. Bu proses az enerji sarfiyatı sağlaması, maliyetleri azaltması, verimliliği, mekanik dayanımı artırması ve daha az hava kirliliğine neden olduğundan son yarım yüzyılda artık gerilmeleri gidermede sıklıkla kullanılmaktadır. Bu yöntemin faydaları, kısıtları, literatürde bulunan teorileri, uygulanması, etkinliğinin ölçülmesi ve literatürdeki deneysel çalışmalar incelenmiştir. Bu yöntemin endüstri uygulamalarında kullanım alanları ile bu alanlarda kullanılmalarının getireceği faydalar belirtilmiştir. Ayrıca tez çalışmasında yapılan deneysel çalışma ile farklı kalınlıklardan oluşan kaynaklı konstrüksiyonların titreşimle gerilme gidermeli ve gerilme gidermesiz olarak mekanik özellik farklılıkları belirlenmiştir. İki farklı grubunda kaynaklı parçaların ısı etkisi altında kalan alanı ve kaynak uzak olarak adlandırılan bölgesinin mekanik özellik farklılıkları da gösterilmiştir. Çıkartılan numunelerin tokluklarının belirlenmesi amacıyla Charpy V darbe deneyi yapılmış, darbe deneyine maruz bırakılan numunelerin sertlik ölçümleri Vickers metoduyla yapılmıştır. İki gruptan ve iki grubun da iki ayrı bölgesinden seçilen bazı numunelerin mikroyapılarının belirlenmesi amacıyla 200X büyütmeyle fotoğraflar çekilmiştir. Bütün sonuçlar literatürdeki deneylerden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır.
  • Öge
    Paslanmaz çelik 310 ve 316 metalinin plazma borlama ve nitrürleme metodu ile mekanik özelliklerinin geliştirilmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-06-10) Arat, Mustafa ; Gülmez, Turgut ; 503081311 ; Malzeme ve İmalat ; Material and Manufacturing Engineering
    Bu çalışmada paslanmaz çelik 310 ve 316 metallerinin farklı sıcaklık ve sürelerde plazma borlama ve plazma nitrürleme metodu ile yüzeye bor ve azot emdirilerek yüzey sertliğinin iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Borlama işlemi için iki farklı sıcaklık parametresi, nitrürleme işlemi için ise tek sıcaklık ve iki farklı süre ile deneyler yapılarak yüzey setliklerindeki değişim incelenmiştir. Yüzey sertleştirilmesi ile malzemenin mekanik özelliklerinin arttırılması ile kullanım alanlarının ve kullanım ömrünün arttırılması hedeflenmiştir. Plazma borlama işlemi için kullanılan iki farklı sıcaklık 650°C-750°C yapılmış ve süre olarak 2 saat borlama yapılmıştır. Nitrürleme işlemi için ise kullanılan sıcaklık 500°C alınmış, süre varyasyonları ise 2 saat ve 8 saat olarak deneyler yapılmış ve yüzey sertlik değişimleri incelenmiştir. Plazma borlama ve nitrürleme işlemi sonucunda yüzeyde cBN kristal yapı oluşturulmaya çalışılmış ve cBN elde edilmesi durumunda ulaşılan sertlik elmas sertliğine yakın değerlere ulaşılması beklenmiştir. Yapılan testler itibariyle elde edilen sertlik değerlerinde 2600HV seviyesinin üzreine çıkılmış ve sadece plazma borlama ve plazma nitrürleme prosesiyle elde edilebilecek sertlik değerlerinin daha üzerinde bir değer elde edilebileceği bu çalışma itibariyle ispatlanmıştır. Bu çalışma itibariyle yatırım maliyeti ve proses zorluğu sebebiyle sanayi uygulama aralığı çok dar olan bu prosesleri nispeten daha basit ve daha kısa sürelerde uygulanması ve yüksek sertlik değerleri elde edilebilmesi başarılmıştır. Bu çalışma itibariyle herhangi bir termokimyasal yüzey sertleştirme işlemi görmeyen numuneler ile plazma borlama ve plazma nitrürleme prosesi sırasıyla uygulanmak koşuluyla yüzey sertlik değerlerinde ilk duruma oranla 10 kat artış başarılmıştır.