KOMPOZİT MALZEMELER. Doç. Dr. N. Sinan Köksal

Benzer belgeler
3. KOMPOZİT MALZEME ÜRETİM YÖNTEMLERİ

İÇERİK Kompozit malzemeler

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

İki malzeme orijinal malzemelerden elde edilemeyen bir özellik kombinasyonunu elde etmek için birleştirilerek kompozitler üretilir.

METAL MATRİSLİ KOMPOZİT MALZEMELER

PLASTİK MALZEMELERİN İŞLENME TEKNİKLERİ

Genel olarak bir kompozit malzeme, her iki bileşene ait özelliklerin birleşimiyle daha iyi özellikteki kombinasyonlarının elde edildiği çok fazlı bir

SERAMİK MATRİSLİ KOMPOZİT MALZEMELER ve ÜRETİMİ

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 11 Kompozit Malzemeler. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

KOMPOZİTLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

matris: a (Mo) (sünek) woven fibers cross section view fiber: g (Ni 3 Al) (kırılgan)

matris: a (Mo) (sünek) woven fibers cross section view fiber: g (Ni 3 Al) (kırılgan)

İLERİ YAPI MALZEMELERİ DERS-6 KOMPOZİTLER

Yoğun Düşük sürünme direnci Düşük/orta korozyon direnci. Elektrik ve termal iletken İyi mukavemet ve süneklik Yüksek tokluk Magnetik Metaller

El Yatırma Yöntemi İle Kompozit Parça Üretimi

Kompozit Malzemeler Metal Matrisli Kompozitler

DÖKÜM TEKNOLOJİSİ. Döküm:Önceden hazırlanmış kalıpların içerisine metal ve alaşımların ergitilerek dökülmesi ve katılaştırılması işlemidir.

Kompozit Malzemeler Polimer Matrisli Kompozitler

Konu: Yüksek Hassasiyetli Yağ Keçelerinin Takviye Bilezik Kalıplarının Üretiminde Kullanılan Takım Çelikleri ve Üretim Prosesleri

ASBESTSİZ CONTALAR TEMEL ÖZELLİKLER TEKNİK ÖZELLİKLER. Sanayi ve Ticaret Ltd. Şti.

SÜPER ALAŞIMLAR Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

2/13/2018 MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI

PÜSKÜRTME ŞEKİLLENDİRME (SPRAY FORMING / SPRAY DEPOSITION)

MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ. Malzeme Üretim Laboratuarı I Deney Föyü KOMPOZİT DENEYLERİ

MMM 2011 Malzeme Bilgisi

Kompozit Malzemeler Polimer Matrisli Kompozitler

Kompozit Malzemeler. Tanım:

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 3 Çelik üretimi. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

Kompozit Malzemeler. Tanım:

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

Toz Metalürjisi. Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Notların bir bölümü Dr. Rahmi Ünal ın web sayfasından alınmıştır.

MMM291 MALZEME BİLİMİ

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 4 Metaller, Aluminyum ve Çinko. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

1/26 KARBON-KARBON KOMPOZİTLERİ

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

MAK 4087 KOMPOZİT MALZEME MEKANİĞİ

MALZEME SEÇİMİNİN ÖNEMİ VE MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ. Doç.Dr. Salim ŞAHİN

MALZEMELERİN GERİ KAZANIMI

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

TALAŞLI İMALAT. Koşul, takım ile iş şekillendirilmek istenen parça arasında belirgin bir sertlik farkının olmasıdır.

MALZEME SEÇİMİNİN ÖNEMİ VE MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ

ALUPAM A.Ş. ALUPAM İLERİ TEKNOLOJİK MALZEMELER A.Ş. BURSA-2013

MAK-205 Üretim Yöntemleri I. Yöntemleri. (4.Hafta) Kubilay Aslantaş

İmalat Teknolojileri. Dr.-Ing. Rahmi Ünal. Talaşlı İmalat Yöntemleri

Sentes-BIR Hakkında. Sentes-BIR metallerin birleştirmeleri ve kaplamaları konusunda çözümler üreten malzeme teknolojileri firmasıdır.

İMAL USULLERİ. DOÇ. DR. SAKıP KÖKSAL 1

Kompozit Malzemeler. Polimer kompozit malzemeler reçine (Matrix) ve takviye (Reinforcement) bileşenlerinden oluşur.

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

Nanografi Nanoteknoloji Bilişim İmalat ve Danışmanlık Ltd. Şti.

