1 st International Symposium on Plastic and Rubber Technologies and Exhibition 29-31 May 2013, Ankara, Turkey Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Malzemelerin Talaşlı Şekillendirilebilirliği Ş.Bayraktar 1, a Y.Turgut 1, b, Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, İmalat Mühendisliği, Ankara, TÜRKİYE a senolbayraktar@gazi.edu.tr, b yturgut@gazi.edu.tr Özet Mühendislik uygulamalarında kullanılan metallere kıyasla, elyaf takviyeli polimer kompozit malzemeler, yüksek mekanik dayanım, sertlik, hafiflik, düşük termal genleşme ve yüksek sönümleme gibi birçok özellikleri bir arada bulundurmaktadırlar. Ancak, bu malzemeler karmaşık yapıya sahip olduğundan, talaşlı şekillendirme işlemleri esnasında, elyaf kopması ve delaminasyon gibi mühendislik özelliklerini olumsuz şekilde etkileyecek durumlara neden olmaktadır. Yapılan talaşlı şekillendirme çalışmalarının ağırlıklı olarak sırasıyla, delik delme, frezeleme, tornalama ve taşlama şeklinde olduğu gözlenmektedir. Ayrıca, çalışmalarda kesme parametrelerine bağlı olarak elde edilen veriler, Taguchi, ANOVA, Yapay Sinir Ağları (ANN) ve Regresyon analizi gibi istatistiksel yöntemler kullanılarak yorumlanmaya çalışılmıştır. Birçok çalışmada talaşlı işlemlerde, yüksek kesme hızı ve düşük ilerleme değerlerinin kullanılması gerektiği vurgulanmıştır. Keywords: Kompozit Malzemeler, Elyaf Takviyeli Polimer Kompozitler,Talaşlı Şekillendirilebilirlik 1.Giriş Elyaf takviyeli kompozit malzemelerin kullanımı özellikle uzay, havacılık, otomotiv, spor ürünleri ve denizcilik sektöründe büyük oranda gelişmektedir. Kompozit malzemelerden kalıplanarak üretilen çoğu parçalar için genellikle ölçüsel doğruluk, montaj ve yüzey hasassiyetinden dolayı talaşlı şekillerdirme işlemine ihtiyaç duyulmaktadır [1]. Elyaf takviyeli kompozitlerin talaşlı şekillendirilebilirliği, kompozit malzeme içerisinde bulunan elyafın tipine ve özelliklerine bağlıdır. Bu malzemelerin sahip olduğu mekanik ve termal özellikler, şekillendirilebilirlik üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Ayrıca, elyaf takviyeli kompozitlerin talaşlı şekillendirilebilirliği, kesici takım (kesici takım malzemesi ve geometrisi) ve kesme parametrelerine bağlıdır [2],[3]. Elyaf takviyeli kompozit malzemeler, çelik malzemeler gibi homojen yapıya sahip olmadıkları için şekillendirilebilirlikleri farklıdır. Bu nedenle, homojen yapılı çeliklerde oluşan yüzey durumu ve takım aşınması gibi mekanizmalar yönünden benzerlik göstermezler [4]. Bu malzemelerin talaşlı şekillendirilmesinde, malzemenin davranışı, 9
1. Uluslararası Plastik ve Kauçuk Teknolojileri Sempozyumu ve Sergisi 29-31 Mayıs 2013, Ankara, Türkiye malzemenin homojen olmayan ve anizotropik yapısının yanında, takviye türü ve matris/takviye hacim oranına bağlıdır. Ayrıca, kompozit malzemelerin talaşlı şekillendirilebilirliği, kesici takımın aşınma direnci ve geometrisi üzerinde özel talepler gerektirebilir. Buna göre bu mekanizmaları dikkate alarak, kesici takım seçiminin iyi yapılması gerekmektedir [5]. Resim 1. SEM görüntüsü çekilmiş karbon elyaf kompozit malzeme [6] a Resim 2. a) Karbon elyaf takviyeli malzeme [7] b) Başlıca elyaf dokuma türleri [8] b 2. Elyaf Takviyeli Kompozitlerin Delinebilirliği Talaşlı şekillendirme işlemleri bakımından kıyaslandığında, delik delme ile ilgili işlemler, tüm talaşlı şekillendirme işlemlerinin %40 ını oluşturmaktadır [9]. Delik delme işlemleri esnasında, delinen yüzeyde hasara (delaminasyon) ve elyaf kopması gibi istenmeyen durumlara neden olmaktadır [7]. Delik yüzeyinde oluşan bu olumsuz durumlar, kompozit malzemeler için ciddi sorun olup, bunun önlenmesi için iş parçası, kesici takım ve kesme parametreleri gibi