Karbon fiber takviyeli polimer kompozitlerin delinmesinde toz oluşumunun araştırılması
Investigation of dust formation in drilling of carbon fiber reinforced polymer composites
- Tez No: 815675
- Danışmanlar: PROF. DR. UĞUR KÖKLÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Günümüzde karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin çeşitli amaçlarla kullanılmaları nedenleriyle delik delme, frezeleme ve tornalama gibi ikincil işlemlere gereksinim duyulmaktadır. Küçük bir uçakta bile 100000'den daha fazla delik olduğu düşünüldüğünde büyük bir uçağın imalat ve imalat sonrası montaj süreçlerinde milyonlarca delik delme işleminin gerektiği bilinmektedir. Bu malzemelerin delinmesi sonucu karşılaşılan en önemli problemlerden bir tanesi toz oluşumudur. Bu çalışmada, karbon fiber bir plakanın kuru ve kriyojenik kesme koşullarında 1000 ve 9000 dev/dk olmak üzere iki farklı fener mili hızlarında ve 250, 500 ve 750 mm/dk olmak üzere üç farklı ilerleme hızlarında üçer tekrarlı şekilde delinmesiyle oluşan itme kuvveti, toz oluşumu, delik çıkış hasarı (delaminasyon), delik içi yüzey pürüzlülüğü ve delik iç yüzeyinde oluşan hasarlar araştırılmıştır. Deney sonuçlarında; itme kuvveti, ilerleme hızının artışıyla artarken fener mili hızının artışıyla azalmaktadır. Yapılan deneylerde 1000 dev/dk fener mili hızında kriyojenik ortam koşullarında oluşan toz miktarının kuru ortam koşullarındaki toz miktarına göre daha az olduğu, fener mili hızının 9000 dev/dk olduğu durumda ise kriyojenik ortam koşullarında oluşan toz miktarının kuru ortam koşullarında oluşan toz miktarından çok daha fazla olduğu gözlemlenmiştir. Delaminasyon, ilerleme hızının artışıyla artarken fener mili hızının artışıyla azalmaktadır. Yüzey pürüzlülüğü, ilerleme hızının artışıyla artarken fener mili hızının artışıyla azalmaktadır. Kriyojenik kesme koşullarında itme kuvveti ve delaminasyon kuru kesme koşullarına göre artarken yüzey pürüzlülüğü ise azalmaktadır. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda genel olarak düşük kesme hızlarında ve yüksek ilerleme hızlarında toz oluşumunun düşük seviyelerde olduğu, ancak yüzey kalitesinin yüksek olması için de kompozit malzemenin yüksek kesme hızlarında ve düşük ilerleme hızlarında işlenmesi gerektiği gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Nowadays, secondary processes such as drilling, milling and turning are needed due to the use of carbon fiber reinforced composite (CFTC) materials for various purposes. Considering that there are more than 100000 holes in even a small aircraft, it is known that millions of hole drilling operations are required in the manufacturing and post-production assembly processes of a large aircraft. One of the most important problems encountered as a result of the drilling of these materials is the formation of dust. In this study, a carbon fiber plate was drilled three times at two different spindle speeds (cutting speed) of 1000 and 9000 rpm in dry and cryogenic cutting conditions and at three different feed rates of 250, 500 and 750 mm/min. The thrust force, dust formation, hole exit damage (delamination), hole surface roughness and damage to the inside of the hole were investigated. In the experimental results; The thrust force increases with the increase of the feed rate and decreases with the increase of the spindle speed. In the experiments carried out, the amount of dust generated in cryogenic environment conditions at 1000 rpm spindle speed is less than the amount of dust in dry environment conditions, and in the case of a spindle speed of 9000 rpm, the amount of dust formed in cryogenic environment conditions is much higher than the amount of dust formed in dry environment conditions. While delamination increases with the increase of feed rate, it decreases with the increase of spindle speed. While the surface roughness increases with the increase of the feed rate, it decrease with the increase of the spindle speed. In cryogenic cutting conditions, thrust force and delamination increase compared to dry cutting conditions, while surface roughness decreases. As a result of the experimental studies, it has been observed that dust formation is generally at low levels at low cutting speeds and high feed rates, but the composite material must be processed at high cutting speeds and low feed rates in order to have a high surface quality.
Benzer Tezler
- Katkı maddelerinin polimer esaslı termoset kompozitlerin mekanik özelliklerine ve darbe dayanımına etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of additives on the mechanical properties and impact strength of polymer based thermoset composites
FATİH ÖZGÜL
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YASİN YILMAZ
- Karbon nanotüp katkılı karbon elyaf epoksi nanokompozitlerin işlenebilirliğinin incelenmesi
Investigation of machinability of carbon fiber epoxy nanocomposites with carbon nanotubes
HATİCE YAKUT PEKTÜRK
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGE DEMİR
- Abaka doğal kompozitlerin üretimi ve delinmesinin araştırılması
Investigation of production and drilling of abaka natural composites
ABDURRAHMAN YOLDAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiDicle ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EROL KILIÇKAP
- Karbon elyaf takviyeli kompozitlerin istifli delinmesinde delaminasyonun araştırılması
Investigation of delamination in stack drilling of carbon fiber reinforced composites
ELİF ÖZGE ÜNALP
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriGazi Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAKUP TURGUT
- Examination of fatigue behaviour of carbon fiber reinforced polymer composites
Karbon fiber takviyeli polimer kompozitlerin yorulma davranışının incelenmesi
MEHMET DENİZ GÜNEŞ
Doktora
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TANOĞLU