KATI YALITIM MALZEMELERİ KALSİYUM SİLİKAT

İmalat Teknolojileri. Dr.-Ing. Rahmi Ünal. Talaşlı İmalat Yöntemleri malzemebilimi.net

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

AYTU YÜKSEK ISI VE TEKNİK TEKSTİL ÜRÜNLERİ SAN.TİC.LTD.ŞTİ.

ÜRÜN TANIMI; arasında olmalıdır.! Derz uygulaması yapıştırma işleminden bir gün sonra yapılmalıdır.!

ÇİNKO ALAŞIMLARI :34 1

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 6 Nikel, Titanyum ve Kobalt alaşımları. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

Prof. Dr. İrfan AY / Öğr. Gör. Fahrettin KAPUSUZ

Master Panel NOVA 5TM Çatı

Eczacıbaşı - Lincoln Electric ASKAYNAK. Düşük Alaşımlı Yüksek Dayanımlı Çelikler İçin MIG/TIG Kaynak Telleri

Fabrika İmalat Teknikleri

AD: HEDEF AYMAK NUMARA: G KONU: İNŞAAT ÇELİKLERİ

İMALAT YÖNTEMİ SEÇİM DİYAGRAMLARI

MALZEMELERİN SINIFLANDIRILMASI

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

Eğitim Öğretim Yılı Güz ve Bahar Dönemi Muhtemel Bitirme Çalışması Konuları. Tasarım Projesi Konusu Bitirme Çalışması Konusu Özel Koşullar

Tozların Şekillendirilmesi ve Sinterleme. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

AKPA KOMPOZİT PANEL TEKNİK KATALOG

NEDEN HONEYCOMB? Altıgen petek hücre yapısı sayesinde panellere uygulanan kuvvet veya enerjilerin homojen dağılımını sağlar.

SEÇİMİ Prof. Dr. İrfan AY. Doç. Dr. İRFAN AY / Arş. Gör. T.KEREM DEMİRCİOĞLU 0

Isıl işlem, katı haldeki metal ve alaşımlarına belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ Ders 8

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler.

PLASTİK ŞEKİL VERME (PŞV) Plastik Şekil Vermenin Temelleri: Başlangıç iş parçasının şekline bağlı olarak PŞV iki gruba ayrılır.

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

ÖĞRENME FAALİYETİ 1 ÖĞRENME FAALİYETİ TOZALTI KAYNAĞI

Yaşantımızı kolaylaştıran çoğu teknolojinin gelişimi, uygun malzemelerin üretilebilirliği ile yakından ilişkilidir.

HSS alanında etkinlik

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

SÜPERALA IMLAR. Yüksek sıcaklık dayanımı

İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 BÖLÜM 2

CETP KOMPOZİTLERİN DELİNMELERİNDEKİ İTME KUVVETİNİN ANFIS İLE MODELLENMESİ MURAT KOYUNBAKAN ALİ ÜNÜVAR OKAN DEMİR

TERMOKİMYASAL YÜZEY KAPLAMA (BORLAMA)

Üç farklı malzeme türünden imal edilen ve günlük haya6a sıkça karşılaş9ğımız ürünlerden biri, gazlı içecek kaplarıdır. Gazlı içecekler alüminyum

KALIP KUMLARI. Kalıp yapımında kullanılan malzeme kumdur. Kalıp kumu; silis + kil + rutubet oluşur.

Çelik Hasır Kaynak Elektrotları

TERMOSET PLASTİK KALIPÇILIĞI DERSİ ÇALIŞMA SORULARI. a. Kırılganlık. b. Saydamlık. c. Elastikiyet. d. Mukavemet. b.

İnşaat Müh. Giriş. Konu: ÇELİK YAPILAR. İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 1

7075 SERĠSĠ ALAġIMLARIN GENEL ÜRETĠM YÖNTEMLERĠ

MALZEME BİLİMİ Güz Yarıyılı Kocaeli Üniversitesi Ford Otosan Ġhsaniye Otomotiv MYO. Yrd. Doç. Dr. Egemen Avcu

MALZEME BİLGİSİ DERS 2 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

Malzeme Bilimi ve Malzemelerin Sınıflandırılması

ELYAF TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİN DELİNMESİNDE ÇİFT AÇILI MATKAP UÇLARIN İTME KUVVETİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

