3 Kompozit Malzemelerin - debis.deu.edu.trdebis.deu.edu.tr/userweb/mehmet.zor/composite...
Transcript of 3 Kompozit Malzemelerin - debis.deu.edu.trdebis.deu.edu.tr/userweb/mehmet.zor/composite...
3Kompozit
Malzemelerin İmalat Teknolojileri
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 1
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 2
Seçilecek üretim yöntemi; takviye malzemesine (elyaf), matris malzemeye (reçine), parça şekline, istenen mekanik ve fiziksel özelliklere bağlı olarak değişim gösterir.Bir parçayı üretmek için genel olarak; ham madde, kalıp, ısı ve basınca ihtiyaç vardır.
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 3
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 4
Kompozit malzemelerin üretiminde bazı hususların
dikkat edilmesi gerekir:
1. Elyafın eşit aralıklı ve homojen bir dağılım
göstermesi,
2. Elyaf malzemeleri mekanik temaslara karşı hassas
olduklarından matris tarafından iyice ıslatılması,
3. Elyaf ile matris arasında kuvvetli ara yüzeyin
oluşturulması gibi..
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 5
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 6
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 7
Kullanılan reçine ve takviye
malzemesine ilave olarak, üretim
yöntemi de bir kompozit yapının nihai
özelliklerini belirlemede önemli rol
oynar.
Burada kompozitlerin üretiminde en çok
kullanılan yöntemlere yer verilecektir.
• Elle yatırma (hand lay-up)
• Püskürtme (spray-up)
• Elyaf sarma (Wet Filament Winding)
• Reçine transfer kalıplama RTM / reçine enjeksiyonu• Profil çekme / Pultrusion
• Hazır kalıplama / Conmpression molding
• Bulk Moulding Composites (BMC)
• Sheet Moulding Composites (SMC)
• Vakum bonding / Vakum bagging
• Otoklav / Autoclave bonding
• Preslenebilir takviyeli termoplastik/Glass Mat reinforced Thermoplastics (GMT)
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 8
BAŞLICA ÜRETİM YÖNTEMLERİ
Elle yatırma (hand lay-up)
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor9
• Yöntem; bir kalıba elle yerleştirilen kumaşlara (elyaf) bir rulo veya fırça ile reçinenin emdirilmesi esasına dayanır.
• Daha sonra reçine emdirilmiş kumaşlar oda sıcaklığı ve atmosferik basınç altında veya farklı sıcaklık ve basınçlar altında pişmeye/kurumaya bırakılır.
• Reçineler kumaşlara kat kat yedirilebildiği gibi kumaşın özelliklerine bağlı olarak çok katmana aynı anda da reçine sürülebilir.
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor
10
Elle yatırma (hand lay-up)
• Elyaf yatırılmadan önce kalıp temizlenerek jel-kot sürülür.
• Jel-kot sertleştikten sonra elyaf malzemesi (sürekli-süreksiz-dokuma) kalıp
üzerine elle yatırılarak, üzerine sıvı reçine dökülerek elyafa emdirilir.
• Elyaf tabaka şeklinde istiflenerek tabakalı kompozit malzeme de üretilebilir.
• Bu işlemde elyaf kumaşına reçinenin iyi nüfuz etmesi önemlidir. Bunun için bir
rulo kullanılır.
Elle yatırma (hand lay-up)
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 11
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor12
• Elle yatırma tekniğinde en çok
kullanılan matris malzemeleri
polyester ve epoksi olmakla
birlikte vinil-ester ve fenolik
reçineler de tercih edilmektedir.
• Elle yatırma yoğun isçilik
gerektirmesine rağmen düşük
sayıdaki üretimler için uygundur.