kriterlerin göz önüne alınması gerekmektedir [9]. Delik delme işlemi ile ilgili yapılan çalışmalarda da, yüzey hassasiyetinin, kesme parametreleri, takım geometrisi ve kesme kuvvetlerine bağlı olduğu belirtilmiştir [7]. Ayrıca delaminasyon faktörü de (yüzey hasar faktörü) delik delme işlemi esnasında yüzey hassasiyetini etkileyen önemli unsurlardan biridir. Delaminasyon faktörü, delik bölgesinde oluşan maksimum hasar çapının (D max ) matkap çapına oranlanmasıyla hesaplanan sayısal değerdir [10]. Bu sayısal değer yüzey hasarlarının belirlenmesinde önemli bir unsurdur [7]. Polimer kompozitlerde oluşan bu hasar matkabın malzemeye girişi (peel-up), matkabın malzemeden çıkışı esnasında (push-down) gerçekleşir [11]. 10
1 st International Symposium on Plastic and Rubber Technologies and Exhibition 29-31 May 2013, Ankara, Turkey Resim 3. Delik delme işleminde delaminasyon faktörünün gösterimi [12] Şekil 1. Polimer matrisli kompozitlerin delinmesi esnasında, delik giriş ve çıkış bölgesinde oluşan delaminasyonun gösterimi [13] Davim ve ark., kompozit plakaların delinmesi esnasında oluşan delaminasyonu araştırmak için yaptıkları çalışmada, 5 mm çapında karbür matkap ve %55 elyaf oranına sahip 0 ve 90 elyaf açılı kompozit plaka kullanmışlardır. Çalışma sonucunda artan kesme hızı ve ilerleme ile delaminasyonda artış olduğunu vurgulamışlardır [14]. Ekici ve Işık, cam elyaf takviyeli polimer kompozitlerin delinmesi esnasında oluşan yüzey hasarını araştırmışlardır. Çalışmalarında, 2,3 ve 4 ağızlı, 60, 90 ve 120 uç açısına sahip HSS matkaplar kullanmışlardır. Deneyler sonucunda, artan kesme hızıyla yüzey hasar faktörünün azaldığı ve artan ilerleme değerleri ile yüzey hasar faktörlerinde artış olduğu belirtilmiştir [15]. Canpolat, CYCOM ve ISOCAL cam elyaf takviyeli polimer kompozit malzemenin delinebilirliğini, HSS, TiN ve karbür matkapları kullanarak araştırmıştır. Araştırma sonucunda, ilerleme değerinin artmasıyla, yüzey pürüzlülüğünde artış olduğu ve en iyi yüzey kalitesinin karbür matkaplarla elde edildiği belirtilmiştir [16]. Karnik ve ark., yapay sinir ağları (ANN) kullanarak, karbon elyaf kompozit malzemenin delinebilirliğini deneysel olarak araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, devir sayısının artmasıyla yüzey hasarında azalma olduğunu ve daha büyük uç açısına sahip matkap kullanıldığında ise yüzey hasarında artış olduğunu gözlemişlerdir [17]. Tsao ve Hocheng, karbon elyaf kompozit malzemenin delinmesi esnasında oluşan yüzey hasarı üzerinde, 11
1. Uluslararası Plastik ve Kauçuk Teknolojileri Sempozyumu ve Sergisi 29-31 Mayıs 2013, Ankara, Türkiye takım aşınmasının etkisini araştırmışlardır. İlerleme değerlerinin artmasıyla, kesici takımda aşınmanın arttığı ve devir sayısının azaltılması ile aşınmanın azaldığı gözlenmiştir [9]. Camuşcu ve ark., elyaf takviyeli kompozit malzemelerin karbür kesicilerle delinebilirliği üzerine deneysel araştırma yapmışlardır. Araştırma sonucunda, kesici takım aşınmasına ve malzeme üzerinden elyaf kopmasına neden olan etkenin ilerleme faktörünün olduğu, düşük ilerleme değerleri kullanarak daha fazla delik delinebileceği belirtilmiştir. Ayrıca, kesme hızının artması ile daha fazla sayıda delik delinebildiğini de belirtmişlerdir [18]. Işık ve Altan, karbon elyaf takviyeli polimer kompozit malzemenin delinmesinde, delik giriş ve çıkışında oluşan yüzey hasarını deneysel olarak araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, yüksek kesme hızları ve ilerleme değerlerinde, yüzey hasar faktörünün arttığı, ayrıca kesici takım uç açısının artması ile de hasar faktörünün arttığı gözlenmiştir [19]. Kılıçkap, cam elyaf takviyeli polimer kompozit malzemelerin delinmesi esnasında