ÇELİK YAPILAR (2+1) Yrd. Doç. Dr. Ali SARIBIYIK

Pik (Ham) Demir Üretimi

İmalat Yöntemleri. Prof. Dr. Akgün ALSARAN

R4 Çatı Paneli. Üretim Yeri. İstanbul

Master Panel 1000 R7 Çatı ve Cephe

MOTOR KONSTRÜKSİYONU-3.HAFTA

1. Giriş Malzeme Türleri

R3 Çatı Paneli. Üretim Yeri İskenderun. Uygulama Alanları

Transkript:

KOMPOZİT MALZEMELER Doç. Dr. N. Sinan Köksal

Kompozit malzemeler, makroskobik olarak birbirinden ayrı, iki ya da daha fazla malzemenin bazı özelliklerin (hafiflik, dayanım esneklik, vb.) geliştirilmesi amacıyla bir araya getirilmesi ile imal edilen malzeme türüdür. Kompozit malzeme, fiziksel ve kimyasal özellikleri farklı iki veya daha fazla malzemenin bir araya gelerek oluşturduğu çok üstün özelliklere sahip olan malzemelerdir.

Kompozitler genel olarak; «matris» ismi verilen bir ana malzeme ve «takviye elemanı» ismi verilen daha mukavim bir malzemeden oluşturulur.

Bir kompozit yapıda matrisin görevi; yapıştırıcı ve tutucu özelliği ile, fiberleri bir arada tutmak, yükü fiberlere aktarmak, dağıtmak ve kompozit yapıyı dış etkenlerden korumaktır.

MATRİSE GÖRE; 1. Polimer matrisli kompozitler Matris olarak plastik esaslı malzemelerin kullanıldığı kompozit malzemelerdir. Örnek olarak cam elyaflı plastikler verilebilir. 2. Metal matrisli kompozitler Matris olarak, Al, Mg, Cu ve çelik ile benzeri metallerin kullanıldığı kompozit malzemelerdir. 3. Seramik matrisli kompozitler Bunlar; Al2O3, SiC, Si3N4, B4C, CBN, TiC, TiB, TiN ve AIN dir. Sandviç zırhlar, çeşitli askeri amaçlı parçalar imali ile uzay araçları bu ürünlerin başlıca kullanım yerleridir. https://www.youtube.com/watch?v=vp1qviqzmu8&list=plk-pb1gxyfkjz_crmtpe1x_imwgwxpvch

TAKVİYEYE GÖRE a) Elyaf takviyeli kompozitler b) Parçacık takviyeli kompozitler c) Tabakalı kompozitler d) Karma kompozitler

KOMPOZİTLERİN AVANTAJLARI. Ağırlıkça tasarruf edilmiştir.. Çatlak ilerlemesi olayı minimize edilmiştir.. Titreşimleri absorbe edilme özelliği sağlanmıştır.. Kompozitlerden bazıları çok yüksek akma sınırı değerlerine sahiptir.. Korozyon problemi yoktur. Bunda matris ve malzemenin uygun seçilmesinin önemi büyüktür. Aksi takdirde birbirleri ile temasta bulunan malzemeler pil oluşturacak ve galvanik korozyona neden olacaktır.. Kopma uzaması metallere göre daha yüksektir.. Yorulma dirençleri oldukça yüksektir.

KOMPOZİTLERİN DEZAVANTAJLARI. Üretimi nispeten pahalıdır.. Metallere yapışmazlar.. Fırınlamadan (pişirmeden) kullanılamazlar.. Değişik doğrultuda değişik mekanik özelliklere sahiptir. Aynı kompozit malzemeler için çekme, basma, kesme, eğilme mukavemet değerleri farklı farklıdır.. Nem ve hava zerrecikleri, kompozitlerin mekanik ve yorulma özelliklerini olumsuz yönde etkiler.. Delik delme ve kesme türü işlemler liflerde açılmaya yol açmaktadır.

KOMPOZİTLERİN SEÇİMİ Bir kompozit malzemenin seçiminde, belirli bir özellikten çok özelliklerin optimum bir bileşimi amaçlanır. Örnek: Bir uçağın gövdesi ile kanatlarının hafif, dayanıklı, rijit ve tok olması gerekir. Değişik elyaf takviyeli polimerler bu özelliklere sahiptir. Örnek: Doğal lastik tek başına nispeten zayıftır. Karbon karasının eklenmesi dayanımını arttırır.

