Karbon fiber takviyeli kompozit malzemelerinin işlenmesi için kesici takım tasarımı, üretimi ve performansının değerlendirilmesi
Cutting tool design, production and evaluation of performance for machining of carbon fiber reinforced composites
- Tez No: 557137
- Danışmanlar: PROF. DR. ULVİ ŞEKER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Makine Mühendisliği, Engineering Sciences, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Havacılık ve otomotiv endüstrilerinde kullanılan kompozitler çoğunlukla karbon fiber ile takviye edilmiş epoksi veya vinil esterden üretilmektedir ve bu kompozit malzemelerin işlenmesi diğer malzemelere oranla daha zordur. Bu çalışmada, Karbon Fiber Takviyeli Kompozit (KFTK) malzemelerin işlenmesinde yaşanan güçlükleri ve özellikle de katmanlı/laminer yapıdaki levhalarda katman kalkması (delaminasyon) problemini bertaraf edebilecek özgün PCD kesici takım tasarımı yapılmıştır. Bu takımların üretimi gerçekleştirilerek havacılık sektöründe yaygın olarak kullanılan haliyle üretilmiş olan KFTK malzemeler üzerinde, geliştirilen takımların performansları araştırılmıştır. Deneylerde çalışmada kapsamında tasarımı ve üretimi yapılan üç farklı geometride PCD parmak frezeler kullanılmıştır. Deneyler CNC dik işleme merkezinde yapılmıştır. Tasarımı ve üretimi yapılan 1 numaralı takımın birinci boşluk açısı 8o, ikinci boşluk açısı 17o dir. 2 numaralı takımın takımın birinci boşluk açısı 11o, ikinci boşluk açısı 20o ve 3 numaralı takımın birinci boşluk açısı 13o, ikinci boşluk açısı 25o dir. Takımların üç kesici ağzından biri sağ biri sol helis açısına sahipken üçüncü kenarın, radyal ilerleme ve merkezi kesme etkisini sağlamak amacıyla, düz olarak imal edilmiştir. Kesme parametreleri olarak 350, 400 ve 450m/dak kesme hız ve 1270 mm/dak sabit ilerleme miktarı seçilmiştir. Deneyler sonucunda en iyi performansı 1 numaralı kesici takımın gösterdiği görülmüştür. Artan kesme hızının kesme kuvvetleri, delaminasyon genişliğive yüzey pürüzlülüğünü olumlu yönde etkilediği bununla birlikte takım aşınmasını arttırdığı görülmüştür. Ayrıca regresyon analizi sonrasında elde edilen ANOVA istatistiklerine göre yüzey pürüzlülüğü, kesme kuvveti, delaminasyon genişliği ve takım aşınmasında etkili olan parametreler tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Composite materials, used in aviation and automotive industries, are usually produced from carbon fiber reinforced epoxy or vinyl esters. Machining these composite materials is harder than machining the other materials. In this study, a unique PCD cutting tool design was devised which is capable of eliminating the encountered difficulties, especially the exfoliation (delamination) problem on laminated/laminar formed composite board during machining carbon fiber reinforced composite (CFRC) materials. After manufacturing the cutting tools, the tools's performances were tested on CFRC materials. The designed and producted PCD end mills had 3 different geometries. The tests were conducted on CNC vertical machining center. The first tool's first clearance angle is 8o and second clearance angle is 17o. The second tool's first clearance angle is 11o and second clearance angle is 20o. The third tool's first clearance angle is 13o and second clearance angle is 25o. One of the three cutting edges has left helix angle, another cutting edge has right helix angle and the other cutting edge has no angle for easing the penetration. 350, 400, 450 m/min cutting speeds and 1270 mm/min constant feed rate were selected as cutting parameters. The first tool showed the best performance in consequence of the tests. Increasing cutting speed influences the cutting forces, delamination width and surface roughness posivitely. Besides, the effective parameters on surface roughness, cutting forces, delamination width and tool wear were determined according to the obtained ANOVA statistics after the regression analysis.
Benzer Tezler
- Karbon fiber takviyeli kompozit malzemenin kuru ve kriyojenik şartlarda delinebilirliğinin deneysel araştırılması
Experimental study on the dirilling of the carbon fiber reinforced polymer composites under dry and criyogenic conditions
AHMET SAİD YÖRÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiMehmet Akif Ersoy ÜniversitesiMalzeme Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜLTEKİN BASMACI
- Tekstil takviyeli polimer matrisli kompozitlerin işlenebilirliğinin incelenmesi
Machinibility of waste textile fabric reinforced polymer matrix composites on milling
ALİ TANER KUZU
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA BAKKAL
- Understanding the mechanics of nanoreinforced polymer foam core sandwich structures with a numerical and experimental analysis
Sandviç kompozit yapılar için nano takviyeli polimer köpük dolgu yapısının deneysel ve model olarak incelenmesi
ELİF DEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HÜLYA CEBECİ
- The Effect of surface activtion in polymer matrix carbon fiber interactions
Karbon elyaf-polimer matris etkileşimlerine yüzey aktivasyonunun etkisi
ALİ RIZA AKBAY
Yüksek Lisans
İngilizce
1994
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL BAYRAMLI
- SiAlON seramiklerinin karbon fiber takviyeli polimer kompozit malzemelerin delme operasyonlarındaki performansları
The performance of SiAlON ceramics on drilling operations of carbon fiber reinforced polymer composites
ALİ ÇELİK
Doktora
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiSeramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERHAT KARA