Camsı Geçiş Sıcaklığı Konuşalım: Polimer Seçiminde Kritik Bir Eşik

Camsı Geçiş Sıcaklığı (Tg), her polimerin katı haldeyken artan sıcaklıkla birlikte yumuşamaya başladığı eşik değer olarak düşünülebilir. Bu değer, endüstriyel uygulamanız için doğru polimer türünü seçerken size önemli ipuçları sunar.

Polimer dünyası; farklı karakterlere sahip, çok çeşitli türlerden oluşur. Bu türler zaman zaman karbon, cam elyaf gibi katkı malzemeleriyle belirli oranlarda birleşerek bambaşka özellikler kazanabilir. Bazen de farklı polimerler bir araya getirilerek, birbirlerinin dezavantajlarını ortadan kaldırmak ve avantajlarını birleştirmek hedeflenir.

Endüstri, sürekli bir gelişim, hızlanma ve maliyet avantajı arayışı içindedir. İyi ki öyledir; çünkü bu dinamik yapı, çalışanlar, çabalayanlar ve fark yaratmak isteyen bireyler ya da şirketler için sayısız fırsat sunar.

Endüstriyel polimer seçimi—ister enjeksiyon kalıplama ister 3D baskı üretim için olsun—göründüğü kadar kolay değildir. "Mekanik dayanımı yüksek olsun ama maliyeti düşük olsun, üretimde zorluk çıkarmasın ama uzun ömürlü de olsun" gibi birçok kriter işin içine girer. Tüm bu faktörleri bir arada değerlendirmek, aslında derin bir okyanusa dalmak gibidir. Detaya indikçe daha da derinleşen ve yüzeye dönmenin zorlaştığı bir okyanus…

Bugün, bu karar sürecini etkileyen önemli faktörlerden biri olan Camsı Geçiş Sıcaklığı hakkında kısaca konuşalım.

Aşağıdaki tabloda bazı polimerlerin Camsı Geçiş sıcaklıkları verilmiştir.

Camsı Geçiş Sıcaklığı Neden Bu Kadar Önemlidir?

Camsı Geçiş Sıcaklığı (Tg), seçtiğiniz polimerin katalogda belirtilen teorik özelliklerine ulaşabilmesi için mutlaka göz önünde bulundurulması gereken kritik bir parametredir. Aksi halde üretimi tamamlamış olsanız bile, ortaya çıkan ürün beklenen mekanik dayanım veya kimyasal direnç vb seviyelerine ulaşamayabilir.

Örneğin; 200 °C sıcaklığa dayanıklı bir ürün istiyorsunuz ve bu sıcaklıkta çalışacak parçanın sadece varlığını sürdürmesi değil, aynı zamanda mekanik dayanımını da olabildiğince koruması gerekiyor. Peki, böyle bir durumda hangi polimer türünü tercih etmelisiniz?

200 °C ve üzeri sıcaklıklara dayanabilen bazı yüksek performanslı polimerler şunlardır:

• PA-HT (Yüksek sıcaklığa dayanıklı poliamid)

• PPA (Poliftalamid)

• PPS (Polifenilen sülfür)

• ULTEM PEI 1010 (Polieterimid)

• PEEK (Polieter eter keton)

• PEKK (Polieter keton keton)

Birçok polimer üreticisi, ürünlerinin sadece maksimum sıcaklığa dayanımını değil, aynı zamanda sıcaklık arttıkça mekanik özelliklerinin nasıl değiştiğini gösteren detaylı tablolar sunar. Bu tablolar, özellikle uygulamanız yük taşıyan ya da darbeye maruz kalan parçalar içeriyorsa, hayati önem taşır.

Ancak bazı üreticilerin bu verileri paylaşmadığını görebilirsiniz. Bu durumda, sadece "ısıya dayanıklı" tanımına güvenerek seçim yapmak yanıltıcı olabilir. Uygulamanızın gereksinimlerine tam anlamıyla uygun bir polimer seçebilmek için Camsı Geçiş Sıcaklığı başta olmak üzere, ısı altında değişen mekanik değerlerin de dikkatle incelenmesi gerekir.

3D Baskıda Camsı Geçiş Sıcaklığının Rolü

Camsı Geçiş Sıcaklığı (Tg), endüstriyel polimerlerle yapılan 3D baskı süreçlerinde de hayati öneme sahiptir. Özellikle endüstriyel tip 3D yazıcılarda sıkça karşımıza çıkan “çember sıcaklığı” (chamber temperature) değeri ile Tg arasında doğrudan bir ilişki bulunur.

Örneğin, Camsı Geçiş Sıcaklığı 140 °C olan bir polikarbonat polimer ile üretim yapmak istiyorsunuz. Ancak elinizdeki 3D yazıcının çember sıcaklığı maksimum 65 °C. Bu durumda iki seçeneğiniz var: Ya polimer türünü değiştireceksiniz ya da yazıcınızı.

Çünkü baskı ortamındaki sıcaklık, yani çember sıcaklığı, polimerin Tg değerine ne kadar yaklaşırsa, parça o kadar iyi bir şekilde katmanlar arası yapışır, deformasyon azalır ve baskı kalitesi artar. Örneğin, polikarbonat gibi bir malzeme için en az 120 °C çember sıcaklığına sahip bir 3D yazıcı tercih edilmelidir.

Ancak bu noktada da dikkatli olunmalı. Eğer çember sıcaklığı çok yüksek olursa (örneğin 180 °C), bu kez de baskı sonrası boyutsal kararlılık riske girebilir. Özellikle büyük hacimli parçalar için bu, ciddi bir problem haline gelebilir.

Günümüzde makul fiyatlı yeni nesil 3D yazıcılarda ortalama 60–65 °C çember sıcaklıkları artık standart hale gelmeye başladı. Örnek vermek gerekirse:

• QidiTech Plus 4

• BambuLab X1e

• BambuLab H2D

• Creality K2 Plus

  
  

  gibi modeller, hız, kapasite ve kalite açısından geleceğe dair umut veriyor.

Çünkü endüstrinin ihtiyaç duyduğu ama yüksek maliyetleri nedeniyle erişemediği 3D yazıcıların yerini, bu uygun fiyatlı modeller bazı uygulamalarda başarıyla doldurabilir.

Biz ise endüstriyel polimerlere ve ultra performanslı polimerlere odaklanan bir firma olarak, bu tip 3D yazıcılarda basılabilir özel formüller üzerinde çalışıyoruz. Örneğin; 65 °C çember sıcaklığında basılabilen, ancak 250 °C’ye kadar ısı dayanımı sağlayan PEEK veya PEKK bazlı bir filament geliştirmek mümkün mü? Cevabımız: Neden olmasın ?

Ancak burada kritik hedefimiz, bu yüksek performanslı filamentleri erişilebilir ve makul fiyatlarla pazara sunmak. Yani hem yazıcınız hem de filamentiniz makul fiyatlı olacak ama performanstan da mümkün olduğunca ödün verilmeyecek. İşte bu dengeyi kurmak Krux olarak bizim en büyük ödevimizdir.

Fatih Gelmezgil

#PEEK #ULTEM #PPS #3DBaskı #3DPrinting #Krux