Öz: Giriþ: Karbon Fiber Takviyeli Plastik (CFRP) kompozit malzemeler, düþük özgül aðýrlýklarýna karþý sergiledikleri yüksek dayanýmlarý ile birlikte amaca uygun özelliklerde farklý þekillerde üretilebilmelerinden dolayý uzay ve havacýlýk endüstrisi baþta olmak üzere birçok endüstri alanýnda artarak kullanýlmaktadýr. Ýmalat iþlemlerinden delme iþlemi parçalarýn montajý (perçinli, cývatalý vb.) esnasýnda en sýk kullanýlan iþleme yöntemlerinden biri olup tüm iþleme operasyonlarýnýn yaklaþýk olarak % 40’ýný oluþturmaktadýr. Diðer tabakalý kompozit malzemelerde olduðu gibi CFRP kompozit malzemelerin hasar görmeden iþlenmesi, heterojenite ve termal hassasiyet nedeniyle, uygun koþullar saðlanmýþ olsa bile, delme, kesme, frezeleme, taþlama, vb. gibi konvansiyonel iþlemlerle iþlenmesi oldukça zor olmaktadýr. Modern imalat yöntemlerinden biri olan aþýndýrýcýlý su jeti (ASJ) ile iþleme teknolojisinin hemen hemen her malzemeyi iþlemek için uygun olan, ekstra takým ve sabitleme gerektirmeyen, kendinden temizlemenin saðlandýðý soðuk iþleme yöntemi olmasýndan dolayý CFRP kompozit malzemelerin iþlenmesi için iyi bir alternatif iþleme yöntemidir. Bu baðlamda endüstriyel sanayi alanlarýnýn çoðunda kullanýlan [0/90]s fiber oryantasyonuna sahip CFRP kompozit malzemenin farklý iþleme parametreleri altýnda ASJ ile delinmesi sonucu oluþan ortalama yüzey pürüzlülüðü deðerleri analiz edilerek iþleme parametrelerinin ortalama yüzey pürüzlülüðü üzerindeki etkileri araþtýrýlmýþtýr. Amaç: Bu çalýþmada; malzemelerin son montajý esnasýnda delme iþleminin diðer iþlemlere kýyasla en sýk kullanýlan iþleme yöntemi olmasýndan dolayý CFRP kompozit malzemenin ASJ ile delinmesi konusu ele alýnmýþtýr. [0/90]s fiber oryantasyonundaki CFRP kompozit malzemenin farklý iþleme parametreleri altýnda ASJ ile iþlenmesinde oluþabilecek ortalama yüzey pürüzlülüðü deðerlerinin minimuma indirgenebilmesi amacýyla optimum iþleme parametrelerinin belirlenmesine çalýþýlmýþtýr. Kapsam: CFRP kompozit malzemenin modern imalat yöntemlerinden biri olan ASJ kesme iþlemiyle ilgili literatürde çalýþma bulunmakta olup bu malzemelerin delinmesi ile ilgili yeterli çalýþma bulunmamaktadýr. Birçok endüstri alanýnda kullanýlmakta olan [0/90]s fiber oryantasyonundaki CFRP kompozit malzemenin farklý iþleme parametreleri altýnda ASJ ile delinmesinde ortalama yüzey pürüzlülüðünün minimuma indirgenmesi çalýþmamýz için problem konusu olarak ele alýnmýþtýr. Yöntem: Yapýlan çalýþmada, [0°/90°]s fiber oryantasyonundaki CFRP kompozit malzeme iþ parçasý olarak kullanýlmýþtýr. Deney numunesinin delme iþlemleri Bystronic marka Byjet Flex 8030 model max. su basýncý 5300 bar olan 3 eksenli ASJ tezgâhýnda gerçekleþtirilmiþtir. CFRP kompozit malzemenin ASJ ile delinmesinde nozul çapý (0,80 mm), aþýndýrýcý akýþ oraný (350 gr/dak), aþýndýrýcý türü ve boyutu (80 mesh garnet) sabit tutulmuþtur. Tasarým ve analiz yöntemi olarak Taguchi yöntemi kullanýlmýþtýr. Optimum delme parametrelerini belirlemek ve belirlenen delme parametrelerinin delaminasyon hasarýna etkilerini analiz etmek için en uygun ortogonal dizi olan L16 (4 x 4) seçilmiþtir. Taguchi deney tasarým yönteminin, farklý iþleme parametrelerinde, farklý seviyeleri arasýndan optimum iþleme parametrelerini belirlemek için oldukça yararlý bir yöntem olduðu yapýlan çalýþmalarla kanýtlanmýþtýr. Taguchi metoduna göre yapýlan deney tasarýmý ve istatistiksel analizler Minitab 17 yazýlýmý ile gerçekleþtirilmiþtir. Varyans analizi (ANOVA) ile en etkili iþleme parametresi belirlenmiþtir. Bulgular: CFRP kompozit malzemenin ASJ ile delinme iþlemi sonrasýnda ölçümü yapýlan ortalama yüzey pürüzlülüðü muayenesi ASTM A802 standardýna uygun olarak yapýlmýþtýr. Farklý iþleme parametrelerinde açýlan 16 farklý delik için ortalama yüzey pürüzlülüðü ölçümü yapýlmýþtýr. Her bir delik için, Mitutoyo marka SJ-410 model pürüzlülük ölçüm cihazý kullanýlarak 4 adet ölçüm yapýlmýþtýr. 4 ayrý bölgede elde edilen ortalama yüzey pürüzlülüðü deðerlerinin aritmetik ortalamasý alýnarak her bir delik için ortalama yüzey pürüzlülüðü deðerleri tespit edilmiþtir. Sonuç: Yapýlan deneysel analiz sonucunda; yüksek su basýncý ve düþük nozul yaklaþma mesafesinde ortalama yüzey pürüzlülüðü (Ra) deðerinin azaldýðý tespit edilmiþtir. [0/90]s fiber oryantasyonundaki CFRP kompozit malzemenin ASJ ile delinme iþlemi sonucunda elde edilen en yüksek Ra deðeri 2,606 µm ve en düþük Ra deðeri 1,013 µm olarak tespit edilmiþtir. Bu durumda, diðer parametrelere bakýlmaksýzýn nozul yaklaþma mesafesindeki 4 kat azalma ve su basýncýndaki % 47,22 oranýnda artýþla Ra deðerinde % 61,13 oranýnda iyileþme saðlanmýþtýr.
Anahtar Kelimeler: Karbon fiber takviyeli plastik kompozit malzemeler (CFRP), Aþýndýrýcýlý su jeti (ASJ), Yüzey Pürüzlülüðü, Taguchi metodu.
|