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 13
Elle yatırma (hand lay-up)
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor14
Yıllardır geniş ölçüde kullanılan bu yöntemin avantaj, dezavantajları ve uygulama alanlarşu şekilde özetlenebilir:
AvantajlarıÖğrenilmesi ve uygulanması çok kolayÖzellikle oda sıcaklığında pişen reçinelerin kullanımında düşük maliyetYönteme uygun malzeme temini çok kolaydırSpreyleme’ye oranla daha fazla fiber yoğunluğu ve sürekli (uzun) lif kullanımı
DezavantajlarYöntem laminasyonu (tabakalama) yapan kişinin el becerisine çok bağlıdırYüksek “Fiber Hacimsel Yoğunluğu”na ulaşmak çok zordur. Reçine oranıdüşük tutulmak istendiğinde yüksek oranda hava boşlukları ve ıslanmayan bölgeler meydana gelebilirBu yöntemde kullanılan reçinelerin yoğunluğu ve viskozitesi düşüktür. Bu tür reçinelerin insan sağlığıaçısından ağır moleküllüreçinelere oranla daha zararlıdır. Pahalıhavalandırma sistemleri olmaksızın Polyester ve vinilester için havaya karışan Styrene konsantrasyonunu yasal sınırlarda tutmak zordur.
Uygulama Alanları:Rüzgar türbin kanatları, plakalar, tekne üretimi, mimari amaçlıkalıplamalarda,…
Elle yatırma (hand lay-up)
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 15
How To Hand Lay Up a Carbon Fibre Skateboard
Video 1 hand-lay up
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 16
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor
17
Püskürtme (Spray-up)
Püskürtme yöntemi, elle yatırma metodunun aletli şekli olarak kabul
edilebilir. Kırpılmış elyaflar kalıp yüzeyine, içine sertleştirici katılmış reçine ile
birlikte özel bir tabanca ile püskürtülür. Elyafın kırpılma işlemi tabanca
üzerinde bulunan ve bağımsız çalışan bir kırpıcı ile yapılır. Püskürtme
işleminden sonra yüzey bir rulo ile düzeltilerek ürün hazırlanmış olur.
Püskürtme Metodu Püskürtme Tabancasi
Spray-up prosesinde işlem basamakları:
1.Kalıp yüzeyi bir kalıp ayırıcı madde ile kaplanır.
2.Kalıp yüzeyine jel-kaplama (gel-coat) yapılır ve sertleşmesi beklenir.
3.Fiberler bir el tabancasında kıyılır (kısa fiberler haline getirilir) ve katalizör/sertleştirici ile karıştırılan bu fiberler bir kalıba püskürtülerek üretim gerçekleştirilir.
4.Belli bir kalınlık elde edildikten sonra da malzeme genellikle ortam şartlarında pişmeye (curing) bırakılır.
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor18
Yıllardır geniş ölçüde kullanılan bu yöntemin avantaj ve dezavantajları şu şekilde özetlenebilir:Avantajları
• Kısa sürede düşük maliyetli üretim• Uygulanması basit• Karmaşık yapılı parçaların imal edilmesine uygun
Dezavantajlar• Elde edilen üründe reçine oranı yüksek (ağır bir yapı)
• Kısa liflerden dolayı sınırlı Mekanik özellikler• Yüksek styrene içeriği (sağlık açısından zararlı).
havaya karışan Styrene konsantrasyonunu yasal sınırlarda tutmak zordur.• Düşük viskozite nedeni ile spreyleme esnasında
açığa çıkan partiküllerin giysilere vs nüfuzu daha kolayUygulama Alanları:• Çeper türü basit yapılar, yük taşımanın esas olmadığı durumlar (ör; bir karavan gövdesi) banyo küvetleri…
Püskürtme (Spray-up) (Devam)
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor19
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 20
Elyaf sarma Makinesi
Elyaf Sarma (Wet Filament Winding)Elyaf sarma, yöntemi sürekli elyafın reçine ile ıslatıldıktan sonra bir
makaradan çekilerek dönen bir kalıp (mandrel) üzerine sarılmasıdır. Sürekli
elyafın farklı açılarla kalıba sarılmasıyla farklı mekanik özelliklerde ürünler elde
edilebilir.
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 21
Bu yöntem, genellikle boru ve tank gibi içi boş parçaların üretiminde kullanılır. Yöntemin işlem basamakları kısaca şu şekildedir. 1.Bobinlere sarılı olan fiberler bir reçine banyosundan geçer 2.Reçine emmiş olan fiberler hareketli bir mekanizma ile belli bir hızda ekseni etrafında dönen mandrele istenen oryantasyonda (açıda) sarılır3.İstenen kalınlığa veya katman sayısına (tabakaya) ulaştıktan sonra işlem tamamlanmışolur.4.Kurutma işlemi oda sıcaklığında ve bir fırında geçekleştirilir.
