Geri Dön

Karbon fiber takviyeli plastik kompozitlerin ince film kaplamalı karbür takımlar ile işlenebilirliğinin araştırılması

Investigation of the machinability of carbon fiber reinforced plastic composites using thin film coated carbide tools

PDF İndir

  1. Tez No: 463834
  2. Yazar: DERVİŞ ÖZKAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA SABRİ GÖK, YRD. DOÇ. DR. ABDULLAH CAHİT KARAOĞLANLI
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Bartın Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 203

Özet

Karbon fiber takviyeli plastik (CFRP) kompozitler sahip oldukları yüksek taşıma kapasitesi, yüksek mukavemet, yüksek rijitlik, düşük yoğunluk ve hafiflik gibi üstün özelliklerinden dolayı, uzay, havacılık ve otomotiv endüstrilerinde sıklıkla kullanım alanı bulmaktadır. CFRP kompozitlerin aşındırıcı yapısından dolayı frezeleme işlemlerinde kullanılan kesici takımlar; kısa süreli çevrim süreçlerinde aşınma hasarları sonucunda ekonomik ömürlerini tamamlamaktadır. Takım aşınması ile birlikte CFRP kompozit malzemelerde delaminasyon, fiber kırılması, kesilmemiş fiber ve yüzey pürüzlülüğü gibi problemler ortaya çıkmaktadır. Yüzey kalitesinin parça özelliklerini birincil derecede etkilediği başta havacılık endüstrisi ve diğer ilgili sektörlerde optimum niteliklerin sağlanması büyük önem arz etmektedir. Gerçekleştirilen tez çalışmasının amacını, CFRP kompozitlerin çevresel (kenar) frezelenmesinde karbür kesici takımların yüzeylerinin PVD (Fiziksel Buhar Biriktirme) yöntemi kullanılarak farklı nitrür esaslı bileşiklerle kaplanarak aşınma dayanımlarının ve kesme performanslarının artırılması oluşturmaktadır. Ayrıca yüzeyi PVD yöntemi ile farklı nitrür esaslı bileşiklerle kaplanan kesici takımların, CFRP kompozitlerin işlenmesinde yüzey hassasiyeti ve ölçü tamlığı üzerine etkisinin araştırılmasını sağlamaktır. Bu çalışmada, kaplamasız karbür kesici takımlar, PVD kaplamalı nanotabakalı AlTiN/TiN, çok tabakalı nanokompozit TiAlSiN/TiSiN/TiAlN, tek tabakalı TiAlN ve TiN kesici takımlar kesme parametresi olarak 100, 200 ve 300 m/dak kesme hızları, 0,05-0,15 ve 0,25 mm/diş ilerleme oranları ve 1 mm sabit kesme genişliği değerleri kullanılarak test edilmiştir. Frezeleme deneylerinde elde edilen bileşke kesme kuvveti, ortalama yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması ve delaminasyon miktarları değerlendirilmiştir. Bunun yanı sıra, talaş kaldırma işleminden sonra kesici takımlar taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı spektrometre (EDS) ve elementel haritalama (mapping) görüntüleri alınarak kesici takım yüzeyindeki kaplamaların mikro yapısal incelemeleri ve ayrıntılı analizleri yapılmıştır. Elde edilen kesme kuvveti, ortalama yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınması sonuçlarına göre kesici takımlara uygulanan kaplama işlemlerinin kesici takımların işlenebilirlik performansını arttırdığı tespit edilmiştir.

Özet (Çeviri)

Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites have been used in a wide range of applications including space, aviation and automotive industries owing to their superior characteristics such as high bearing capacity, strength, rigidity, low density and their lightness. Due to the abrasive structure of CFRP composites, cutting tools used in the milling of these materials complete their economic lifes in shorter periods as a result of short cyclic processes. Resulting tool wear induce structural failures such as delamination, fiber breakage, uncut fibers and surface roughness. Provision of optimum surface characteristics holds particular importance in fields such as aviation industry where surface quality has a substantial effect on quality of components. The aim of this thesis study was to increase the wear resistance and cutting performance of cutting tools, used in the contour milling of CFRP composites, by deposition of different type of nitride based compounds on carbide cutting tools with PVD (physical vapor deposition) method. The effect of use of cutting tools, PVD-coated with different nitride-based compounds, on the surface quality and dimensional accuracy of CFRP composite materials was also investigated. In the present research, uncoated carbide cutting tools, PVD coated nano-layer AlTiN/TiN, multilayer nano-composite TiAlSiN/TiSiN/TiAlN, single layer TiAlN and TiN cutting tools were tested with 100, 200 and 300 m/min cutting speeds, 0,05-0,15 and 0,25 mm feed per tooth feed-rate, and 1 mm cutting width. The resultant cutting force, average surface roughness, tool wear and delamination rates, resulting from milling experiments, were evaluated. In addition, following the machining process, cutting tools were subjected to scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), and elemental mapping analyses to make an in-depth analysis of the coated cutting tools' surface microstructure. According to the obtained cutting force, average surface roughness and tool wear test results, the applied coating processes increased the machinability performance of cutting tools.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    523268

    Enjeksiyon kalıplama yöntemiyle otomotiv endüstrisi için üretilen ince cidarlı plastik parçaların üretim şartlarının optimizasyonu

    Optimization of production conditions of thin-walled plastic parts produced for automotive industry by injection molding method

    NEDİME ÖZDEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova Üniversitesi

    Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ÖKSÜZ

  2. Tez No

    638084

    The production of chopped glass fiber reinforced PPS composite via extrusion and injection moulding and characterization studies

    Kırpık cam elyaf takviyeli PPS matrisli kompozitin extrüzyon ve enjeksiyon ile üretimi ve karakterizasyon çalışmaları

    FEYZA ZENGİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARİF NİHAT GÜLLÜOĞLU

    DR. MEHMET MASUM TÜNÇAY

  3. Tez No

    541543

    Grafen nanopartikül takviyesinin kompozit malzemelerin mekanik özellikleri üzerindeki etkisinin araştırılması

    Investigation of effect of graphene nanoparticle reinforced on mechanical properties of composite materials

    TUBA BAĞATIR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine MühendisliğiBatman Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YAHYA HIŞMAN ÇELİK

  4. Tez No

    507891

    Farklı tip fiber takviyeli hdpe matrisli polimer kompozitlerin tribolojik özelliklerinin incelenmesi

    The inverstigation of the tribological properties of different type fiber reinforced hdpe matrix polymer composites

    NURLAN GURBANOV

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Mühendislik BilimleriErciyes Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SONER SAVAŞ

    DOÇ. DR. MEHMET DOĞAN

  5. Tez No

    899346

    Numerical and experimental investigation of mechanical properties of parts manufactured via carbon fiber reinforced material extrusion

    Karbon fiber ile güçlendirilmiş malzeme ekstrüzyon yöntemi ile üretilmiş parçaların mekanik özelliklerinin numerik ve deneysel olarak incelenmesi

    AKINCAN SÜRE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mühendislik ve Doğa Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ULAŞ YAMAN

    PROF. DR. MEHMET ALİ SAHİR ARIKAN

Geri Dön