How to design, build and test a composite aircraft: https://www.youtube.com/watch?v=78pgx5sccs8

Ülkemizde fiber-glass diye tanınan bu malzemeler, 1960 lı yıllardan itibaren sıvı tankları, çatı levhaları, küçük boy deniz tekneleri gibi elemanların imalatında kullanılmaktadır. Ülkemizde seri üretimi yapılmış ilk yerli otomobil olan Anadol un kaportası da bu malzemedendir. Kompozit malzemelerle ilgili tanıtım videoları: http://www.youtube.com/watch?v=dbywz4pj3qa https://www.youtube.com/watch?v=rdswupwuyjk&nohtml5=false

KOMPOZİT MALZEMELERİN UYGULAMA ALANLARI

CAM ELYAFLI KOMPOZİTLERİN UYGULAMA ALANLARI Cam elyaflı kompozitlerin, mukavemet, hafiflik, düşük maliyet ve korozyon direnci gerektiren uygulamalarda kullanılması oldukça yaygındır. Günümüzde ise uzay sanayinde kullanılan malzemelerden spor malzemelerine kadar çok geniş bir spektrum içerisinde uygulama alanı bulmuştur. https://www.youtube.com/watch?v=qnpa6k2oiao

Uçak Sanayi Uçak parçaları için elyaf destekli kompozitler çok cazip hale gelmiştir. Bu alanda en çok kullanılan elyaf, karbon, aramid ve camdır. Matris malzemesi olarak 120170 C arasında polimerleşen epoksiler kullanılmaktadır.

Uzay ve Roket Sanayi Roket sanayinde kompozitlerin ilk kullanım alanı roket kılıfı uygulamasıdır. Böylelikle roketlerin taşıma kapasitesi ve menzili artırılmıştır. Uzay mekikleri metal matrisli kompozitlerin (MMC) çok kullanıldığı ilk uygulamalardan birisidir. Uzay mekaniğinin ana çatısı, tek yönlü borun elyafı alüminyum ana yapılı tüplerden oluşmuştur. Bu tüpler alüminyum tiplere göre, % 44 ağırlık tasarrufu sağlamıştır.

Otomotiv Sanayi Otomotiv uygulamaları görünüş ve yapısal dayanıklılık olmak üzere iki sınıfa ayrılabilir. Örnek; kaporta için görünüş önem arz eder. Ancak şasi gibi yük taşıyan elemanlarda mukavemet önemlidir.

Denizcilik Sanayi Boyu 50 m ye kadar olan gemi ve tankerlerin gövdelerinin kompozitlerden imali ekonomik olarak mümkündür. Diğer taraftan lüks yatlar ve sürat motorları da kompozitlerden imal edilirler. https://www.youtube.com/watch?v=7nlhiyouqn4

KOMPOZİT MALZEMELERİN SINIFLANDIRILMASI

Kurşun geçirmez km https://www.poliya.com/tr/applications/

METAL MATRİSLİ KOMPOZİTLER Özellikle otomotiv sanayinde kullanılan kompozitlerdir. Ör; SiC takviyeli alüminyum matris kompozitler. ŞEKİL %85 WC ve %15 Co dan oluşan semente karbürün içyapısı (1500X).

Metal Matrisli Kompozitler (MMC ler) İkincil bir fazla takviye edilmiş metal matris Takviye fazları: 1. Seramik parçacıkları Bu MMC ler genellikle sermet olarak adlandırılır. 2. Değişim malzemelerin elyafları Diğer metaller, seramikler, karbon ve boron. https://www.youtube.com/playlist?list=pl3b2c07e01f72869b

Genellikle, çok yüksek sıcaklıklarda çalışan yapılarda kullanılırlar. Takviye malzemesi olarak genellikle silicon carbide ve boron nitride gibi kısa fiberler kullanılır.

Seramik Matrisli Kompozitler (CMC ler) Genellikle elyaf içeren bir ikincil fazın gömülü olduğu seramik birincil faz Seramiklerin önemli özelikleri: yüksek katılık, sertlik, sıcak sertlik ve basma dayanımı; ayrıca izafi olarak düşük yoğunluk Seramiklerin zayıflıkları: Düşük tokluk ve kütlesel çekme dayanımı, ısıl çatlamaya hassasiyet CMC ler seramiklerin zayıflıklarını dengelerken önemli özelliklerinin öne çıkarılmasını simgeler.

Semente Karbürlerin Uygulamaları Tungsten karbür sermetler (Co bağlayıcılı) Kesici takımlar, tel çekme kalıpları, kaya delme matkapları, toz metal kalıplar, sertlik ölçüm uçları Titanyum karbür sermetler (Ni bağlayıcılı) Kesici takımlar; gaz türbini nozul kanatçıkları gibi yüksek sıcaklık uygulamaları Krom karbür sermetler (Ni bağlayıcılı) Mastar blokları, valf astarları, püskürtme nozulları

Elyaf Genellikle dairesel kesite sahip takviye malzemesi liflerdir. Çap aralıkları ~ 0.0025 mm ile yaklaşık 0.13 mm Lifler kompozitlerin dayanımının artmasında en büyük fırsatı sağlarlar. Çap küçüldükçe malzeme, elyafın ekseni doğrultusunda yönlenmiş hale gelir ve yapıdaki hata ihtimali önemli oranda düşer.

