Doğal elyaf takviyeli kompozitlerin delinmesinde sıcaklık ölçümü
Temperature measurement in drilling natural fiber reinforced composites
- Tez No: 998314
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA AY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Metallurgical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Doğal elyaf takviyeli kompozit, Natural fiber reinforced composite
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, beş farklı polimer kompozit sisteminin delme performansı incelenmiştir: %60 ağırlık oranında alüminyum parçacıklarıyla güçlendirilmiş epoksi matrisli üç doğal elyaf takviyeli kompozit (jüt, keten ve kenevir), aynı alüminyum parçacık takviyeli epoksi matrisli bir cam elyaf takviyeli kompozit ve %60 ağırlık oranında alüminyum parçacıkları içeren epoksi. Delme deneyleri, 1500 ve 3000 rpm mil hızlarında ve 50, 75 ve 100 mm/dak ilerleme hızlarında gerçekleştirilmiştir. Kesme bölgesi sıcaklıkları, matkap ucunun soğutma kanallarına yerleştirilmiş K tipi termokupllar kullanılarak izlenirken, itme kuvvetleri bir KİSTLER dinamometresi kullanılarak ölçülmüştür. İşleme kalitesini değerlendirmek için delik çıkış hasarı ve iç delik yüzey pürüzlülüğü de incelenmiştir. Sonuçlar, cam elyaf için itme kuvvetlerinin 320 ile 693 N, Al-epoksi için 335 ile 702 N arasında değiştiğini, doğal elyaf kompozitler için ise daha yüksek ve daha dağınık değerler kaydedildiğini ve keten takviyeli numune için 732 N'ye kadar ulaştığını gösterdi. Kesme bölgesi sıcaklıkları, alüminyum parçacık takviyeli epoksi için 248 ile 327 °C, cam elyaf kompozit için 288 ile 371 °C ve doğal elyaf takviyeli kompozitler için 389 °C'ye kadar değişti; kenevir en yüksek sıcaklıkları gösterdi. Doğal elyaf kompozitler ayrıca, özellikle daha yüksek ilerleme hızlarında, daha ciddi delik çıkış hasarı ve elyaf kopması sergilerken, sentetik ve elyafsız kompozitler daha temiz delik çıkışları gösterdi. Genel olarak, bulgular, doğal elyaf takviyeli kompozitlerin cam elyaf kompozitlere sürdürülebilir alternatifler olarak hizmet edebileceğini ve kesme kuvvetlerini, termal tepkiyi ve delik kalitesini optimize etmek için delme parametrelerinin dikkatli bir şekilde seçilmesinin şart olduğunu vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, the drilling performance of five different polymer composite systems was investigated: three natural fiber reinforced composites (jute, flax, and hemp) with an epoxy matrix reinforced with 60 wt.% aluminum particles, a glass fiber reinforced composite with the same aluminum-particle-reinforced epoxy matrix, and an epoxy composite containing 60 wt.% aluminum particles. Drilling experiments were conducted at spindle speeds of 1500 and 3000 rpm and feed rates of 50, 75, and 100 mm/min. Cutting-zone temperatures were monitored using K-type thermocouples embedded in the cooling channels of the drill bit, while thrust forces were measured using a KISTLER dynamometer. To evaluate machining quality, exit hole damage and internal hole surface roughness were also examined. The results showed that thrust forces ranged from 320 to 693 N for the glass fiber composite and from 335 to 702 N for the aluminum-particle-reinforced epoxy, whereas higher and more scattered values were recorded for the natural fiber composites, reaching up to 732 N for the flax-reinforced specimen. Cutting-zone temperatures varied between 248 and 327 °C for the aluminum-particle-reinforced epoxy, between 288 and 371 °C for the glass fiber composite, and reached up to 389 °C for the natural fiber reinforced composites, with hemp exhibiting the highest temperatures. In addition, natural fiber composites exhibited more severe exit hole damage and fiber pull-out, particularly at higher feed rates, while the synthetic and non-fiber composites showed cleaner hole exits. Overall, the findings highlight that natural fiber reinforced composites can serve as sustainable alternatives to glass fiber composites, and that careful selection of drilling parameters is essential to optimize cutting forces, thermal response, and hole quality.
Benzer Tezler
- Farklı yönlendirma açılarına sahip kenaf elyaf takviyeli kompozitlerin delinmesinin araştırılması
Investigation of drilling of kenaf fiber reinforced composites having different origation angles
UMUT KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiDicle ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EROL KILIÇKAP
- Abaka doğal kompozitlerin üretimi ve delinmesinin araştırılması
Investigation of production and drilling of abaka natural composites
ABDURRAHMAN YOLDAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiDicle ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EROL KILIÇKAP
- Doğal elyaf takviyeli termoplastik kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması
Investing of mechanical properties of natural fiber reinforced thermoplastic composites
SAMET SANBUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİÇEK ÖZES
- Doğal elyaf takviyeli polimer köpük çekirdekli tabakalı kompozitlerin enerji sönümleme yeteneklerinin incelenmesi
Investigation of energy dissipation capabilities of layered composites with natural fiber reinforced polymer foam core
KENAN BUDAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAfyon Kocatepe ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM YAVUZ
ÖĞR. GÖR. ERCAN ŞİMŞİR
- Doğal elyaf takviyeli biyo-polimer kompozitlerin üretimi, fiziksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Production and investigation of the physical and mechanical properties of natural fiber reinforced bio-polymer composites
MELİKE NUR YENİGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Polimer Bilim ve TeknolojisiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÜNAL