Balpeteği kompozitler

BALPETEĞİ(honeycomb) KOMPOZİT

DURAN TUNCELYüksek Metalurji ve Malzeme

Mühendisi

Kompozit Malzeme Nedir?

İki veya daha fazla malzeme grubuna ait malzemelerin bir araya getirilerek daha üstün özellikli malzeme oluşturulmasıdır.

Kompozit malzemeler matriks ve takviye (fiber) olmak üzere iki bileşenden meydana gelir.

1. Matris fazı: Sürekli ve ana faz.Takviye fazını birarada tutar ve yükü paylaşırlar.

2. Takviye (fiber) fazı: İkincil fazdır, matrisin dayanım ve rijitliğini arttırır.

Kompozit aslında karışım anlamına gelmekle birlikte çözünen ve çözen bileşenlerden oluşmaz. Bileşenler arasında atom alışverişi bulunmamaktadır. Kompozit bileşenleri kimyasal olarak birbirlerini

etkilemezler. Malzemeler birbiri içerisinde çözünürse ve atom

seviyesinde bir karışım sözkonusu olursa, bu tür malzemeler kompozit değil, alaşım olur.

Buna göre malzeme, mikroskobik açıdan heterojen bir malzeme özelliği göstermekte, ancak makroskobik açıdan homojen bir malzeme gibi davranmaktadır.

Kompozit Malzemelerin Avantajları

Yüksek mekanik dayanım, basınç, çekme, eğilme, çarpma dayanımı

Yüksek rijitlik Hafiflik Yüksek yorulma dayanımı Yüksek aşınma direnci Yüksek korozyon direnci Isı iletkenliği veya ısıl direnç Elektrik iletkenliği veya elektriksel direnç Akustik iletkenlik, ses tutuculuğu veya ses yutuculuğu Estetik görünüm

Kompozit Malzemelerin Dezavantajları Daha yüksek maliyet İşleme güçlükleri Geri dönüşümün genellikle olmayışı İçten olan hasarların anlaşılamaması Bazı kompozitler için metallere oranla üretim zorluğu Tabakalı kompozitler, tabakalar arası kayma gerilmelerine

hassas olduklarından delaminasyon meydana gelebilir. Bazı kompozitler gevrek olduklarından kolaylıkla zarar

görürler, onarılmaları yeni problemler oluşturabilir.

Kompozit Malzemelerin Uygulanma Alanları

Teknolojinin gelişmesiyle kompozit malzemelere olan ilgi artmaktadır.

Uçak sanayi ve daha pek çok sektörde kullanılan kompozitlerin geliştirilmesi adına bilimsel çalışmalar devam etmektedir.

Kompozit malzemelerin yaygın olarak kullanıldığı başlıca sektörler ve bu sektörlerde kullanılan ürün tipleri aşağıda kısaca özetlenmektedir: Uzay teknolojisi Denizcilik sektörü Tıbbi cihazların imalatı Robot teknolojisi Kimya sanayisi Elektrik-Elektronik Endüstrisi Müzik aletleri endüstrisi İnşaat ve yapı sektörü Otomotiv sektörü Savunma Sanayi ve Havacılık Sektörü Gıda ve Tarım Sektörü Spor malzemeleri imalatı (yüksek atlama sırıkları, tenis raketleri, sörf,

yarış tekneleri, kayak vs. )

gibi pek çok alanda kullanılmaktadır.

İnşaat ve Yapı Sektörü ndeki Uygulama Alanları: Dış ve iç cephe kaplamaları Dekoratif uygulamalar Çatı kaplama levhaları ve çatı detay profilleri Taşıyıcı profiller Yağmur suyu taşıma sistemleri Muhtelif amaçlı izolasyon işleri Beton kalıpları Prefabrik binalar Köprüler Su tankları, mazgal olukları, yeraltı boruları, gıda reyonu

kaplamaları, rasathane kubbeleri, ilan panoları, vb.

Prefabrik Evler

BorularKabinler

Otomotiv ve Taşımacılık Sektörü ndeki Uygulama Alanları:Otomotiv firmaları, müşterilerinin ihtiyaçlarını karşılamak ve rekabet güçlerini arttırmak amacıyla hafif otomobil üretmektedirler. Hafif otomobiller, enerji tasarrufu yanında mekanik (ivmelenme ve frenleme) olarak çok önemlidir.Otomotiv ve Taşımacılık Sektörü ndeki Uygulama Alanları: Otomotiv kaportaları Kamyon ve otobüs yan panelleri Tır dorse yan çıtaları Kamyon rüzgarlık ve ön panelleri Konteyner imalatı Karayolu işaret levhaları Karayolu kenar dikmeleri vs.

Savunma Sanayi Uygulamaları: Uçak ve helikopter gövde

parçaları Uçak burun ve kanat parçaları Havan topları gövdeleri ve

sandıkları Kurşun geçirmez panel imali Miğferler Mayın ve hücum bot parça ve

gövdeleri Barınaklar vs.