oluşan deformasyonu araştırmıştır. Araştırma sonucunda, deformasyon üzerinde, kesme hızı ve ilerleme değerlerinin etkili olduğu ve bu değerlerin artmasıyla deformasyonda artışın olduğunu gözlemlemiştir. Ayrıca deformasyon faktörü üzerinde, kesici takım uç geometrisinin de etkili olduğu ve hem delik girişinde hemde delik çıkışında en düşük deformasyonun kademeli matkaplarla elde edildiğini belirtmiştir [20]. Kılıçkap ve Çelik, G10 EPGC 201 kompozit malzemenin delinmesinde oluşan deformasyona etki eden parametreleri deneysel olarak araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, ilerleme, matkap uç açısı ve kesme hızının delik giriş ve çıkışındaki deformasyonu önemli ölçüde etkilediği ve deformasyona en fazla etki eden parametrenin ilerleme miktarı olduğunu belirtmişlerdir [21]. Plastik esaslı kompozit malzemelerin delinmesinde, genellikle delik giriş ve çıkışında oluşan delaminasyon (yüzey hasarı) ile ilgili çalışmaların daha yoğunlukta olduğu gözlenmiştir. Çalışmalar sonucunda, delaminasyonu azaltmak için ilerleme değerlerinin düşük seçilmesi gerektiği belirtilirken, kesme hızı değerlerini de mümkün olduğu kadar yüksek değerlerde kullanılması gerektiği vurgulanmıştır. Ayrıca, matkap uç geometrisinin de, delaminasyon üzerinde etkili olduğu belirtilmiştir. 3. Elyaf Takviyeli Kompozitlerin Frezelenmesi Elyaf takviyeli kompozitlerin frezelenmesinde, delik delme operasyonlarında karşılaşılan yüzey hasarına benzer şekilde durumların ortaya çıktığı gözlenmiştir. Yapılan çalışmalarda ise genellikle parmak freze ile işlemenin yaygın olduğu gözlenmiştir. Parmak freze ile işlemede oluşan yüzey hasar faktörünün hesabı yapılırken, W max /W oranı kullanılmaktadır. Burada W max, frezeleme esnasında oluşan maksimum hasar çapını ifade ederken, W ise kullanılan kesici takım çapını ifade etmektedir (Şekil 2). Yapılan bazı çalışmalar sonucunda, yüzey hasar faktörleri üzerinde etkili parametrenin tespiti için varyans analizinin (ANOVA) kullanıldığı ve maliyeti ve harcanan zamanı en aza indirgemek için optimum parametrelerin belirlenmesinde ise Taguchi metodunun kullanıldığı gözlenmiştir. 12
1 st International Symposium on Plastic and Rubber Technologies and Exhibition 29-31 May 2013, Ankara, Turkey Şekil 2.W max ve W nin şematik gösterimi [22] Davim ve Reis, karbon elyaf kompozit malzemenin frezelenmesi esnasında oluşan yüzey hasarını ve yüzey pürüzlülüğünü deneysel olarak araştırmışlardır. Çalışma sonucunda, artan ilerleme değerleri ile yüzey pürüzlülüğünde artış olduğunu belirtmişlerdir [23]. Berger ve ark., elyaf takviyeli kompozit malzemenin optimum şekilde frezelenebilirliğini deneysel olarak araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, delaminasyonu (yüzey hasarı) azaltmak için yüksek kesme hızı ve düşük ilerleme değerlerinin kullanılması gerektiğini ve ayrıca elyaf açılarının da optimum değerlerin elde edilmesinde etkili olduğunu belirtmişlerdir [24]. Rusinek, elyaf takviyeli kompozit malzemenin frezelenmesinde, devir sayısı ve ilerleme değerlerinin kesme kuvvetleri üzerindeki etkisini deneysel olarak araştırmıştır. Çalışma sonucunda, devir sayısının artması ile kesme kuvvetlerinde azalma olduğu ve ilerleme değerlerinin artması ile de kesme kuvvetlerinde artış olduğunu belirtmiştir. Ayrıca, düşük ilerleme değerleri kullanıldığında takım ömrünü olumlu etkilediğini de belirtmiştir [25]. Kalla ve ark., karbon elyaf kompozit malzemenin helisel frezelenmesi esnasında kesme kuvvetlerini yapay sinir ağları yöntemini (ANN) kullanarak araştırmışlardır. Çalışma sonucunda, elyaf açısı daha büyük olan malzemenin işlenmesi esnasında kesme kuvvetlerinin arttığı ve bu sonucunda yapay sinir ağları yöntemiyle de örtüştüğü