Elyaf Sarma (Wet Filament Winding)
Elyaf Sarma / Wet Filament Winding (Devam)
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 22
1. Yeterli sayıda elyaf
katının sarılmasından
sonra ürün sertleşir ve
döner kalıptan ayrılır.
2. Bu yöntemle
yapılan ürünler
genellikle silindirik
elemanlardır; borular,
araba şaftları, gaz ve
sıvı tankları, yat
direkleri vs.
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 23
Elyaf Sarma / Wet Filament Winding
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 24
Avantajları :
1. - Düşük işçilik,
2. - Farklı oryantasyon açıları ile
sarımdan dolayı üstün mekanik özellikler,
3. - Yeniden üretilebilirlik.
Dezavantajları :
1. - Yüksek yatırım gereklidir.
2. Kompleks ürünler için uygun değildir.
3. - Yüzey kalitesi yüksek değildir.
Elyaf Sarma / Wet Filament Winding (Devam)
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 25
CTP Boru Teknolojisi : Sürekli Elyaf Sarma Prosesi
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 26
Elyaf Sarma / Wet Filament Winding
Video 3 Elyaf Sarma Video 4 Elyaf sarma
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 27
Elyaf Sarma / Wet Filament Winding-Devam
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 28
Bu yöntemde herhangi bir termoset reçine (epoxy, polyester, vinylester, phenolic) kullanılabilir. Takviye malzemesi olarak ise bir bobine sarılıolan sürekli lifler kullanılır. Kumaşşeklindeki elyaflar kullanılmaz.
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 29
Bu yöntemin avantaj ve dezavantajlarışu şekilde özetlenebilir:Avantajları1.Malzeme sarımı hızlı ve ekonomik bir yöntemdir2.Reçine oranı“handlay-up” yöntemine göre daha iyi kontrol edilebilir3.Bobine sarılı lifler ikinci bir işlemden geçip kumaş haline getirilmediği için maliyet minimize edilmiş olur4.Her katmanda farklı yönlerde sarım yapma imkanı olacağı için değişik yüklemeler yapı tarafından karşılanabilir
Dezavantajlar1.Uygulama sahası konveks şekle sahip parçalar ile sınırlıdır2.Büyük parçalar için sarımın yapılacağı mandreller pahalı olabilir3.Düzgün bir dış yüzey elde etmek için parçanın pişme sonrası işlenmesi gerekebilir4.Düşük viskoziteye sahip reçineler genellikle üretimde kullanılır. Bu da çeşitli sağlık sorunlarıve mekanik özeliklerde düşüşü beraberinde getirir.
Uygulama Alanları:-Kimyasal depolama tankları-Borular-Gaz silindirleri-tfayecilerin kullandığı teneffüs tankları vs…
Elyaf Sarma / Wet Filament Winding-Devam
Vakum destekli reçine infüzyonu(Vacuum assited resin infusion molding,VARIM)
Vakum destekli reçine infüzyonu yüksek kaliteli, büyük kompozit parçaların üretiminde kullanılan bir yöntemdir. İşlem basamakları şu şekilde özetlenebilir:
•
•
Kalıp yüzeyi bir ayırıcı ile kaplanır.Belli bir dizilişte kuru kumaşlar (elyaf) veya bir preform malzeme kalıba yatırılır.Kumaşın üzerine soyma kumaşı, ayırıcı film, reçine dağıtıcı filmler konur.Plastik bir vakum naylonu (filmi) ve çift taraflı yapışkansızdırmazlık macunları kullanılarak, istiflenmiş kumaşlarçepeçevre dış ortamdan izole edilir.Vakum yardımı ile reçinenin istiflenmiş kuru kumaşlara tamamen nüfuz etmesi sağlanır ve malzeme pişmeye bırakılır.
