Bikomponent ve karışım HDPE / LDPE liflerinin eriyikten çekim yöntemi ile üretimi ve 3D yazıcılarda kullanımı

Abstract

Termoplastik polimerlerin eritilerek yeniden şekillendirilebilmesi ve bünyesinde meydana gelebilecek deformasyonların ısıl işlemlerle giderilebilmesinden dolayı üç boyutlu (3D) yazıcılarda üretilip kullanımı son yıllarda yaygınlaşmıştır. Termoplastik polimerik yapılar önce eriyikten çekim yöntemi ile istenen özelliklerde lif formuna getirilip daha sonra bu liflerin 3D yazıcılarda kullanılması ile 3D yapılar elde edilmektedir. Bu kapsamda, termoplastik özellikte olan düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) ve yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE)'den farklı kontrüksiyonlarda saf, karışım ve bikomponent lifler eriyikten çekim yöntemi ile üretilmiştir. Üretilen liflerin kimyasal, kristal mikroyapı analizleri, termal stabiliteleri ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Liflerin 3D yazıcılarda kullanılabilirliğini gözlemlemek için 3D yazıcıda numuneler üretilmiştir. Üretilen liflerden bikomponent yapıda olan LDPE / HDPE lifinin kullanılan 3D yazıcı için en uygun lif olduğu tespit edilmiştir. Bu liften 3D balpeteği yapı üretilip bu yapının bası mukavemeti PLA lifinden üretilen balpeteği yapı ile kıyaslanması suretiyle incelenmiştir. LDPE / HDPE bikomponent liften üretilen balpeteği yapının bası mukavemeti özellikleri piyasada yaygın kullanılan PLA'nın değerlerine yakın olduğu gözlemlenmiştir ve PLA gibi termoplastik karakterde olan bu lif yapısının PLA'ya alternatif olarak 3D yazıcılarda kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Thermoplastic polymer have been broadly used at 3D printers in recent years since they can be reformed and healed the deformations on them easly by heat treatments. First, thermplastic polymers are spun into fiber structure via melt spinning method and then 3D objects are produced from these fibers via 3D printing process. In this regards, low density polyethylene (LDPE) and high density polyethylene (HDPE) as thermoplastic polmers were melt spun into fiber with various construction including neat, blend and bicomponent fiber structures. Chemical, crystalline microstructural analysis, thermal stabilities, and mechanical properties of the produced fibers were investigated. In order to observe their 3D printable properties, 3D samples were produced from the prepared fibers. Bicomponent LDPE / HDPE fibers were the most suitable fiber to produced 3D sample at the lab scale 3D printer in this study. 3D honeycomb structure was produced from this fiber and its compression strength property was investigated by comparing as prepared PLA honeycomb structure. Compression strength test results of the honeycomb sample produced from LDPE / HDPE bicomponent fibers were close to the PLA sample. It was concluded that LDPE / HDPE bicomponent fibers can be used as the thermoplastic material at the 3D printer as an alternative to PLA which is extensively used at 3D printers.