gözlenmiştir [26]. Erkan ve Işık, cam elyaf kompozit malzemenin frezelenmesinde, kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkisini deneysel olarak araştırmışlardır. Çalışma sonucunda, ilerleme değerlerinin artması ile yüzey pürüzlülüğünde artış olduğu ve en iyi yüzey kalitesinin, yüksek kesme hızı ve düşük ilerleme değerlerinde oluştuğu gözlenmiştir [27]. Bayraktar, karbon elyaf takviyeli kompozit malzemenin frezelenmesi üzerinde, yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetinin etkisini deneysel olarak araştırmışlardır. Optimum parametreleri Taguchi metodu ile belirleyerek, en etkili parametreyi varyans analizi (ANOVA) ile değerlendirmişlerdir. Çalışma sonucunda, en etkili parametrenin ilerleme değeri olduğunu ve ilerleme değerinin artması ile yüzey pürüzlülüğünde artış olduğunu gözlemiştir. Ayrıca kesici takım ağız sayısının artması ile de yüzey pürüzlülüğünde artış olduğu gözlenmiştir [28]. Hintze ve ark, karbon elyaf kompozit malzemenin frezelenmesi esnasında, delaminasyonun, yüzey hasarı ve elyaf açıları üzerindeki etkilerini deneysel olarak araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, daha büyük uç radiusuna sahip kesici takım ile yapılan çalışmalarda, takım aşınmasının fonksiyonu olarak yüzey hasarının arttığı, düşük elyaf açılı malzemelerle yapılan çalışmalarda ise daha az yüzey hasarlarının oluştuğunu gözlemişlerdir [29]. 13
1. Uluslararası Plastik ve Kauçuk Teknolojileri Sempozyumu ve Sergisi 29-31 Mayıs 2013, Ankara, Türkiye Kılıçkap ve Çelik, cam elyaf takviyeli plastic kompozitlerin frezelenmesinde, kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkisini deneysel olarak araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, kesme hızlarındaki artışa bağlı olarak yüzey pürüzlülüğünde azalma olduğu, ilerleme değerlerinin artması ile yüzey pürüzlülüğünde artış olduğu gözlenmiştir. Ayrıca, kesici takım malzemesinin sertliğinin yüzey kalitesini önemli ölçüde etkilediğini de belirtmişlerdir [30]. Babu ve ark., elyaf takviyeli plastik kompozit malzemelerin frezelenmesinde, işleme parametrelerinin etkisini deneysel olarak araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, ilerleme ve kesme hızı değerlerinin, delaminasyon ve yüzey pürüzlülüğü üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu ve minimum delaminasyon için yüksek kesme hızı ve düşük ilerleme değerlerinin kullanılması gerektiğini belirtmişlerdir [31]. Naresh ve ark., Taguchi metodunu kullanarak, cam elyaf takviyeli kompozitlerin frezelenmesinde etkili olan parametreleri deneysel olarak araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, elyaf açısının, yüzey pürüzlülüğü, kesme kuvveti ve delaminasyon faktörü üzerinde en önemli etken olduğu ve elyaf açısı, kesici takım helis açısı ve ilerleme değerlerinin artması ile yüzey pürüzlülüğü ve delaminasyonda artış olduğunu belirtmişlerdir. Ayrıca, elyaf açısının yüzey pürüzlülüğü üzerinde etkisinin daha fazla olduğu da belirtilmiştir [32]. Khairusshima ve ark., karbon elyaf takviyeli kompozit malzemelerin frezelenmesi esnasındaki takım aşınması ve yüzey pürüzlülüğünü deneysel olarak araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, düşük ilerleme değerleri ve yüksek kesme hızında daha iyi yüzey kalitesi elde edildiği ve bu şartlar altında daha az takım aşınmasının olduğu belirtilmiştir [33]. Hocheng ve ark., karbon elyaf kompozit malzemenin frezelenmesi esnasında oluşan yüzey pürüzlülüğü, kesici takım aşınması ve kesme kuvvetlerini deneysel olarak araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, daha büyük elyaf açısına sahip malzemenin işlenmesinde, daha büyük kesme kuvvetlerinin oluştuğunu ve bunun da daha düşük yüzey