•
•
•
Video 5 VARIM
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor30
Breather
Sealant tape
Vacuum Resin
Resin flow direction
Vacuum bagRelease film Peel ply
Fabric Peel ply
Release film
Liquid release agent
Resin distribution medium
Heating table
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor31
' ) i ) J " [ I I20
•O SUJc (cJ) 0 IGl)
90.0 SUI ''" 10 I <lO
t.o!A At.,JI l'r R
•t
e
(d:)
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor32
Reçine Transfer kalıplama (Resin Transfer Molding,RTM)
•İnfüzyon yönteminden farklı olarak burada Jelkot uygulanmış iki kalıp
(dişi ve erkek) kullanılır. RTM için özel üretilmiş olan takviye malzemeleri
kalıp içine yerleştirilir. Kalıplar kapatılır. Ve malzemeye basınçlı olarak
reçine enjekte edilir. Bazı uygulamalarda reçinenin ilerlemesine yardımcı
olmak üzere vakumlama da yapılır. Genellikle, 2-10 mm cidar kalınlığına
ve %20- 30 fiber oranına sahip kompozit ürünler elde edilir.
1) Preform
Manufacture
2) Preform
Compression
5) De-moulding3) Resin
Injection
4) Resin
Cure Video 6 RTM 22.02.2018
Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor33
• Reçine vizkositesi elyafları ıslatıp• aralarına sızacak kadar düşük olmalı
• Yüksek sıcaklıkta hızlı sertleşmeli, min kalıplama süresi (Plyester, 1-3 dk)
• Soğuma sırasında minimum çarpılma olmalı
• Kalıptan kolay çıkmalı
• Takviye malzemelerindeki organik bağlayıcılar reçinede çözünmemeli
• Bu yöntemle karmaşik parçalar üretilebilir. Concorde uçaklarında, F1 arabalarında bazı parçalar bu yöntemle üretilir.
FPress FPress
Reçine Transfer kalıplama (Resin Transfer Molding,RTM)
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor34
Press or clamps to hold halves of tooltogether.
Mould Tool
l===:;Injected Under Pressure
Optional Vacuum Assistan
ce
Mould Tool
Dry Remforcement Preform
Schematic of Resin Transfer Molding (RTM) Apparatus
• ¢ Resin • ¢ Hot water
Reçine Transfer kalıplama (Resin Transfer Molding,RTM)
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor35
Malzeme Seçenekleri:
•Reçine: Genellikle epoxy, polyester, vinylester ve phenolic reçineler
kullanılır. Ancak bismaleimide gibi yüksek sıcaklık reçineleri de yüksek
işlem sıcaklıklarında kullanılabilir.
•Fiberler: Herhangi bir elyaf kullanılabilir. Dikilmiş kumaşlar/elyaflar
reçine taşınmasında ve transferinde avantaj sağlarlar.
•Çekirdek (Cores): Bal-peteği çekirdeklerin kullanımına uygun bir
yöntem değil. Çünkü boş hücreler reçine ile dolar ve uygulanan basınç
core yapının bozulmasına sebep olur.
F FReçine Transfer kalıplama (Resin Transfer Molding,RTM)
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor36
Temel Avantajlar:•Üretim hızı yüksek
•Fiber reçine oranı ve boşluk miktarı mükemmel kontrol edilebilir. Böylece, fiber oranı yüksek, hava boşluğu düşük ürünler elde edilebilir.•Karmaşık şekilli parçaların boyut/tolerans ayarı çok iyi•Tüm parçalar aynı kalitede•Kapalı ortamda üretim yapıldığı için sağlık ve güvenlik açısından avantajlı•Bazı yöntemlere göre daha düşük bir iş gücü gerektirir.•Malzemenin her iki yüzeyi de düzgün çıkar.
Temel Dezavantajlar:
•Çift kalıp yapmak pahalıdır ve basıncı karşılayacak rijitlikte olmalıdır. Bu da ağırlığını arttırır.•Üretim genellikle küçük parçalar ile sınırlıdır. Yani, maliyeti yüksek, kalıp tasarımı zordur.•Reçine nüfuz etmemiş kısımların kalması pahalı atıklara neden olur.
Tipik Uygulama Alanları:•Küçük, karmaşık uçak ve otomobil parçaları, tren iskemlesi veya sandalyeleri gibi…
Reçine Transfer kalıplama (Resin Transfer Molding,RTM)
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor37
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 38
Reçine Transfer Kalıplama / Reçine Enjeksiyonu/
Resin Transfer Molding (RTM)
Yöntemin Başlıca Özellikleri
1. RTM, elle yatırma metoduna göre daha hızlıdır ve mamul daha uzun
ömürlüdür. Ancak iki parçalı kalıp kullanmak gerekir.
