Kompozit Teknolojileri

26 Temmuz 2019

 

Metin Bilgili
Kurucu
Mb Plastik Eğitim Danışmanlık

 

 

Kompozit teknolojileri ile ilgili olarak aşağıda kısaltma ve açınım teknolojileri ön plana çıkmaktadır. Teknolojiler daha çok İngilizce kısaltmaları ile anıldığı için açınımları ve Türkçe karşılıkları daha az kullanılmaktadır.

HP-RTM ‘’Yüksek basınçla reçine transfer kalıplama olarak kullanılabilir. SRIM ‘’Yapısal reaksiyon enjeksiyon kalıplama’’ olarak kullanılabilir. Genellikle bu tip teknolojiler yurt dışı kaynaklı olduğu için ilk kullanımında nasıl adlandırıldı ise o şekilde kullanılmaya devam etmektedir. Ancak doğru olan terimleri Türkçeleştirerek kullanmak olmalıdır.

‘’Terimleri Doğru Kullanmak, Doğru Terimleri Kullanmak’’ başlıklı kongre konuşmamda bu konuya değinmiştim. Özellikle hammadde tanımlarını yaparken sektörümüz kimyasal tanımlar yerine üretici firmaların koydukları ticari isimleri kullanmakta hatta bu isimleri de genelleştirerek MFI, Darbe mukavemeti gibi detaylandırma yapmadan kullandıkları için birbirimizi yeterince anlayamıyoruz.

Kompozitler, Termoplastik ve Termoset olarak ikiye ayrılır.
Termoset Kompozitler: Kısa sürekli fiber kompozitler olarak iki kısımda incelenebilir.
Kısa Fiber Kompozitler: SMC (Levha), BMC (Kalıp içinde pişirme), SCRIMP (Reçine kürlendirerek kalıplama) Sprey,Enjeksiyon yöntemleri kullanılarak parça üretimi yapılabilir.
Uzun Fiber Kompozitler: Elle yayma, çekme, sprey, RTM, Otoklav, SCRIMP, RIFT, VARTM yöntemleri kullanılarak pzrça üretimi yapılabilir.
1980’li yıllarda eğitimim sırasında elle yayma yöntemi ile bir arabanın ön kaput, bagaj kapağı parçalarını ağaçtan bir kalıp yaparak üretip kırmızı renge boyayarak Ferrari benzeri bir araba exterior parçalarını ürettiğimizi hatırlıyorum. Oldukça keyifli bir çalışmaydı. Ancak bu yöntem diğer yöntemlere göre yavaş bir yöntemdir.

Termoplastik Kompozitler: Yine kısa ve sürekli kompozitler olarak iki kısımda incelenebilir.
Kısa Fiber Kompozitler: Enjeksiyon ve üfleme kalıpçılığı gibi yöntemlerle işlenebilir.
Sürekli Fiber Kompozitler: Bant sarma, preste kalıplama, otoklav yöntemleri ile işlenir.Havacılık ve rüzgâr enerjisindeki uygulama başarıları
otomotiv sanayine kompozit malzeme geçişinde fırsat yaratmıştır.

Gelinen durumda çevrim zamanı açısından bakıldığında hala uzun bir çevrim zamanı ile çalışılmak zorundadır. Spor arabalarında tailor made üretim çalışmalarında kendine oldukça geniş bir alan bulmaktadır. HP-RTM çevrim zamanı ve teknolojisi açısında otomotiv sanayinde
kendine hem çevrim zamanı hem de üretim kolaylığı açısından, çok iyi bir yer edinmiş durumdadır. Fren pedalları, birçok exterior parça hatta şasi yapımında birçok parça üretilip sonra HP-RTM ile birleştirilerek başarılı sonuçlar elde edilmiştir.

Motor gövdesi için çalışmalar yapılmaktadır. Yanma odası silindiri gömlek şeklinde çakılarak araç hafifletmede iyi bir yol kat edilecektir.

