Tasarımda Malzeme Seçimi (4)

Tabakalı (katmanlı) Kompozit Malzemeler 3. Bölüm

1.GİRİŞ: “YÜKSEK DAYANIMLI BUNA KARŞILIK HAFİF MALZEMELER”

Geçen sayılarımızda, cam elyaf takviyeli kompozitler, “Karbon Elyaf Takviyeli Kompozitler”, “BorElyaf””Aramid Elyaf/Kevlar ” takviyeli kompozitlerden bahsedilmişti. Bu sayımızda,” Tabakalı (katmanlı) kompozitler” den bahsedilecektir. Tabakalı kompozitlerde yüksek dayanım ve hafiflik amaçlanmıştır.

2.TABAKALI (katmanlı) KOMPOZİTLER / SANDVİÇ YAPILAR:

Tabakalı (katmanlı) kompozitler:

• Değişik özelliklere sahip tabaka(levha) halindeki elyaflı malzemenin bir bağlayıcı (Matris malzeme) ile birleştirilmesi sonucu elde edilen malzemelerdir.
• Tabakalı kompozit malzemeler en az iki tabakadan oluşurlar. Tabakalar farklı olabileceği gibi ayni malzemeden de olabilir.
• Tabakalar anizotropik (Yönlenmiş) özellikte ise farklı yönlere yerleştirilmek suretiyle İzotropik özelliğe kavuşurlar.

En eski ve en çok kullanılan kompozit türüdür. Özellikle her bir elyaf malzemelerinin dizilim yönlerine dikkat edilerek farklı dizilim şekliyle üst üste konulmasıyla yüksek mukavemet değerlerine ulaşılır. Tabakalı kompozit yapılar neme ve ısıya karşı da oldukça dayanıklıdır. Kompozitin hafifliği ile beraber diğer özellikleri düşünüldüğünde tabakalı kompozitin uçak sanayi için çok kullanışlı bir kompozit türü olduğu söylenebilir.

Petekli kompozit yapılar ilk olarak 1940 yılından sonra havacılık sektöründe, uçakların gövde panellerinde kullanılmaya başlamıştır.

Uçak gövde kaplaması, kanat ve kuyruk yapısı uçakta kullanım alanlarına örnek verilebilir.

Levhaların uygun bir matrisle bağlanmasıyla oluşturulur. Buradaki levhalar, istenilen göreve göre elyaf kompozit ya da alüminyum olabilir.

Tabakalı kompozit malzemelerin tercih edilmesindeki esas sebep, bu kompozitlerin maruz kalacağı yükleme şartına uygun tasarlanabilmesidir. Çünkü uygulanan her tabakanın malzeme yönü istenilen doğrultuda seçilebilmektedir. Tabakalı kompozitler

Simetrik ve Asimetrik olarak ikiye ayrılmaktadır. Bu tabakalamanın temelinde açı, malzeme ve tabaka kalınlığındaki farklılık yer almaktadır.

4.SONUÇ:

Günümüzde sandviç panel yapılar, gitgide daha çok önem taşımaktadır. İlk sırada Havacılık, Uzay, Gemi sanayi, yapı sektörü, Otomotiv Sanayi (araç kapalı kasaları), Rüzgâr Santralları ve diğer sanayi dallarında yaygın şekilde kullanılmaktadır.

Bu denli tercih edilmesinin sebebi, hafifliği açısından sağladığı fayda yanında, dayanımının da çok iyi olmasıdır. Ayrıca, yalıtım özellikleri ve korozyon dayanımı gelmektedir.

Günümüzde, Sandviç yapının üretimi zor ve maliyetli olması ve özel işçilik gerektirmesi dezavantaj olarak gözükmektedir.

Sandviç panel yapı proje ve prototip çalışmalarında,” Katmanlı Üretim” den yararlanmanın sonuca ulaşmada kolaylık, zaman kazanma ve test yapma/doğrulama yönünden olumlu olacağını düşünmekteyim.    

  KAYNAKÇA:

1. https://topolocfrt.com/aramid-honeycomb-core/
2. DESIGN, ANALYSIS AND SIMULATION OF AN AUTOMOTIVE CARBON FIBER MONOCOQUE     Sabancı University Program for Undergraduate Research (PURE),Summer 2017-2018
   Mine Uras             urasmine@gmail.com
   Metallurgy and Material Engineering/Faculty of Technology, (Graduated)
   Murat Büyük Mechanical Engineering
3. https://df-alu.en.made-in-china.com
4. https://www.researchgate.net/figure/Different-honeycomb-core-topologies-a-hexagonal-b-square-and-c-triangular
5. https://ostrowskiautomotive.eu/en/home-english/
6. https://www.mdpi.com/
7. https://www.cnfuturecomposites.com/blog/Performance-advantages-of-carbon-fiber-honeycomb-sandwich-panels/