kalitesine neden olduğunu belirtmişlerdir. Ayrıca, artan ilerleme değerlerinin de daha düşük yüzey kalitesine neden olduğunu gözlemlemişlerdir [34]. Elyaf takviyeli polimer kompozitlerin frezelenmesi ile ilgili yapılan çalışmaların genellikle, delaminasyon (yüzey hasarı), yüzey pürüzlülüğü, kesici takım aşınması ve kesme kuvvetleri ile ilgili olduğu gözlenmiştir. Çalışmalar sonucunda, delaminasyonu azaltmak ve daha iyi yüzey kalitesi elde etmek için düşük ilerleme ve yüksek kesme hızı değerlerinin kullanılması gerektiği vurgulanırken, ayrıca elyaf açılarının delaminasyon üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu da belirtilmiştir. 4. Elyaf Takviyeli Kompozitlerle Yapılan Diğer Çalışmalar Elyaf takviyeli polimer kompozit malzemeler üzerinde yapılan delik delme, frezeleme gibi işlemlerin dışında tornalama, taşlama ve ortogonal işleme gibi işlemler de uygulanmış ve delaminasyon ve yüzey pürüzlülüğü gibi etkiler araştırılmıştır. Ferreira ve ark., karbon elyaf takviyeli kompozit malzemelerin tornalama işlemi esnasında oluşan, kesici takım aşınması, yüzey pürüzlülüğü ve kesme kuvvetlerini deneysel olarak araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, en iyi yüzey kalitesi ve en az takım aşınması, yüksek kesme hızı ve düşük ilerleme değerlerinde oluştuğunu gözlemişlerdir [35]. Kim ve ark., tornalama işleminde karbon elyaf takviyeli kompozit malzemelerin işlenebilirliği ile ilgili deneysel araştırma yapmışlardır. Araştırma sonucunda, elyaf açılarının ve ilerleme değerlerinin artması ile yüzey pürüzlülüğünde artış olduğunu ve yüzey pürüzlülüğü, kesme hızı ve takım aşınmasının elyaf açılarına da bağlı olduğunu belirtmişlerdir [36]. Santhanakrıshnan ve ark., cam, karbon ve kevlar elyaf takviyeli polimer kompozitlerin tornalama işleminde işlenebilirlikleri üzerine deneysel araştırma yapmışlardır. Araştırma sonucunda, en iyi yüzey kalitesinin, karbon elyaf kompozit malzemede oluştuğu, cam elyaf malzemenin işlenmesi esnasında oluşan kesici takım aşınmasının, yan yüzeylerde ve burun bölgesinde kopma şeklinde gerçekleştiği karbon elyaf malzemenin işlenmesinde krater aşınması, kevlar elyaf malzemenin işlenmesinde ise kesici takımda çentik aşınmasının 14
1 st International Symposium on Plastic and Rubber Technologies and Exhibition 29-31 May 2013, Ankara, Turkey oluştuğunu gözlemişlerdir [37]. Rahman ve ark., karbon elyaf kompozit malzemelerin tornalanmasında, takım aşınması ve yüzey pürüzlülüğünün deneysel olarak araştırmasını yapmışlardır. Araştırma sonucunda, kesme esnasında talaş, toz şeklinde olduğundan, kesici takımda krater aşınmasının oluştuğunu belirtmişlerdir.ayrıca, kesme hızının artması ile takım aşınmasında artış olduğu ve bunun da yüzey pürüzlülüğünün artmasına neden olduğunu gözlemlemişlerdir [38]. Santiuste ve ark., cam ve elyaf takviyeli kompozit malzemelerinin işlenebilirliğini sonlu elemanlar analizi (FEM) kullanarak araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, karbon elyaf takviyeli kompozit malzemede, elyaf açısının artması ile matris malzemesinde ezilme ve kırılmaların daha az olduğu belirtilmiştir. 45 elyaf açılı her iki malzeme, birbiri ile karşılaştırıldığında, karbon elyaf kompozit malzemenin matris yapısında oluşan ezilme ve kırılmaların daha az olduğu ve malzemelerin yapısında oluşan deformasyonun, elyaf açılarına bağlı olduğunu belirtmişlerdir [39]. Hu ve Zhang, karbon elyaf takviyeli kompozit malzemenin taşlama işleminde, işlenebilirliğini deneysel olarak araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, daha büyük elyaf açılı malzemede, yüzey kalitesinin düşük olduğu, taşlama kuvvetleri, talaş biçimi ve yüzey pürüzlülüğünün, elyaf açılarına bağlı olduğu ve