Dış Ortamda Çalışan Kabuk ve Muhafaza Yapıları için ABS/TPU Esaslı Önceden Harmanlanmış Katmanlı Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzemelerin Veri Temelli Tasarımı ve Genetik Algoritma ile Performans Optimizasyonu


Hacıoğlu A. (Yürütücü), Kuleyin H., Özkat E. C.

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, BAP Araştırma Projesi, 2026 - 2027

  • Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
  • Destek Programı: BAP Araştırma Projesi
  • Başlama Tarihi: Mayıs 2026
  • Bitiş Tarihi: Kasım 2027

Proje Özeti

Bu projede, dış ortamda çalışan kabuk ve muhafaza yapıları için eklemeli imalat yöntemiyle üretilen akrilonitril bütadien stiren (ABS) ve termoplastik poliüretan (TPU) esaslı önceden harmanlanmış katmanlı fonksiyonel derecelendirilmiş malzemelerin (ing. pre-blended layerwise functionally graded materials, PB-LFGMs) tasarımı, deneysel olarak karakterize edilmesi ve performans-temelli olarak optimize edilmesi amaçlanmaktadır. Bu tür yapılar, hizmet süresince yarı-statik mekanik yükler, ani darbe etkileri ve sıcaklık değişimleri gibi çoklu operasyonel koşullara maruz kalmakta; bu nedenle tek bir homojen malzeme kompozisyonu ile dengeli performans sağlamak güçleşmektedir.
Proje kapsamında, %100 ABS’den %70 ABS / %30 TPU’ya kadar %5’lik adımlarla hazırlanan önceden harmanlanmış filamentler kullanılarak, kalınlık boyunca doğrusal kompozisyon değişimi gösteren katmanlı PB-LFGM mimarileri eriyik yığma modellemesi yöntemiyle üretilecektir. Üretilen yapılar; çekme, üç nokta eğme, tek bindirmeli kayma ve çentiksiz Charpy darbe testleri ile referans sıcaklıkta mekanik yeterlilik açısından değerlendirilecektir. Darbe davranışı ise farklı sıcaklık koşullarında ASTM D7136 standardına göre düşen ağırlık testleri ile incelenecektir. Ayrıca DMA, DSC, TGA, FTIR ve SEM analizleri ile yapıların viskoelastik, termal, kimyasal ve morfolojik özellikleri belirlenecektir.
Elde edilen deneysel veriler kullanılarak veri temelli regresyon modelleri oluşturulacak, ardından genetik algoritma tabanlı kısıtlı optimizasyon yaklaşımı ile darbe performansını maksimize ederken mekanik yeterlilik ve sıcaklık kararlılığını sağlayan optimum PB-LFGM kompozisyon mimarisi belirlenecektir. Proje çıktılarının, dış ortam uygulamalarına yönelik üretilebilir ve performans odaklı malzeme tasarım yaklaşımlarına katkı sunması beklenmektedir.