2. RTM metodu, jel-kotlu veya jel-kotsuz uygulanabilir. Her iki yüzeyin düzgün
olması istenen ürünler için uygun bir metottur.
3. Takviye malzemesi olarak keçe, kumaş veya ikisinin kombinasyonu kullanılır.
4. Takviye malzemesi, kalıba yerleştirildikten sonra, matris içinde geç çözünen
reçinelerle kaplanarak kalıp içerisinde sürüklenmeleri önlenir ve kalıp kapatılır.
5. Reçine basınç altında kalıba pompalanır. Matris enjeksiyonu, soğuk, ılık veya
80ºC’ye kadar ısıtılarak uygulanır.
6. Bu yöntemde, içerideki havanın ve zehirli gazların dışarı çıkarılması ve
gözeneksiz bir ürün elde etmek için reçinenin elyaf içine iyi nüfuz etmesi
gerekir. Bunun için vakum kullanılabilir.
7. Elyaf kalıba yerleştirilirken, uzun sayılabilecek işçilik gerektirir. Bu yöntemle
karmaşık parçalar üretilebilir. Örnek olarak; Concorde uçaklarının ve F1
otomobillerinin bazı parçalar bu yöntemle üretilmektedir.
3922.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor
4022.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor
4122.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 42
1. Pull ve Extrusion kelimelerinden türetilmiştir.
2. Bu yöntemde genellikle reçine emdirilmiş fiberler bir kalıp boyunca çekilir ve çeşitlikesit geometrilerine sahip profil çubuklar üretilir.
3. Sistemde, sürekli takviye malzemesi, reçine banyosundan geçirildikten sonra 120-
150 ºC’ ye kadar ısıtılmış şekillendirme kalıbından geçirilerek ürün elde edilir.
4. Kalıplar genellikle krom kaplanmış parlak çelikten imal edilmektedir.
5. Sürekli elyaf kullanılmasından dolayı takviye yönünde çok yüksek mekanik özellikler
elde edilir.
6. Isıtılan bir kalıp içerisinde sabit bir hızla çekilen fiberler dolayısıyla kompozit parça
kalıptan pişmiş veya kısmen pişmiş olarak çıkarlar.
7. Pultrüzyon (çekme) düşük maliyetli, yüksek-hacimde üretime imkan veren, sürekli
ve otomatik bir prosestir. Pultrüzyon (çekme) ile sabit kesitli ve sürekli uzunluğa
sahip parçalar üretmek mümkün olmaktadır.
8. Bu parçalar Pultrüzyondan genellikle ilave bir yüzey işlemine gerek kalmayacak
şekilde çıkarlar.
Profil çekme (Pultrusion)
Video 8 pultrusion
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor43
Profil çekme (Pultrusion)-devam
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor44
Profil çekme (Pultrusion)-devam
Profil çekme (Pultrusion)
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor45
Profil çekme (Pultrusion)-devam
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor46
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor47
Profil çekme (Pultrusion)-devam
Avantajlar:• Pultrüzyon (çekme) düşük maliyetli, hızlı üretime imkan veren, sürekli
ve otomatik bir prosestir.• Reçine oranı doğru bir şekilde kontrol edilebilir.• Fiberler iplik halinde kullanıldığı için daha ekonomiktir.
• Düzgün liflerden oluşan, yüksek fiber hacimsel oranlarına sahip ürünlerin yapısal performansları yüksek olabilir.
Dezavantajlar:
• Sadece sabit kesitli parça üretimi ile sınırlıdır.• Isıtılmış kalıp kullanımı maliyeti arttırıcı bir faktördür.Uygulama Alanları:• Çeşitli sahalarda (ör; çatılarda) kiriş ve direk olarak, köprülerde,
merdivenlerde, bina kafes sistemlerinde ve iskeletlerinde…
Profil çekme (Pultrusion)-devam
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor48
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor49
Bu üretim tekniğinde, hazır kalıplama bileşenleri (cam
elyafı, reçine, katkı ve dolgu malzemeleri) sıcak pres
kalıplarında (SMC, BMC) ürüne dönüştürülür.
Karmaşık elemanların üretimi, metal parçaların bünye
içine gömülebilmesi, farklı cidar kalınlıklarının elde edilmesi
gibi avantajları bulunmaktadır. Ayrıca ürünün iki yüzü de kalıp
ile şekillenmektedir. Malzeme sarfiyatı düşüktür.