kesme derinliğinin artması ile yüzey pürüzlülüğünde artış olduğunu belirtmişlerdir [40] Rau ve ark., elyaf takviyeli kompozit malzemelerin frezeleme işleminde işlenebilirliğini, Abaqus analiz programı yardımıyla, sonlu elemanlar yöntemiyle araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, kesme derinliği ve elyaf açılarının artmasına ile kesme kuvvetlerinde artış olduğu ve talaş açısının, kesme derinliği ve elyaf açılarına göre daha az etkili olduğu belirtilmiştir [41]. Ramulu, yaptığı çalışmada, grafit-epoksi kompozit malzemenin, frezelenmesinde, işlenebilirliğini deneysel olarak araştırmıştır. Araştırma sonucunda, elyaf açılarının artması ile kesme kuvvetlerinde artış olduğu ve daha büyük boşluk açısına sahip kesicilerle yapılan çalışmada daha düşük kesme kuvvetlerinin oluştuğu belirtilmiştir [42]. Rao ve ark., cam ve elyaf takviyeli kompozit malzemelerin işlenebilirliğini kesme kuvvetlerinin analizini yaparak, sonlu elemanlar metoduyla araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, her iki malzemede de artan kesme derinliği ve elyaf açısı ile kesme kuvvetlerinde ve delaminasyonda (yüzey hasarı) artış olduğu, cam elyaf kompozit malzeme ile yapılan araştırmada, kesme ve ilerleme kuvvetlerinin, karbon elyaf kompozit malzeme ile yapılan araştırmaya göre daha yüksek değerlerde olduğu belirtilmiştir [43]. Sonuçlar Araştırma sonucunda, elde edilen bulgular aşağıdaki gibi sıralanabilir; - Yapılan çalışmaların ağırlıklı olarak sırasıyla, delik delme, frezeleme, tornalama ve taşlama şeklinde olduğu, - Yüzey hasar faktörünün, kesme hızı, ilerleme, kesici takım uç geometrisi ve malzemenin elyaf açılarına bağlı olduğu, - Kesme parametrelerinden, özellikle ilerleme değerinin artmasıyla, yüzey hasar faktöründe artış olduğu, - Özellikle tornalama işleminde, kesme derinliğinin artması ile yüzey hasar faktöründe artış olduğu, - Kesme hızının, genellikle yüksek seviyelerde kullanılması, yüzey hasar faktörünü azaltmada etkili olabileceği, - Çalışmalarda, analiz için sonlu elemanlar metodu (FEM), zamanı ve maliyeti en aza indirgemek için Taguchi 15
1. Uluslararası Plastik ve Kauçuk Teknolojileri Sempozyumu ve Sergisi 29-31 Mayıs 2013, Ankara, Türkiye optimizasyonu ve en etkili parametrenin tespiti için Varyans Analizi nin (ANOVA) kullanıldığı gözlenmiştir. Kaynaklar [1] Abrate, S., Walton, D.A., Machining of composite materials (a two review) Composites Mfg,, Volume 3, Number 2, 1992 p.75-94 [2] Jahanmir, S., Ramulu, M., Koshy, P., Machining of Ceramics and Composites, Marcel Dekker Inc., New York, 2000, p.267-293 [3] Smith, W.F., Principles of Materials Science and Engineering, McGraw-Hill, 1990, p. 743-768 [4] Santhanakrishnan, G., Krishnamurthy, R., Malhotra, S.K., Machinability Characteristics of Fibre Reinforced Plastics Composites, Journal of Mechanical Working Technology, Volume 17, 1988, p.195-204 [5] Teti, R., Machining of Composite Materials, University of Naples Federico, CIRP Annals, Volume 51, Number 2, 2002, p.611-634 [6] Bayraktar, Ş., Karbon Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Malzemelerin Frezeleme İşleminde İşlenebilirliğinin Deneysel Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2011, p.67-70 [7] Davim, J.P., Reis, P., Drilling Carbon Fiber Reinforced Plastics Manufactured by Autoclave- Experimental and Statistical Study, Materials and Design, Volume 24, Number 5, 2004, p.315-324 [8] İnternet : Hava Harp Okulu Havacılık Sanayinde Kullanılan Plastik Matrisli Kompozit Malzemeler http://www.hho.edu.tr/huten/2003, 2003 [9] Tsao, C.C., Hocheng, H., Effect of tool wear on delamination in drilling composite materials, International Journal of Mechanical Sciences, Volume 49, Number 