Araştırma Programı 2

1994 yılında telekomünikasyon ekipmanlarının plastik enjeksiyon kalıplarını üretmek üzere kurulmuştur.

1997 yılında Karel Kalıp San. A.Ş. olarak ayrı bir merkez haline getirilmiş ve otomotiv projeleri için kalıp üretilmeye başlanmıştır.

2015 yılında Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı tarafından belirlenen Ar-Ge merkezi ünvanıyla, Türkiye’de Ar-Ge merkezi olan ilk plastik enjeksiyon kalıp firması olmuştur.

10 yıldır otomotiv parçalarını hafifletme, proses iyileştirme ve kompozit ürün tasarım regülasyonlarını içeren destekli TÜBİTAK ve AB projelerinin içerisinde yer almaktadır.

Projelerin genel hedefi, CO₂ emisyonun düşürülmesi sürdürülebilir ve çevre dostu ürünlerin geliştirilmesi olarak tanımlanabilir.

Proje 2.1 Lignoselülozik Biyokütleden Yüksek Katma Değerli Esnek İletken Malzemelerin Geliştirilmesi, Plastik Enjeksiyon Teknikleri ile Tümleştirilmesi

Yürütücü Kuruluş: Karel Elektronik San. ve Tic. A.Ş.

2.1 Proje Özeti :

Esnek baskılı devreler (FPC'ler), ağırlık ve alanın çok önemli olduğu akıllı telefonlar, tabletler ve dizüstü bilgisayarlar gibi kompakt sistemlerde baskılı devre kartlarını bağlamak için halihazırda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu konu otomotiv endüstrisinde de giderek daha önemli hale gelmektedir ve esnek basılı ara bağlantıların araç uygulamalarında da avantajlar sunabileceği analiz edilmektedir. Bu nedenle araçlarda diferansiyel sinyalleşme veri ağlarını uygulamak için geleneksel olarak kullanılan korumasız bükümlü çift kabloların (UTP-Unshielded Twisted Pair) yerini alabilecek aynı zamanda enerji de taşıyabilecek iletken malzemelerin tasarımı önem kazanmaktadır. Bu tür tasarımlarda dikkate alınması gereken parametreler, diferansiyel mod empedans özellikleri, elektromanyetik uyumluluk, sinyal bütünlüğü performansı ve ayrıca mekanik esnekliktir.

Bu proje ile otomotiv uygulamalarında Denetleyici Alan Ağı (CAN) sinyallerini taşımak için geleneksel olarak kullanılan UTP kablolarının yerine esnek baskılı yapılar plastik enjeksiyon içerisinde yer alacaktır.

İletkenlik yanı sıra tasarımında elektromanyetik uyumluluk (EMC) ve elektromanyetik interferans (EMI) özellikleri de dikkate alınmalıdır. Proje kapsamında CAN gereksinimini karşılamadaki bazı seçeneklerin sınırlamalarının tanımlanmasına ve ayrıca alternatif tasarımların potansiyel faydaları gösterilecektir. Veri iletimi için iletken malzeme tasarımı ile daha iyi kontrol edilen iletim hattı empedansı özellikleri, azaltılmış iletim kaybı (bükülme olmaması nedeniyle) ve ekranlama açısından önemli ölçüde daha yüksek koruma olmak üzere birçok olumlu avantaj sağlanması hedeflenmektedir. Ayrıca, iletken esnek malzeme geri dönüştürülebilir hammadde kullanımı ile üretim süreci çok daha iyi kontrol edilebilir olacaktır, yanı sıra geleneksel UTP kablolara göre daha hafif olmasına ve herhangi bir yönde kolayca bükülebilmesine olanak sağlayacaktır. Bu ihtiyaçlara göre projenin sonunda otomotiv sektöründe kullanılmak üzere iletken prototipler elde edilecektir. Projede özellikle hedeflenen binek araçlar için hem sürücü hem de yolcu tepe aydınlatması sisteminin elde edilmesidir. Bu prototiplerde işlev gösterecek parçalar, esnek ve iletken bir yapıda olup hammadde kaynakları lignoselülozik biyo atıklardan olacaktır. Bu biyo atıklar karboksilizasyon, karbonizasyon, grafitizasyon, katman ayrıştırma, kararlı kolloid karışım eldesi ve elektroeğirme gibi çeşitli işlemlerden geçirilip otomotiv kalıplamasında işlenmeye uygun hale getirilecektir.

Projenin ana çıktıları olarak:

Kararlı karbon bazlı kolloidal iletken mürekkepler
Esnek ve iletken matlar
İletken malzeme entegre edilmiş enjeksiyonla kalıplanmış otomotiv prototip parçacı

Proje amaç ve hedeflerine başarı ile ulaştığında (THS 5-6) elde edilecek prototipler sanayi/üniversite işbirliği kapsamındaki daha yüksek THS sevlyeleri için ilave destek programlarına başvuracaktır.