Diğer kompozit üretim teknikleri ile üretilemeyen
karmaşık elemanlar bu metotla üretilebilir.
Hazır kalıplama genellikle iki şekilde (SMC, BMC)
uygulanır:
Hazır Kalıplama / Compression Molding
Sheet Moulding Composites (SMC)
SMC tekniğinde, sürekli lifler 25-50 mm boylarında kırpılarak matrismalzemesi (reçine) ile birlikte pestil biçiminde birleştirilir.
Kompozitin toplam ağırlığındaki elyaf oranı, %25-30 civarındadır.
Üretilen levhalar genellikle 1 m genişliğinde ve 3 mm kalınlığındadır.
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 50
Video 9 SMC
Bulk Moulding Composites (BMC)
BMC, takviye malzemesi olarak kırpılmış lif ve dolgu malzemesi içeren bir reçinenin önceden birleştirilmesi ile oluşan hamur biçimindeki malzemedir.
Bu yöntem RTM’ ye benzer bir yöntemdir. RTM den farkı, reçine/elyaf karışımı kalıp dışarısında olur ve eritilerek basınç altında boş kalıp içine enjekte edilir.
Düşük viskoziteli termoset reçineler bu yöntem için çok uygundur.
Diğer yöntemlere göre daha hızlıdır. Çocuk oyuncaklarından uçak parçalarına kadar bir çok ürün bu yöntemle üretilebilmektedir.
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 51
Vakum bonding / Vakum BaggingKompozit malzeme (genellikle geniş sandviç yapılar) önce bir
kalıba yerleştirildikten sonra bir vakum torbası en üst katmanolarak yerleştirilir.
İçeriğindeki havanın emilmesiyle vakum torbası, yatırılanmalzemenin üzerine 1 atm basınç uygulayarak aşağıya çekilir.
Sonraki aşamada tüm bileşim bir fırına yerleştirilerekreçinenin kür işlemi için ısıtılır. Bu yöntem sıklıkla elyaf sarma veyatırma teknikleri ile bağlantılı olarak uygulanır.
Kompozit malzeme tamir işlemlerinde de vakum bagging
yöntemi kullanılmaktadır.
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 52
Video 10 Vakum bonding/ vakum bagging
Vakum bonding / vakum bagging
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor53
5422.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor
Vakum bagging
5522.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor
5622.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor
Otoklav / autoclave bonding
Termoset kompozit malzemelerin performanslarınıartırmak için elyaf/reçine oranını artırmak ve malzeme içindeoluşabilecek hava boşluklarını tamamen gidermekgerekmektedir. Bunun için yüksek ısı ve basınç gerekmektedir.
Vakum bagging yönteminde olduğu gibi, sızdırmaz birtorba içinde elyaf/reçine basınca maruz bırakılır. Bu basınç 1atm’den büyük, düzenli ve kontrol edilebilir olmalıdır.
Otoklav basıncın, sıcaklığın ve vakumun (emişin) kontroledilebildiği basınçlı bir kaptır. Vacum bagging yöntemi ilebenzerdir. Fırın yerine bir otoklav kullanılır. Böylece özelamaçlar için yüksek kalitede kompozit üretebilmek için kürşartları tam olarak sağlanmış olur. Bu yöntem diğerlerineoranla daha uzun sürede uygulanır ve daha pahalıdır.
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 57
22.02.2018Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr.
Mehmet Zor58
Video 1 animasyon Video 2
Preslenebilir takviyeli termoplastikler
Glass Mat reinforced Thermoplastics (GMT)
Keçe elyaf takviyesi içeren termoplastik reçineile yapılmış plaka seklinde preslenebilir kalıplamayahazır özel amaçlı bir takviyeli termoplastik çeşidinitanımlamaktadır. GMT nin hazırlanması SMC yebenzemektedir.
Ekstruderden çekilen bir termoplastik levhaüzerine yumuşak haldeyken bir elyaf takviyesiyerleştirilir. Bu katmanların üzerine bir diğertermoplastik levha yumuşakken yerleştirilereksoğuk hadde silindirlerinin arasından geçirilir.Sertleşen plakalar kesilerek preslenmeye hazırduruma getirilir.
22.02.2018 Kompozit Malzeme Mekaniği - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor 59