Havacılık Sanayii Uygulamaları;

Denizcilik Sektörü Uygulamaları: Yelkenli/motorlu tekneler Can kurtarma flikaları Şamandralar Kanolar Dubalar-iskeleler Deniz motorsikleti Sörf tahtası Marina ekipmanları vs.

Kompozit Malzemelerin Sınıflandırılması

Matris Malzeme

lerine Göre

Kompozitler

Metal Matrisli

Kompozitler

Polimer Matrisli

Kompozitler

Seramik Matrisli

Kompozitler

AvantajlarıElektriksel ve termal iletkenlik

İyi mukavemet ve süneklikYüksek toklukManyetiklik

DezavantajlarıYoğunluk

Düşük sürünme direnciDüşük korozyon direnci

AvantajlarıYüksek süneklik

Kolay şekillendirmeYüksek korozyon direnci

DezavantajlarıDüşük sertlik ve dayanım

Yüksek sıcaklık özellikleri düşük

AvantajlarıElektriksel ve termal yalıtkanlık

Aşınma ve korozyon direnci yüksekDüşük yoğunluk

DezavantajlarıŞekil vermek zordur.

Çok düşük tokluk

Takviye Elemanının Şekli ve Yerleşimine Göre Kompozitler(a) Elyaflı Kompozitler

(b) Parçacıklı Kompozitler

(c) Tabakalı Kompozitler

(d) Karma Kompozitler

Sandviç Kompozitler (Bal peteği)

Tabakalı Kompozitler

Tabakalı kompozit yapı, en eski ve en yaygın kullanım alanına sahip olan tiptir.

Tabakaların bileşimi ile çok yüksek mukavemet değerleri elde edilir.

Isıya ve neme dayanıklı yapılardır. Metallere göre hafif aynı zamanda mukavemetli olmaları

nedeniyle tercih edilir. Tabakalı kompozitler uçak yapılarında, kanat ve kuyruk

grubunda yüzey kaplama malzemesi olarak çok yaygın bir kullanıma sahiptir.

Bal Peteği (Honeycomb) Kompozitler

Kompozit imalatında kullanılan petekli yapı, çok ince tabakaların şekillendirilmesi sonucu elde edilen hücrelerin birleştirilmesi ile oluşturulur. Bu tür yapılar bal arılarının doğal olarak yaptıkları bal petekleri ile birebir benzerlik göstermektedir.

Petekli kompozit yapılar yaklaşık olarak 1940 yılından sonra havacılık sektöründe, uçakların gövde panellerinde kullanılmaya başlanmıştır.

Petekli kompozit yapılar, özellikle çarpma sonucu ortaya çıkan enerjinin absorbe edildiği yüksek mekanik dayanım gerektiren konstrüksiyonlarda kullanılır.

Sandviç yapıların iç ve dış tabakaları arasına bu petekli yapılar yerleştirilir.

Tabakalar arasına petekli yapının yerleştirilmesi, yapının atalet momentinin ve eğilme dayanımının artmasını sağlar.

Bal peteği geometrisi hakkında kısa bilgi: Petek yapılı hücrelerin boyutları, malzeme seçimi birlikte ele alınarak

optimum değerler bulunmaktadır. Yüzeyin altıgenlerden oluşması, en küçük yüzey alanda en geniş

kaplamayı elde etmemizi sağlar. Bu sayede altıgen yapıyla, istenenen değerlerde kafes yapımı için en

az malzeme kullanımı sağlanmış olur.

Bal Peteği Kompozitler

Günümüzde Bal Peteği (Honeycomb) Kompozitler Üç Şekilde Gruplandırılır:

1. Uzay mekiği, uçak, arabalarda kullanılan mekanik dayanımı fazla, korozyon direnci yüksek nomex ve kevlar bal petekleri

2. Aleve dayanıklı, hafif ve yüksek verim alınabilen, gemilerde ve trenlerde kullanılan alüminyum alaşımlı bal petekleri.

3. Kimyasal ve ekonomik yönden avantajları olan termoplastik bal petekleri

Günümüzde kullanılan petekli yapıların büyük bir çoğunluğu bir yapıştırıcı sayesinde hücrelerin birbirleri ile yapıştırılması sonucu oluşurlar. Petekli yapılar genellikle sandviç yapılarda dolgu elemanı olarak kullanılırlar.

Bir sandviç panel, petekli yapının alt ve üst yüzeylerine yapıştırıcı kullanarak yüzey örtüleri ile yapıştırılması sonucu elde edilir. Çelik, titanyum ve nikel alaşımlı metal hücre yapılı petekli yapılar yapıştırıcı yerine daha çok kaynak ve lehimleme ile birleştirilirler. Bu tür hücreler öncelikle yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılır.

Yüksek rijitlik ve dayanım/ağırlık oranına sahip olan sandviç yapılar son derece hafif konstrüksiyonlardır.

Petek yapılı kompozitler, diğer sandviç konstrüksiyon ara malzemelerine oranla daha pahalıdır ve sandviç yapı haline dönüştürülmesi daha özel işçilik gerektirmektedir. Bu nedenle, genellikle denizcilik, havacılık ve uzay sektöründe yüksek mekanik dayanım sağlamak amacıyla kullanılmaktadır.

