Fotopolimerizasyon yöntemiyle nanopartikül takviyeli multifonksiyonel polimer kompozit yüzeylerin üretimi ve performans özelliklerinin araştırılması

Son yıllarda, stereolitografi (SLA) tipi üç boyutlu (3B) yazıcılar, kompozit malzemelerin üretiminde yüksek hassasiyet, düşük yüzey pürüzlülüğü ve atık minimizasyonu gibi avantajları nedeniyle giderek önem kazanmıştır. Eklemeli üretim (EÜ) olarak da bilinen 3B baskı, geleneksel üretim yöntemleriyle imkânsız ya da zor olan karmaşık geometrilere sahip tasarımların kolaylıkla üretilmesine olanak sağlamaktadır. Bu teknolojinin sunduğu geniş tasarım esnekliği ve üretim süreçlerindeki verimlilik, biyomedikal, otomotiv, havacılık ve savunma gibi çeşitli sektörlerde yoğun olarak kullanılmasını sağlamıştır [1,2]. İlk kez 1980'li yıllarda UV lazerler kullanılarak tanıtılan SLA teknolojisi, sıvı fotopolimer reçinelerin bilgisayar kontrollü ultraviyole ışınlarıyla katman katman işlenerek katılaştırılması prensibine dayanmaktadır. Bu süreçte yarı sıvı hammaddeler, yüksek çözünürlükte ve hassas geometrilerle katı forma dönüştürülür. SLA tipi 3B baskı sistemleriyle üretilen parçaların mekanik, termal ve elektriksel gibi fonksiyonel özellikleri, geleneksel üretim yöntemleriyle karşılaştırıldığında daha kontrollü bir şekilde optimize edilebilmektedir. Son dönemde teknolojideki gelişmelerle birlikte, SLA ile nanokompozit malzeme üretimine yönelik araştırmalar önemli ölçüde artmıştır. SLA teknolojisinin sunduğu tasarım özgürlüğü, üretim hızı ve maliyet etkinliği, bu alandaki araştırmalara önemli bir ivme kazandırmıştır. Bu projede, fotopolimer reçine içerisine %1, %3 ve %5 oranlarında nanopartiküller katılarak nanokompozit yüzeyler üretilmiştir. Numuneler SLA tipi Anycubic marka yazıcı kullanılarak, her bir katmanın kalınlığı 50 mikron olacak şekilde katman katman basılmıştır. Üretilen numunelerin yüzey özdirenç özellikleri TS EN 1149-1:2006 standardına göre, 25°C sıcaklık ve %50 bağıl nem koşullarında ELME Multimeg cihazıyla ölçülmüştür. Yapılan ölçümler sonucunda tüm numunelerin yüzey özdirenç değerlerinin 1012 ohm'dan yüksek olduğu belirlenmiştir. Bu değerler, numunelerin yüksek elektriksel yalıtkanlık özelliğine sahip olduğunu göstermektedir. Ayrıca, antibakteriyel aktivite testleri TS ISO 22196 standardına göre gerçekleştirilmiş olup, nanokompozitlerin tüm katkılama oranlarında S. aureus ve E. coli bakterilerine karşı %99'un üzerinde etkinlik gösterdiği tespit edilmiştir. Elektromanyetik kalkanlama etkinliği ise saçılım parametreleri üzerinden hesaplanarak değerlendirilmiş ve 8-12 GHz frekans aralığında 5 dB'den düşük kalkanlama etkinliği gösterdiği belirlenmiştir. Böylelikle üretilen nanokompozitlerin elektriksel yalıtım, antibakteriyel uygulamalar ve elektromanyetik dalgalara karşı geçirgen yapıları ile çeşitli uygulama alanlarında kullanılabileceği ortaya konulmuştur. Anahtar Kelimeler: SLA reçine, 3B yazıcı, fotopolimer, eklemeli üretim, kompozit malzeme