Proje 2.2 Elektromanyetik Kalkanlama için Karbon Tabanlı İleri Malzemelerin Geliştirilmesi

Proje Yürütücü Kuruluş: TÜBİTAK MAM

Proje Özeti 2.2 :

Projede, ülkemizde yaygın olarak bulunan sürdürülebilir kaynak olan lignoselülozik biyokütleden yeşil teknolojiler kullanılarak elektromanyetik kalkanlama ve 5G teknolojisine uygun anten/elektrot üretimi için karbon temelli ileri malzemelerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Projede lignoselülozik biyokütle olarak ilk aşamada fındık kabuğu ve talaş, ikinci aşamada ise, APYK 1’de Kraft ve Organosolv teknikleriyle fındık kabuğu ve talaştan ayrıştırılan ve karşılaştırma neticesinde en yüksek saflığa sahip olduğu belirlenen lignin kullanılacaktır.

Sürdürülebilir üretim odaklı bu çalışmada; TÜBİTAK MAM tarafından daha düşük enerji ihtiyacına ve daha etkin ısıtma performansına sahip mikrodalga teknolojisinden de yararlanılarak öncelikle piroliz prosesiyle biyoyağ, karbonizasyon prosesiyle biyokömür, hidrotermal karbonizasyon prosesiyle hidrokömür ve sıvı biyokütle ara/yan ürünleri geliştirilecektir. İkinci adım olarak biyoyağın distilasyonuyla biyozift, lignoselülozik biyokütle/biyokömürün kimyasal ve hidrotermal aktivasyon prosesleriyle aktif karbon üretilecektir. Grafitizasyon katalizörü ve aktivasyon ajanlarının varlığında katalitik grafitizasyon prosesiyle grafitik aktif karbon dönüşümleri gerçekleştirilecektir. Alternatif bir yöntem olarak, NUROL Teknoloji A.Ş. tarafından aktif karbonların >2000°C sıcaklıklarda inert gaz atmosferinde grafitizasyon süreci optimize edilecektir. Her iki teknik kullanılarak üretilen grafitik aktif karbonlar özellik açısından incelenecek ve yüksek grafitizasyon derecesine sahip tozların doğrudan veya modifikasyonu (kaplama teknolojilerinden yararlanılarak) sonrası kullanımıyla TÜBİTAK MAM tarafından serigrafi tekniğine uygun iletken pasta (macun) formülasyonları geliştirilecektir. Eş zamanlı olarak FNSS tarafından polimer esaslı elektronik kart kutularının tasarım, üretim ve karakterizasyon çalışması gerçekleştirilecektir. Geliştirilen iletken pastalar, tekstil yüzeylerine ve projede geliştirilecek olan polimer esaslı elektronik kart kutularına kaplanarak elektromanyetik kalkanlama özelliği kazandırılacaktır. Ayrıca; lignoselülozik biyokütle ve/veya proje ara/yan ürünlerinden biyokömür/aktif karbon/ biyoyağın belirli oranlarda karıştırılmasıyla hazırlanan başlangıç malzemeleri kullanılarak karbon köpük üretimleri gerçekleştirilecektir. Proje sonunda elde edilen tekstil ve karbon köpüğün ASTM-D4935 standardına uygun olarak 30MHz–3GHz frekans aralığındaki ve IEEE 299.1-2013 standardına uygun olarak 3GHz-18GHz frekans aralığındaki elektromanyetik kalkanlama etkinlikleri, elektromanyetik kart kutusunun ise ASTM-D4935 standardına uygun olarak 30MHz-3GHz frekans aralığındaki elektromanyetik kalkanlama etkinlikleri belirlenecektir. Son olarak; Marmara Üniversitesi ve SUNUM tarafından projede ara/yan ürün olarak üretilen aktif karbon/biyozift/biyokömürün elektrot malzemesi olarak kullanıldığı 5G teknolojisine uygun anten tasarlanacak, prototiplenecek ve karakterize edilecektir. Anten geliştirme faaliyetlerinde lignoselülozik biyokütlenin altlık malzemesi olarak kullanım potansiyeli de değerlendirilecektir.

Mikrodalga ve hidrotermal teknolojiler gibi yeşil teknolojilerden de yararlanılarak yüksek katma değerli ara ve yan ürünlerin, elektromanyetik kalkanlama özelliğine sahip nihai ürünlerin ve 5G teknolojisine uygun antenlerin/elektrotların geliştirilmesine giden sürecin kapsamlı olarak araştırılacağı ve prototiplerinin geliştirileceği bu projede, hâlihazırda bir kısmı yakılarak ve hayvan yemi olarak değerlendirilen, bir kısmı ise işçilik, depolama vb. maliyetleri nedeniyle tarlada olduğu haliyle bırakılan lignoselülozik biyokütlelere yüksek katma değerli ve özgün kullanım alanları oluşturulması sağlanacaktır.