Altıgen hücreli petekli yapı

Sandviç Panelin Yapıştırılarak Elde Edilmesi

Petekli Yapı Üretim Yöntemleri

Uzatarak Şekil Verme Yöntemi Kıvırma Yöntemi

Petekli yapıların üretiminde uzatma ve kıvırma şekil verme olmak üzere genellikle iki temel teknik kullanılır. Diğer teknikler yaygın olarak kullanılmamaktadır.

1. Uzatarak Şekil Verme Yöntemi Bu yöntem metal ve metal olmayan hücre imalatında kullanılır. Petek yapılı hücrelerin büyük bir çoğunluğu bu yöntemle üretilir. Bu yöntem genel olarak; şerit halinde levhaların kesilmesi ve yapıştırıcının sürülmesi, levhaların üst üste dizilmesi ve petekli yapı bloğun seçilen sıcaklıkta pres içerisinde işlenmesi aşamalarını içerir.

Uzatarak Şekil Verme Yöntemi İle Petek Hücre Üretimi

Metal olmayan şerit levhalar da benzer biçimde hazırlanmasına rağmen bazı önemli farklar söz konusudur. Metal dışı malzemeler yapıştırıcı sürme işlemi öncesi korozyona karşı direnç arttırıcı işlemler gerektirmez. Ancak bazı malzemelerin reçineye iyice doyurulması için bir ilave ön işlem gerekebilir. Metalik malzemelerin aksine metal dışı petekli yapı malzemeleri kalıp içerisinde kalıbın şeklini alması için gerekli çekme işlemi sonunda kendi şeklini koruyamazlar. Bu malzemelerde kalıplama daha fazla sürede yapılmalı ve şekil alma işlemi gerçekleşene kadar bir fırın içerisinde ısıtılmalıdır. Daha sonra çekilmiş ve ısıtılmış blok sıvı reçineye daldırılır ve hücrelerin oluşumu tamamlanana kadar ısıtma işlemi sürdürülür. Daldırma süreci blokların istenilen yoğunluğa ulaşıncaya kadar tekrarlanır. Petekli yapı imalatı bu bloklardan istenilen kalınlıkta dilimlerin kesilmesi ile tamamlanmış olur.

2. Kıvırma Yöntemi Bu yöntem yüksek sıcaklık altında çalışan, et kalınlığı ve yoğunluğu oldukça fazla olan petekli yapıların imalatında tercih edilir. Bu yöntemde şerit levhalar istenilen biçimde kıvrılarak düğüm noktalarına yapıştırıcı tatbik edilir.

Kıvırma Yöntemi İle Petekli Yapı Hücre Üretimi

Ardından şekil verilmiş levhalar üst üste konur ve kıvrılmış blok seçilen sıcaklıkta bekletilir. İstenilen kalınlıkta dilimler bloktan kesilerek elde edilir.

Üretimi gerçekleştirilen petekli yapılar kullanılacak yerin özellikleri de dikkate alınarak; temizleme( kenar traşlama), kesme ve gerekirse şekil verme ve ekleme işlemlerine de maruz bırakılır.

Özel İşlem Yapılmış Petek Yapılı Kompozitler

Honeycomb Kompozit Panel

Çeşitleri ve Uygulama Alanları

1. Alüminyum Honeycomb Kompozit Panel

Kullanım amacınıza ve ihtiyacınıza cevap vermek üzere farklı tiplerde kullanımınıza sunulur.Özellikleri; Hafiftir. Korozyona dayanıklıdır. Yüksek mukavemetlidir. Yüzey toleransı vardır. Mükemmel yüzey görünümü sağlar. Yanmaya karşı dirençlidir. Kimyasallara direnci yüksektir. Bakteri üretmez.

Alüminyum Honeycomb Kompozit Panel Uygulama Alanları

Dış cephe kaplamalarıMobilyalarIslak mekanlar (WC, Mutfak, Banyo vb.)Perde duvarlarHavaalanlarıGemi güverteleriAtölyelerTezgahlarLevhalar vb.

2. Polipropilen PP Honeycomb Kompozit Panel

Hafiftir. Korozyona dayanıklıdır. Yüksek mukavemetlidir. Ses ve ısı yalıtım özelliği yüksektir. -30 / +80 C aralığında deforme olmaz. Kimyasallara, deniz suyuna, mantar ve

bakterilere ve ayrıca atmosferik koşullara dayanımı yüksektir.

Darbe dayanımı yüksektir. Şok darbe etkilerini absorbe eder aşırı

zorlanma altında uniform olarak zarar görür.

Metal balpetekleri gibi “mekanik hafızası” yüksek olmadığından , şekil verildiğinde aldığı formunu korur.

Polipropilen PP Honeycomb Kompozit Panel Uygulama Alanları

TezgahlarDuvarlarLevhalarMakine kaportalarıBanko sistemleriKapılarGüvertelerKamara bölmeleriTavan panelleri vb.

DİNLEDİĞİNİZ İÇİN

TEŞEKKÜREDERİM