Geri Dön

Tek yönlü karbon fiber takviyeli poliamid 6 kompozitlerin sıkıştırma kalıplamasında proses-performans ilişkilerinin incelenmesi

Investigation of process-performance relationships in compression molding of unidirectional carbon fiber reinforced polyamide 6 composites

PDF İndir

  1. Tez No: 822303
  2. Yazar: CANBEK GİRAY
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MİHRİGÜL EKŞİ ALTAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Karbon lifler, Lifli kompozitler, Mekanik dayanım, Termoplastik, Carbon fibers, Fiber composites, Mechanical strength, Thermoplastic
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: İmal Usulleri Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Termoplastikler, termoset polimerlere göre çeşitli avantajlar sunarak daha kısa proses döngüleri ile yüksek hacimli üretimi desteklemesi, otomatik fiber yerleştirme gibi tekniklerle karmaşık geometrilerin üretilebilmesi, geri dönüştürülebilirlik ile çevre dostu ve sürdürülebilir bir üretim sürecinin sağlanabilmesi ve mekanik bağlayıcı kullanılmadan kaynaklanabilme gibi faktörleri içermektedir. Sürekli karbon fiber takviyeli termoplastikler (SKFTT), son yıllarda araştırmacılar arasında büyük ilgi görmektedir. Yüksek mukavemet-ağırlık oranı, yüksek kırılma tokluğu, uzun kap ömrü ve geri dönüştürülebilirlik gibi avantajlı özellikleri, spor, ulaşım, havacılık ve otomobil endüstrileri gibi çeşitli sektörlerde kullanımları için ideal hale getirmektedir. SKFTT'ler arasında, tek yönlü karbon fiber takviyeli termoplastik poliamid 6 (KF/PA6), nispeten düşük maliyeti, iyi işlenebilirliği, kimyasal direnci ve yüksek mekanik performansı nedeniyle son zamanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Tek yönlü KF/PA6 prepreg bantların konsolidasyon süreci geliştirmesi amaçlanan bu çalışma, interlaminar bağ mukavemetinin gelişimini anlama ve analiz etme üzerine odaklanmaktadır. Bu tez çalışmasında soğutma hızı, kalıplama süresi, proses sıcaklığı ve ön ısıtma gibi dört üretim parametresinin KF/PA6 numunelerinin bağlanma mukavemeti üzerindeki etkisini incelenmiştir. Kama soyulma testi, çift konsol kiriş testi, çekme testi ve üç nokta eğme testi gibi dört test yöntemi kullanılarak bağ mukavemeti özellikleri değerlendirilmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre soğutma hızı etkisi, hızlı soğutma kullanıldığında soyulma dayanımı %20.3, tabakalar arası kırılma tokluğu %27.2, 0˚ yönlü eğilme özellikleri maksimum gerilim %16.5, 90˚ yönlü maksimum gerilim %13.4 ve gerinim %27.3 oranında artmıştır. Proses sıcaklığının etkisi, 220˚C'deki değerlerine göre 240˚C ve 260˚C'ye yükseldikçe, soyulma dayanımı sırasıyla %89.9 ve %98.8, eğilme modülü %39.9 ve %31.8 oranında artmıştır. Ön ısıtma uygulanmamış numunelerde 0˚ yön için eğilme modülü %20.8, 90˚ yön için eğilme modülü %20.8 artış göstermiştir. Elde edilen sonuçlar, soğutma hızı, kalıplama süresi, proses sıcaklığı, ön ısıtma gibi faktörlerin doğru şekilde belirlenmesinin, karbon fiber termoplastik kompozitlerin mekanik özelliklerinin optimize edilmesinde önemli bir rol oynadığını göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Thermoplastics provide various advantages over thermoset polymers, including the ability to support high-volume production with shorter process cycles, the ability to produce complex geometries with techniques such as automatic fibre placement, recyclability, an environmentally friendly and sustainable production process, and the ability to be welded without the use of mechanical fasteners. Continuous carbon fibre reinforced thermoplastics (CFRTP) have attracted great interest among researchers in recent years. Their advantageous properties such as high strength-to-weight ratio, high fracture toughness, long shelf life and recyclability make them ideal for use in various sectors such as sports, transport, aerospace and automobile industries. Among CFRTPs, unidirectional (UD) carbon fibre reinforced thermoplastic polyamide 6 (CF/PA6) has been widely used recently due to its relatively low cost, good processability, chemical resistance and high mechanical performance. Aiming to improve the consolidation process of unidirectional CF/PA6 prepreg tapes, this study focuses on understanding and analysing the development of interlaminar bond strength. In this thesis, the influence of four manufacturing parameters such as cooling rate, moulding time, process temperature and preheating on the bond strength of CF/PA6 specimens was investigated. Bond strength properties were evaluated using four test methods such as wedge peel test, double cantilever beam test, tensile test, three-point bending test. According to the results obtained from the study, the effect of cooling rate, peel strength increased by 20.3%, interlayer fracture toughness by 27.2%, 0˚ direction bending properties maximum stress 16.5%, 90˚ direction maximum stress 13.4% and strain 27.3% when fast cooling was used. The effect of process temperature, peel strength increased by 89.9% and 98.8% respectively, interlayer fracture toughness by 89.9% and 98.8% respectively, flexural modulus by 39.9% and 31.8% respectively as the temperature increased to 240˚C and 260˚C compared to their values at 220˚C. In without preheating specimens flexural modulus for 0˚ direction by 20.8% and stress by 14.5%, flexural modulus for 90˚ direction by 20.8%. The results obtained show that the correct determination of factors such as cooling rate, molding time, process temperature, preheating plays an important role in optimising the mechanical properties of carbon fiber thermoplastic composites.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    1004812

    Otomotiv parça uygulamaları için geri dönüştürülmüş PA6/PP kullanarak multi fonksiyonel karışımların geliştirilmesi ve karakterizasyonu

    Development and characterization of multi-functional compounds using recycled PA6/PP for automotive parts application

    NESLİHAN ERGÜN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova Üniversitesi

    Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ÖKSÜZ

    DOÇ. DR. MEHMET ARİF KAYA

  2. Tez No

    1017875

    İleri termoplastik kompozit malzeme üretim atıklarının geri kazanımının malzeme ve proses optimizasyonu

    Material and process optimization of recovery of advanced thermoplastic composite material production wastes

    TUĞÇE İŞGÜZAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞEGÜL AKDOĞAN EKER

    DR. MUSTAFA DOĞU

  3. Tez No

    610905

    Tek yönlü ve çift eksenli karbon elyaf takviyeli polyester reçine matrisli kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin karşılaştırılması

    Comparison of mechanical properties of composite materials with one way and biaxial carbon fiber reinforced polyester resin matrix

    DENİZ GÜNEŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiKütahya Dumlupınar Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. LEVENT URTEKİN

  4. Tez No

    284270

    Restorasyonda ahşap yapı elemanlarının karbon fiber takviyeli polimerler (CFRP) ile güçlendirilmesi

    Reinforcement of wood building components with carbon fiber reinforced polymers (CFRP) in restoration

    AHMET MURATOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Ağaç İşleriKarabük Üniversitesi

    Mobilya ve Dekorasyon Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BURHANETTİN UYSAL

  5. Tez No

    514065

    Karbon fiber takviyeli kompozit sandviç paneli tasarımı ve optimizasyonu

    Carbon fiber reinforced composite sandwich panel design and optimization

    SERHAT OSMANOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUHARREM İMAL

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDEM SELVER

Geri Dön