Kompozit Malzeme Kullanım Avantajları
Metal parçada bulunan tasarım kısıtları kompozit tasarımda olmadığı için geniş bir tasarım perspektifi oluşmaktadır.
• Tasarımda parça sayısı azaltımı kolaylıkla yapılabilir.
• Korozyon riski olmadığı için parça ömrü artmaktadır.
• Yorulma daha düşüktür.
• Darbe sönümleme özelliği nedeni ile güvenlik artmaktadır.
• Gürültü miktarı azalmaktadır.
• Elektriksel özellikleri iyidir.
• Üretim kolaylığı. Metal parçada birkaç parçanın kaynak edilmesi ya da perçinlenmesi gibi uygulamalar kompozit malzeme kullanımında ortadan kalkmaktadır.
• En önemlisi de ağırlık azaltımı olarak karşımıza çıkmaktadır.
• Ağırlık azaltımının getirisi daha az yakıt kullanımıdır.
• Ağırlık azaltımı aynı zamanda çevreci bir yaklaşımla düşük emisyon demektir.

Kompozit Malzeme Dezavantajları
• Günümüzde hala malzeme maliyeti yüksektir.
• Üretimde kalifiye eleman gereksinimi vardır.
• Çevrim süresinde iyileştirme çalışmaları yapılmalıdır.
• Üretim yöntemlerinden bir basit yöntem bir de yüksek mühendislik yöntemi olan HP-RTM yöntemini inceleyelim.

Elle Yayma
Rüzgâr türbini kanatları, tekne, plaka gibi uygulamaları vardır.
Avantajları
• Uygulaması kolay olduğu için hızlı öğrenilebilir.
• Ortam sıcaklığında kullanılabildiği için düşük maliyetli reçine kullanılabilir.
• Uzun fiberler kullanılabilir.

Dezavantajları
• Hava boşlukları oluşabilir.
• Üretim ortamının havalandırılması gerekir.
• El becerisi gerektirir.
Yüksek Basınçla Reçine Transfer Kalıplama
Araba parçalarında kullanımı oldukça yaygındır.
Uygulama
Keçe ya da kumaş ön şekillendirilerek ısıtılmış kalıp içine robot yardımı ile yerleştirilir, yüksek basınçta reçine enjeksiyonu yapılır. Kürlenme süresi sonunda parça kalıptan yine robot yardımı ile alınır. Kalıp içinde kalan reçine robor yardımı ile temizlenir ve ikinci baskıya hazır hale
getirilir.

Avantajları
• Hızlı ön şekillendirme zamanı.
• Hızlı enjeksiyon.
• Hızlı reçine reactive sistemi ile hızlı çevrim.
• Boşluk azaltımı.
• İyi yüzey kalitesi.
• Tekrarlanabilirlik.
• İnce cidarlarda daha iyi tolerans

Metal Yerine Plastik Kullanımı
Metal yerine plastic kompozit malzemelerin kullanımı uzay, uçak sanayii, rüzgar enerjisi gibi alanlardan otomotiv sanayine oradan da beyaz eşya üretim sektörüne atlamaktadır.

Özellikle alüminyum döküm ile üretilen parçaların kompozit malzemelerle üretimi, hem üretim koşullarının sağlık açısından daha iyi olması hem de tekrarlanabilirlik açısından iyi olması nedeni ile tercih edilebilir. Bu konuda Avrupa ülkeleri daha hızlı davranmıştır. Ülkemizde AL döküm işçiliği Avrupa’ya göre ucuz olduğu için yapılan fizibilitelerde günümüz için başa baş gelmekte ya da bir seviye yukarda kalmaktadır.

Metal ile üretilen parçalarda fizibilite daha uygundur. Metal yerine kompozit malzeme kullanımı metal kullanılan her parçada Ar-Ge ve üretim, mühendislik birimleri tarafından incelenerek geçiş çalışmaları yapılması hem hafifletme hem de süreçlerin kısaltılması için fayda sağlayacaktır.

Bir sac metal parça üretiminde kesme, eğme, bükme, derin çekme, perçinleme, kaynak gibi yöntemleri kullanarak elde ettiğimiz bir parçayı kompozit üretim yöntemleri ile bir proses yöntemi ile alabilmekteyiz.