Elyafın Yönlenmesi Kompozit malzemelerde elyafın yönlenmesi: (a) tek boyutlu sürekli elyaf; (b) (b) dokunmuş bir kumaş şeklindeki düzlemsel sürekli elyaf; (c) (c) tesadüfi süreksiz elyaf

Elyaf Malzemeleri Cam en yaygın kullanılan iplikçik Karbon yüksek elastiklik modülü Bor çok yüksek elastiklik modülü Polimerler - Kevlar Seramikler SiC ve Al2O3 Metaller - çelik Elyafın en önemli ticari kullanımı polimer kompozitlerdir.

Kompozit malzemelerde; elyaf; sertlik, sağlamlık gibi yapısal özellikleri, plastik reçine malzemesi ise elyafın yapısal bütünlüğü oluşturması için birbirine bağlanması, yükün elyaf arasında dağılmasını ve elyafın kimyasal etkilerden ve atmosfer şartlarından korunmasını sağlar. Kompozit malzemelerin oluşturmaktadır. %90 a yakın kısmını polimer esaslı matrisler

CAM ELYAF ÜRETİMİ Cam elyaf üretimi için, öncelikle hammaddeler elektrik fırınlarında yaklaşık 1200-1500 C de ergitilir. Daha sonra ergiyen malzeme platin alaşımlı bir potanın tabanındaki binlerce delikten ve devamında bir soğutma bölgesinden geçirilir.

Cam elyafın esasını silis-kum ( SiO2) meydana getirmektedir. Diğer bileşenler ise, sodyum (Na), Kalsiyum (Ca), Magnezyum (Mg), Alüminyum (Al), Baryum (Ba) ve Demir (Fe) gibi elementlerin oksitlerinden oluşur. Polimer esaslı kompozitlerde kullanılan en yaygın ve ucuz takviye elemanıdır.

Özellikleri Belirleyen Üç Faktör 1. Kompozitte bileşen faz olarak kullanılan malzemeler 2. Bileşenlerin geometrik şekilleri ve kompozit sisteminin sonuçta oluşan yapısı 3. Fazların birbiriyle nasıl etkileştikleri https://www.youtube.com/watch?v=nhekpannjfy

Diğer Kompozit Yapılar Tabakalı kompozit yapı geleneksel Sandviç yapı Bal peteği sandviç yapı ŞEKİL 8.20 Katmanlı kompozit yapıları: (a) Geleneksel katmanlı yapı, (b) Köpük iç malzeme kullanan sandviç, (c) Bal peteği sandviç yapı

Tabakalı kompozit yapı

Sandviç Yapı: Köpük Özlü Farklı malzemelerden ince sacların her iki yüzeyine yapıştırılmış nispeten kalın bir düşük yoğunluklu köpük öz

Sandviç Yapı: Bal Peteği Öz Köpük öze alternatif köpük veya bal peteği, yüksek dayanım/ağırlık ve katılık/ağırlık oranlarına ulaşmayı sağlar.

Elyaf Takviyeli Kompozit Üretim Yöntemleri En basit üretim yöntemidir. Genellikle keçe veya dokuma biçimli elyaf, daha önceden hazırlanan kalıp içerisine yerleştirilerek, matriksi oluşturan reçine fırça gibi basit el aletleriyle elyafın üzerine sürülür. İstenilen kalınlık elde edilinceye kadar bu işleme devam edilir, böylece tabakalı kompozit üretilmiş olur. Bu yönteme en uygun reçineler; polyester ve epoksidir. Tutuşmayı engellemek, hafiflik elde etmek, görünümü güzelleştirmek gibi nedenlerden dolayı reçineye değişik dolgu maddeleri katılmaktadır, reçinelerin kalıp yüzeyine yapışmaması için polivinil alkol (PVA), silikon, madeni yağlar ve vaks gibi kalıp ayırıcılar kullanılır.