8, 2007, p.983-988 [10] Luís, M.P.D, Daniel, J.S.G., João, M.R.S.T., Victor, H.C.A., Marques, A.T., Baptista, A.M., Drilling of carbon fibre reinforced laminates a study, International Materials Symposium MATERIALS, 2009, p.1-6 [11] Margues, A.T., Durao, L.M., Magalhaes, A.G., Tavares, J.M., Delamination analysis of carbon fibre reinforced laminates, 16th International conference on composite materials, Koto, Japan, 2007, p.1-10 [12] Shyha, I.S., Aspinwall, D.K., Soo, S.L., Drill geometry and operating effects when cutting small diameter holes in CFRP, S.Bradley International Journal of Machine Tools & Manufacture, Volume 49, Number 12-13, 2009, p.1008 1014 [13] Khashaba, U.A., Delamination in drilling polymeric composites: A review, in Drilling of Composite Materials, Nova Science Publisher Inc, New York, 2009 [14] Davim, J.P., Rubio, J.C., Abrao, A.M., A Novel Approach Based on Digital Image Analysis to Evaluate the Delamination Factor After Drilling Composite Laminates, Composite Science and Technology, Volume 67, Number 9, 2007, p.1939-1945 [15] Ekici, E., Cam Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Malzemenin Delinmesi Esnasında Oluşan Yüzey Hasarının Deneysel Olarak İncelenmesi, Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS), 16
1 st International Symposium on Plastic and Rubber Technologies and Exhibition 29-31 May 2013, Ankara, Turkey Karabük,2009, p.1-6 [16] Canpolat, N., Değişik Takviyeli Kompozit Malzemenin Matkapla Delinebilirliğinin ve Yüzey Pürüzlülüğünün Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ, 2008, p.1-2 [17] Karnik, S.R., Gaitonde, V.N., Rubio, J.C., Correira, A.E., Abrao, A.M., Davim, J.P., Delamination Analysis in High Speed Drilling of Carbon Fibre Reinforced Plastics (CFRP) Using Artifical Neural Network Model, Material and Design, Volume 29, Number 9, 2008, p.1768-1776 [18] Camuşcu, N., Karpat, Y., Kılıç, A., Değer, B., Sonat, F., Bahtiyar, O., Örgü Karbon Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Malzemelerin Karbür Takımlarla Delinmesi, 2.Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, 2010, p.31-40 [19] Işık, B., Altan, E., Karbon-Elyaf Takviyeli Polimer Kompozitin Delinmesinde Delik Çıkış Kenarlarında Oluşan Yüzey Hasarının Deneysel Olarak İncelenmesi, 2.Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, 2010, p.135-142 [20] Kılıçkap, E., ISOVAL-11 Kompozitlerin Delinmesinde Oluşan Deformasyonun Araştırılması, 2.Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, 2010, p.154-163 [21] Kılıçkap, E., Çelik, Y.H., G10 EPGC 201 Kompozit Malzemenin Delinmesinde Oluşan Deformasyona Etki Eden Parametrelerin Araştırılması, 3.Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, Ankara, 2012, p.206-210 [22] Raj, P.P.,Perumal, A.E., Taguchi Analysis of surface roughness and delamination associated with various cemented carbide K10 end mills in milling of GFRP, Journal of Engineering Science and Technology Review, Volume 3, Number 1,2010, p.58-64 [23] Davim, J.P., Reis, P., Damage and Dimensional Precision on Milling Carbon-Fiber Plastics Using Experiments, Journal of Materials Processing Technology, Volume 160, Number 2, 2005, p.160-167 [24] Berger, D., Bleicher, F., Dorn, C., Puschitz, F., Optimised Machining of Fibre Reinforced Material, Daam International Scientific Book, Vienna, Austria, Volume 3, 2008, p.27-34 [25] Rusinek, R., Cutting Process of Composite Materials: An Experimental Study, International Journal of Non-Linear Mechanics, Volume 45, Number 4, 2010, p.458-462 [26] Kalla, D., Sheik-Ahmed, J., Twomey, J., Prediction of Cutting Forces in Helicel End Milling Fiber Reinforced Polymers, International Journal of Machine Tools&Manufacture, Volume 50, Number 10, 2010, p.882-891 [27] Erkan, Ö., Işık, B., Cam Elyaf Takviyeli Kompozit Malzemenin İşlenmesi Esnasında Kesma Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkilerinin İncelenmesi, 5.Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS 09), Karabük, 2009, p.1-6 [28] Bayraktar, Ş., Karbon Elyaf Takviyeli Polimer Kompozit Malzemelerin Frezeleme İşleminde İşlenebilirliğinin Deneysel Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2011, p.73-80 [29] Hintze, W., Hartmann, D., Schütte., C., Occurrence and propagation of delamination during the machining of carbon fibre reinforced plastics (CFRP)-An experimental study, Composites Science and Technology, Volume 71, Number 15, 2011, p.1719-1726 17
1. Uluslararası Plastik ve Kauçuk Teknolojileri Sempozyumu ve Sergisi 29-31 Mayıs 2013, Ankara, Türkiye [30] Kılıçkap, E., Çelik, Y.H., Cam Elyaf Takviyeli Plastik Kompozitlerin Frezelenmesinde Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisinin İncelenmesi, 3.Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, Ankara, 2012, p.99-103 [31] Babu, G.D., Babu, K.S., Gowd., B.U.M., Effect of Machining Parameters on Milled Natural Fiber- Reinforced Plastic Composites, Journal of Advanced Mechanical Engineering, Volume 1, 2013, p.1-12 [32] Naresh, N., Rajasekhar, K., Reddy, P.V.B., Parametric analysis of GFRP composites in CNC milling machine using Taguchi method, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering (IOSR-JMCE), Voluma 6, Issue 1, 2013, p.102-111 [33] Khairusshima, N.M.K., Hassan, C.C.H., Jaharah, A.G., Amin, N.A.K.M., Tool Wear and Surface Roughness on Milling Carbon Fiber-Reinforced Plastic Using Chilled Air, Journal of Asian Scientific Research, Volume 2, Number 11, 2012, p.593-598 [34] Hocheng, H., Puw, H.Y., Huang, Y., Preliminary Study on Milling of Unidirectional Carbon Fibre- Feinforced Plastics, Composites Manufacturing, Volume 4, Number 2, 1993, p.103-108 [35] Ferreira, J.R., Coppini, N.L., Miranda G.W.A., Machining Optimisation in Carbon Fibre Reinforced Composite Materials, Journal of Materials Processing Technology, Volume 92-93, 1999, p.135-140 [36] Kim, S.K., Lee, G.D., Kwak, K.Y., Namgung, S., Machinability of Carbon Fiber-Epoxy Composite Materials in Turning, Journal of Materials Processing Technology, Volume 32, Number 3, 1992, p.553-570 [37] Santhanakrısnan, G., Krıshnamurty, R., Malhotra, S.K, Machinability Characteristics of Fibre Reinforced Plastics Composites, Journal of Mechanical Working Technology, Volume 17, 1988, p.195-204 [38] Rahman, M., Ramakrishna, S., Prakash, J.RS., Tan, D.C.G., Machinability Study of Carbon Fiber Reinforced Composite, Journal of Materials Processing Technology, Volume 89-90, 1999, p.292-297 [39] Santiuste, C., Soldani, X., Miguelez, M.H., Machining FEM Model of Long Fiber Composites for Aeronautical Components, Composite Structures, Volume 92, Number 3, 2010, p.691-698 [40] Hu, N.S., Zhang, L.C., Some Observations in Grinding Unidirectional Carbon Fibre-Reinforced Plastics, Journal of Materials Processing Technology, Volume 152, Number 3, 2004, p333-338 [41] Venu, G.R.G., Mahajan, P., Bhatnagar, N., Three-Dimensional Macro-Mechanical Finite Element Model for Machining of Unidirectional-Fiber Reinforced Polymer Composites, Materials Science and Engineering, Volume 498, Number 1-2, 2008, p.142-149 [42] Ramulu, M., Machining and Mechanical Engineering, University of Washington, Volume 22, Number 3, 1997, p.449-472 [43] Venu, G.R.G., Mahajan, P., Bhatnagar, N., Micro-Mechanical Modeling of Machining of FRP Composites-Cutting Force Analysis, Composites Science and Technology, Volume 67, Number 3-4, 2007, p.579-593 18