Giriş: Günümüzde otomotiv endüstrisinin hızlı büyümesi sonucu araç içinde içerisinde daha fazla konfor alanı yaratılmaktadır. Günümüz müşterileri; düşük maliyetler ile yüksek performans ve düşük miktarlarda yakıt tüketimi sağlayan, her açıdan güvenilir araçlar talep etmektedirler. Daha hafif araçların elde edilmesi, hem enerji tasarrufu hem de çevrenin korunması için önemli olan, sürdürülebilir kalkınmanın en önemli yöntemlerinden biridir. Araçların iç ve dış gövde yan panelleri, müşterilerin beklentilerini karşılama açısından araçlar içerisindeki en önemli bölgelerdendir. Gövde panellerinin ağırlığının azaltılması yakıt tasarrufu sağlayarak doğrudan emisyon salınımını azaltmaktadır. Bu durum yüksek mukavemetli düşük ağırlıklı malzemeler kullanılarak veya düşük ağırlıklı sandviç paneller kullanılarak sağlanmaktadır. Petek yapılı sandviç paneller düşük yoğunlukları, birim ağırlık başına düşen yüksek mekanik özellikleri ve yüksek darbe, ses ve enerji sönümleme gibi özellikleri nedeni ile otomotiv sektöründe sıkça tercih edilmektedirler. Daha az ağırlıkla aynı statik ve titreşim performansı sağlayan sandviç yapılı gövde paneller kullanılarak, gövde paneli ağırlıklarının azaltılması mümkündür. Yük taşıma amaçlı kullanılan hafif ticari araçların arka iç gövde yan panel malzemesi olarak kullanılan kontrplak panellerin titreşim sönümleme, termal izolasyon ve nem dayanımı gibi özelliklerinin yetersiz olmasının yanı sıra, aracın ağırlığını arttırarak yakıt tüketimini olumsuz yönde etkilemeleri, hafif ticari araçlarda bu bölgede kullanılabilecek olan yeni malzemeler aranmasına neden olmuştur. Amaç: Çalışma, hafif ticari araçların arka iç gövde yan panellerinde ağırlık, yakıt tüketimi, titreşim sönümleme, korozyon ve nem dayanımı gibi konularda performans iyileştirmesi sağlayarak müşteri beklenti ve taleplerini optimum seviyede karşılayabilecek panel malzemesinin kullanımının incelenmesi ve Türkiye’de ilk kez bir otomotiv firmasının hafif ticari aracında kullanılmak üzere gerçekleştirilmiştir. Kapsam: Bu amaç doğrultusunda sahip oldukları düşük ağırlık, yüksek dayanım/ağırlık oranı, yüksek basma dayanımı, yüksek sertlik, yüksek titreşim sönümleme ve enerji absorbsiyonu gibi özellikler nedeni ile hafif ticari araçların gövde panellerinde kullanılabilecek olan farklı özelliklere sahip petek yapılı sandviç panellerin özellikleri incelenmiştir. Sınırlıklar: Deneysel çalışmada, her biri polipropilen çekirdek malzemesine sahip olan, polipropilen, cam elyaf takviyeli polipropilen matrisli kompozit ve alüminyum yüzeylerden meydana gelen petek yapılı sandviç panellerin mekanik, termal ve fiziksel özellikleri incelenerek hafif ticari araçlarda kullanılacak optimum arka iç gövde yan panel malzemesinin seçimi gerçekleştirilmiştir. Yöntem: Sandviç yapı olarak seçilecek olan malzemenin hafif ticari araçlarda kullanabilmesi için her bir petek yapılı sandviç panel test numunesinin, otomotiv standartlarında belirlenen malzeme testlerini başarı ile tamamlaması gerekmektedir. Bu nedenle petek yapılı sandviç panel test numuneleri; darbe dayanım deneyi, kırılma dayanım deneyi, yanmazlık deneyi, çizilme deneyi, küllenme deneyi, yapışma mukavemeti deneyi ve termal yaşlandırma deneyi gibi farklı mekanik, fiziksel ve termal testlere tabi tutularak mekanik, fiziksel ve termal özellikleri araştırılmıştır. Bulgular: Yapılan testler sonucunda; petek yapılı polipropilen sandviç paneller ve cam elyaf takviyeli polipropilen sandviç paneller en iyi darbe dayanım davranışı gösteren, petek yapılı alüminyum sandviç paneller ise en iyi kırılma dayanımı gösteren malzeme grubu olmuştur. Petek yapılı sandviç panellerin içerisine katılan farklı katkı maddelerinin bu panellerin mekanik dayanımlarını arttırdığı gözlemlenmiştir. Yanmazlık deneyi sonucunda petek yapılı alüminyum sandviç paneller en iyi davranış gösteren malzeme grubu olurken, bu test numunelerinin yüzeyinde yanma oranı 0 mm/dakika olarak ölçülmüştür. %3 Masterbatch takviyeli petek yapılı polipropilen sandviç panel test numunelerinde gözlemlenen çizilme, beyazlama ve yüzey bozunma problemleri, masterbatch oranının arttırılarak yüzey malzemelerinin içerisine ultraviyole ve renk pigmentlerinin katılması sonucu iyileştirilmiştir. Bununla birlikte %5 Masterbatch takviyeli petek yapılı polipropilen sandviç panellerin yüzey renginde değişim gözlemlenmiş olup yüzey çizilme, beyazlama ve bozunma problemlerine çözüm bulunmuştur. Kısa ve uzun süreli olarak gerçekleştirilen termal yaşlandırma deneyi sonucunda test numunelerinin yüzeyinde herhangi bir renk değişimi, delaminasyon ve distorsiyon gözlemlenmemiştir. Sonuç: Çalışma sonucunda, gerçekleştirilen mühendislik ve malzeme testlerinin yanı sıra maliyet ve hafiflik gibi temel etmenler göz önünde bulundurularak hafif ticari araçlarda arka iç gövde yan panel malzemesi olarak kullanılan kontrplak panellerin yerine %5 Masterbatch takviyeli petek yapılı polipropilen sandviç paneller kullanılabileceği saptanmış ve ülkemizde ilk kez bir hafif ticari araçta kullanımına başlanmıştır. Petek yapılı sandviç panellerin kullanımı ile araç ağırlığında yaklaşık olarak 20 kg ağırlık kazancı meydana gelirken yakıt tüketiminde 0.2 litrelik bir iyileşme gözlemlenmiştir. Ülkemizde üretilen bir otomobil firmasında ilk kez gerçekleştirilmiş olan bu uygulama ile hafif ticari araçlarda düşük maliyet ile yüksek performans artışı sağlamak isteyen diğer otomotiv üreticilerinin petek yapılı sandviç panelleri, hafif ticari araçların farklı bölgelerinde kullanması sağlanmış olacaktır.
Anahtar Kelimeler: Petek yapılı sandviç panel, Hafif ticari araç, Arka iç gövde yan paneli, Ağırlık kazancı, Yakıt tüketimi.
|