Elyaf takviyeli kompozit malzeme üretim yöntemleri El yatırma Püskürtme Sürekli Kalıplama Elyaf sarma Reçine transfer kalıplama (RTM)/Reçine enjeksiyonu Profil çekme / Pultruzyon Hazır kalıplama Vakum bonding

1. El yatırma yöntemi Kalıp silindikten sonra birinci kalıp ayırıcı olarak vaks sürülür. Süngerle ikinci ayırıcı olarak PVA sürülür. Fırçayla viskozitesi yüksek jelkot sürülür. Takviye elemanı olarak kullanılacak elyaf hazırlanır. Reçine hazırlanarak dolgu maddeleri katılır. Jelkot üzerine fırça ile reçine sürüldükten sonra keçe veya kumaş şeklindeki elyaf yerleştirilir ve fırça darbeleriyle reçine emdirilir. Rulolanarak hava kabarcıkları çıkarılır. İstenilen kalınlığa ulaşıncaya kadar tüm bu işlemler tekrarlanarak sertleştirilmeye bırakılır ve mamül kalıptan çıkarılır.

2. Püskürtme yöntemi El yatırma yönteminin makineleşmiş halidir. Daha fazla ürün elde etmek için kullanılır. Bir püskürtme tabancası ile kırpılmış elyaf ve reçine karışımı kalıba püskürtülerek kalıbın şeklini alması sağlanır. Püskürtme işlemi yüzeye dik olarak yapılmalı ve böylece malzeme israfı önlenmelidir. Püskürtme sonrası reçine içindeki havayı çıkarmak ve yüzeyi düzgünleştirmek amacıyla rulolama uygulanır. Oto kaportası, kayık, küvet, yüzme havuzlarının iç yüzeyi bu yöntemle kaplanır.

Püskürtme Şekil.- Püskürtme Yöntemi ve Püskürtme Tabancası

3. Sürekli kalıplama a) Devamlı levha üretim yöntemi Elyaf veya kumaş reçine banyosundan geçirildikten sonra üzerine polyester püskürtülür ve iki ince selefon tabaka arasında sandviç haline getirilir. Hava kabarcıklarının çıkması için rulolardan geçirilir. Daha sonra şekil verilmek üzere fırına verilir ve jelleşme başladığı sırada şekillendirme rulolarından geçirilir. Böylece imal edilecek olan levha son şeklini almış olur. Bu metotta, sertleştirici miktarlarının fırın sıcaklık ve boyuna bağlı ayarlanması dikkat edilmesi gerekli olan noktadır.

b) Profil çekme yöntemi Elyaflar reçine tankından geçirilerek reçine tatbik edilir. Bu yöntemle genellikle çubuk ve boru şekilli ürünler elde edildiğinden, karışımın çubuk ve boru şekli kazanması için uygun kalıplardan çekilirler. Şekillerin kalıcı olması için çekme kafaları ısıtılabileceği gibi bir fırından da geçirilebilir. Bu üretim yöntemiyle; kapı, pencere profilleri, kara yolları korkulukları gibi mamüller üretilebilmektedir.

4. Elyaf Sarma Yöntemi Elyaf reçine banyosuna daldırıldıktan sonra iki punta arasında dönmekte olan ve üzerine ayırıcı sürülmüş kalıp üzerine sarılmasından ibarettir. Genellikle; silindirik kaplar, silolar, basınçlı kaplar, güç iletim şaftları ve roket motor kasaları bu yöntemle üretilirler. Bu metotla daha yüksek kalite ve mukavemette ürün elde etmek mümkündür. Üretim bir mandrel üzerine elyaf sarılması şeklinde olduğundan iç yüzeyi pürüzsüz parçalar imal edilebilir. Polyester, epoksi ve silikon gibi reçineler kullanılabilir. Kuru sarma ve yaş sarma gibi iki çeşit imalat çeşidi vardır. Ayrıca sürekli lifler kalıp üzerine düzlemsel veya helisel sarılabilirler.

5. Santrifüj kalıplama Boru, silo ve silindirik kapların imalinde kullanılır. Kırpılmış elyaf ve sertleştirici katılmış reçine karışımı silindirik kalıba doldurulur. Döndürülen kalıbın cidarlarına merkez kaç kuvveti yardımıyla dağıtılan karışıma sıcak hava üflenerek sertleştirilir. Dış yüzeyi pürüzsüz parça imali mümkündür.

