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: Belirtilmemiş.
  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: 105

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

    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

  2. Tez No

    233134

    Polimer kompozitlerin tekrarlı darbe yüklemeleri altındaki davranışı

    On the life time prediction of repeatedly impacted polymer composites

    MUSTAFA ÖZGÜR BORA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Makine MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL CÜRGÜL

  3. Tez No

    631104

    Development and characterization of innovative fiber reinforced prepregs and their composites containing functional fillers

    Fonksiyonel dolgular içeren yenilikçi fiber takviyeli prepreglerin ve onların kompozitlerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

    YUSUF CAN UZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METİN TANOĞLU

  4. Tez No

    687628

    Failure investigation of composite materials using multi-instrument experimental techniques and numerical method

    Çok aletli deney teknikleri ve nümerik yöntemi kullanılarak kompozit malzemelerin kırılmalarının araştırılması

    RAJA MUHAMMAD AWAIS KHAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Mühendislik BilimleriSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    Prof. Dr. MEHMET YILDIZ

  5. Tez No

    473229

    Development of aluminum honeycomb cored carbon fiber reinforced polymer composite based sandwich structures

    Aluminyum bal peteği ara tabaka içeren karbon elyaf takviyeli polimer kompozit esaslı sandviç yapıların geliştirilmesi

    MEHMET ZİYA OKUR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METİN TANOĞLU

Geri Dön