6. Torba ile kalıplama El yatırma ve püskürtme yöntemleri ile üretilen mamüllerin yüzeylerini düzeltmek için kullanılır. Küçük farklılıklar içeren üç metotla üretim yapılır. a) Vakum torbası yöntemi: İş parçası vakum tablasının üzerine konarak tablanın üzeri vakum torbası ile kapatılır. Torbanın içerisindeki hava emilmeye başlanır. Hava boşaldıkça vakum torbası iş parçasının üzerine yapışır ve iş parçasına basınç uygular. Böylece daha kaliteli parça üretimi gerçekleşir. Vakum torbası olarak selefon veya naylon torbalar kullanılır. b) Otoklav yöntemi: Vakum torbası yönteminden farkı üretimin basınçlı bir metal içerisinde yapılması ve bir üst basıncın parça üzerine tatbik edilmesidir. üçük farklılıklar içeren üç metotla üretim yapılır. Azot gazı ile basınç sağlanır. Sertleşmenin hızlanması için otoklav (basınç kabı) bir fırın gibi ısıtılır veya içerisine sıcak gaz sirkle ettirilir. c) Basınç torbası yöntemi: Vakum torbası yöntemine benzer. Vakum torbası yönteminden tek farkı torbadaki basıncın vakum olarak içerden değil de dışardan verilmesidir.

7. Kapalı döküm yöntemi Döküm iki kalıp arasında gerçekleştirilir. Geniş ve kompleks parça imaline elverişlidir. Üretim sonunda ürünün her iki yüzeyi de pürüzsüz olduğundan her hangi bir ek işleme gerek yoktur.

Vakum Destekli Reçine İnfüzyon Prosesleri (VARIM, SCRIMP, RIFT, VARTM )

Metal Matriksli Kompozit Üretim Yöntemleri

1 Sıcak presleme yöntemi Elyafların konumunu muhafaza etmesi için metal folyeler arasına yerleştirilir. Belirli bir sıcaklıkta presleme yapılır. Presleme sırasında bağlayıcı madde püskürtülür. Presleme sırasında uygulanan basınç üretilecek olan kompozitin boyutuna bağlı olarak 0,5-15 MPa aralığındadır. Sıcaklık ise reçine sıcaklığına bağlı olarak, 80-170 C aralığında uygulanır. Saatte 15-30 adet ürün elde edilebilir. Genellikle yassı mamüller üretilir. Bu yöntemde kullanılan matrisler; Alüminyum, Magnezyum, Titanyum ve alaşımlarıdır.

2 Toz metalürjisi yöntemi

Üretim şemasından da görülebileceği gibi metal veya seramik matriks tozları kırpılmış elyaf veya kılcal kristaller ile karıştırılır. Karışım sıcak veya soğuk preslenir. Eğer karışım soğuk preslenecekse koruyucu atmosferde sinterleme yapılır. Sinterlemenin amacı toz parçaları arasındaki fiziksel bağları kimyasal bağlara çevirmektir. Tozların sinterlenmesi sırasında elyaf ve takviye elemanının özellikleri bozulabileceğinden karışım uzun süre ısıtılmamalıdır. Presleme sonrası bitirme işlemleri yapılır. Matriks olarak bakır, nikel, kobalt, alüminyum ve çelik, elyaf olarak kırpılmış elyaf, kılcal kristaller ve metal tozları kullanılır.

3 Sıvı Metal Emdirme Yöntemi Genellikle erime noktası düşük olan metaller kullanılır, bu nedenle en çok kullanılan metaller; alüminyum, magnezyum, gümüş ve bakırdır. Basınç ve vakum altında elyafa metal emdirilmesi veya elyafın reçine tankından geçirilmesiyle sürekli üretim mümkündür. Bu yöntemle %45 elyaf hacim oranına sahip kompozit malzeme üretilebilir. Kiriş veya boru gibi parçalar üretilir. Bu yöntemle Al-Bor, Ni-SiC ve Ni-W kompozitleri üretilebilir.

4 Elektroliz yöntemi Katot olarak kullanılan mandrel üzerinde bulunan elyaflara elektroliz sırasında metal matris çökertilir. Yüksek elyaf hacim oranına sahip kompozit malzeme üretmek söz konusudur. Genellikle matris olarak nikel kullanılır. Elektroliz ile boron, silikon karpit ve tungsten filamentleri nikel matris üzerine çökertilir. Daha sonra elyaflar preslenerek birleştirilir.

5 Buhar çökeltme yöntemi Bu yöntemde buharlaştırılan matriks takviye elemanı üzerine çökertilir. Düşük sıcaklıklarda bu işlemin gerçekleşmesi avantajı, pahalı bir yöntem olması ise dezavantajıdır. Alüminyum ve nikel gibi matriksler elyaflar üzerine çökertilerek kaplanır. Daha sonra bu elyaflar preslenir.

6 Haddeleme yöntemi Bu yöntemde elyafla metal folyeler birlikte haddelenerek sürekli şeritler üretilebilir. Basınç etkisiyle folye ve elyafın birleştirilmesi sağlanır. Metal matriksin haddeleme sırasında oksitlenmesi söz konusu ise haddeleme vakum altında yapılır.

3 Yüksek Performanslı Kompozit Üretimi Bir Avusturya firması (Quickstep Technologies Pty Ltd.) yüksek performanslı kompozit üretimi için daha ucuz ve daha hızlı olan yeni bir otoklav prosesi geliştirmişlerdir. Normal şartlarda altı saatte yapılabilecek bir üretim bu metotla bir saatte yapılabilmektedir. Parça üzerine sıcak akışkan gönderilerek parçanın ısıl işlem için hazırlanması sağlanmaktadır. Kullanılan akışkanlar genellikle su ve yağdır.

Su genel itibariyle vinilester, polyester ve fenolik reçinelerle birlikte kullanılır. Gemi yapımı ve otomotiv uygulamaları vb.) biri yüksek diğeri düşük basınca sahip iki kalıpta üretim yapılmaktadır. Üst kalıp (yüksek basınç odası) iç kısmında ısıl işlem sırasında alt basınç odasındaki parçanın üzerini saracak esnek bir membran mevcuttur. Bu metotla çok kalın numuneler bile üniform bir yapıya sahip olacak şekilde ısıl işleme tabi tutulabilir. Öyle ki; fiberglas/epoksi kompozitlerde 22mm ye kadar sorunsuz üniform bir ısıl işlem yapılmaktadır.

Bu metot daha çok tabakalı kompozit üretimine elverişli olup, hassas ve ucuz parça üretimine de uygundur. Bu metotla; aşağıda görüldüğü gibi parça üzerinde istenen bölgeler ısıtılırken istenen bölgeler soğutulabilir.

Yüksek performanslı kompozit üretimi aşamaları: Kalıba yerleştirilen parça ilk olarak düşük basınç odasında (alt kalıp) bekletilir. Yüksek basınç odası (üst kalıp) parçanın içerisinde bulunduğu düşük basınç odası üzerine konur. 25-40 C arasındaki soğuk akışkan yüksek basınç odasına düşük basınçta gönderilir. Bunun nedeni yüksek basınç odasında bulunan membranın parçayı tam olarak sarmasıdır. Düşük viskoziteye sahip orta sıcaklıktaki akışkan (70-100 C), parçanın çevresini dolaşacak şekilde yaklaşık beş dakika her iki arasına gönderilir. Isıl işlem sıcaklığındaki akışkan reçine sıcaklığına ulaşıncaya kadar, yaklaşık 10-30 dakika arasında kalıp içerisinde dolaştırılır. Daha sonra bu akışkan kalıptan çekilir. Sırasıyla kalıplardan orta sıcaklıktaki akışkan ve soğuk akışkan çekilir. Üretimi yapılan parça kalıptan çıkarılır.

Şekil 7- RTM Yöntemi

Şekil.8- Vakum Bonding

Metal tabakalı kompozit malzeme Dış cephelerde kullanılan tabakalı alüminyum levha katmanları

Polimerleri İşleme Kılavuzu Polimerler hemen sadece yüksek plastik hale ısıtılmış olarak şekillendirilir. Yaygın işlemler ekstrüzyon ve kalıplamadır. Termosetlerin kalıplanması, çapraz bağlanma nedeniyle biraz daha karmaşıktır. Termoplastiklerin kalıplanması daha kolay olup çok sayıda kalıplama yöntemi mevcuttur. Lastiğin işlenmesi plastiklere göre daha eskidir ve lastik sanayi, benzer yöntemleri kullansa dahi geleneksel olarak plastik sanayinden ayrıdır.

Kompozitler hakkında bilgi için https://www.youtube.com/playlist?list=pl3b2c07e01f72869b http://kisi.deu.edu.tr/cesim.atas/ http://www.camelyaf.com.tr/images/pdf/ctpcamelyaf.pdf http://www.kompozit.org.tr/documents/bildirimler/tez.pdf http://kisi.deu.edu.tr//mehmet.zor/composite%20materials/2genel_bilgiler.pdf https://www.youtube.com/watch?v=zw0y3wud4qo&list=plmyie8c QbvFOnNVEKSQaSVopnplKvyuu5&index=2 https://www.youtube.com/watch?v=zmjnbx117-e (grafen)