Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi
Yıl: 2020 Cilt: 35 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 457 - 465 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.479616 İndeks Tarihi: 07-01-2021
Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi
Öz: Günümüzde kompozit malzemelerin, çeliğin yerini almasıyla %60-80 oranında ve alüminyumun yerinialmasıyla ise %20-50 oranında ağırlıktan kazanım mümkün hale gelmiştir. Kompozit malzemeler birçokmühendislik uygulaması için tercih edilen malzemeler haline gelmişlerdir. Fakat kompozit malzemelerin buavantajlarının yanı sıra işlenmesinde yaşanan sıkıntılar söz konusudur. Farklı sektörlerde güncel teknolojininvazgeçilmez malzemelerinden biri olarak görülen fiber takviyeli kompozit malzemelerin işlenmesi diğermalzemelere oranla daha zordur. Bu durum kesici takımlar açısından çok seçici olmayı gerektirir. Buçalışmada, Karbon Fiber Takviyeli Kompozit (KFTK) malzemelerin işlenmesinde yaşanan güçlükleri veözellikle de katmanlı/laminer yapıdaki levhalarda katman kalkması (delaminasyon) problemini bertarafedebilecek özgün PCD kesici takım tasarımı yapılmıştır. Bu takımlar ile Karbon Fiber Takviyeli Kompozitmalzemelerin frezelenmesinde meydana gelen delaminasyon ve kesme kuvvetleri araştırılmıştır. Kesmeparametreleri olarak 350, 400 ve 450 m/dk. kesme hız ve 1270 mm/dk. sabit ilerleme miktarı seçilmiştir.Deneyler sonucunda en iyi performansı tasarımı ve üretimi gerçekleştirilen ve 1 numara ile kodlanan kesicitakımın gösterdiği görülmüştür. Artan kesme hızının hasarı ve kesme kuvvetlerini olumlu yönde etkilediğigörülmüştür. Ayrıca regresyon analizi sonrasında elde edilen ANOVA istatistiklerine göre hasar ve kesmekuvvetleri açısından etkili olan parametreler tespit edilmiştir.
Anahtar Kelime: Evaluation and mathematical modeling of delamination and cutting forces in milling of carbon fiber reinforced composite (CFRP) materials
Öz: Nowadays, weight reducing is become possible with composite materials taking place of steel (60-80%) and aluminum (20-50%). Composite materials have become the preferred materials for many engineering applications. However, besides the advantages of composite materials, there are problems in manufacturing. Manufacturing of fiber reinforced composite materials are more difficult than other materials. This situation needs to be very selective in terms of cutting tools. In this study, a unique PCD cutting tool design was devised which is capable of eliminating the encountered difficulties, especially the exfoliation (delamination) problem on laminated/laminar formed composite board during machining carbon fiber reinforced composite (CFRC) materials. With this cutting tools delamination and cutting forces investigated on milling of CFRP materials. 350, 400, 450 m/min cutting speeds and 1270 mm/min constant feed rate were selected as cutting parameters. The first tool were showed the best performance in consequence of the tests. Increasing cutting speed influences the and cutting forces posivitely. Besides, the effective parameters on delamination and cutting forces, were determined according to the obtained ANOVA statistics after the regression analysis.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- 1. Eren Y., Kompozit Yapıların Darbe Etkilerinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kütahya, 2007.
- 2. Tolun C., Dikdörtgen Elasto-Plastik Kompozit Plakların Dinamik Analizi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2008.
- 3. Karnik S.R., Gaitonde V.N., Campos Rubio J., Esteves Correia A., Abrão A.M., Paulo D. J., Delamination analysis in high speed drilling of carbon fiber reinforced plastics (CFRP) using artificial neural network model, Materials and Design, 29 (9), 1768-1776, 2008.
- 4. Gaitonde V. N., Karnik S. R., Rubio J. C., Correia A. E., Abrao A. M., Davim J. P., Analysis of parametric influence on delamination in high-speed drilling of carbon fiber reinforced plastic composites. Journal of materials Processing Technology, 203(1), 431-438, 2008.
- 5. Shyha I.S., Aspinwall D.K., Soo S.L., Bradley S., Drill geometry and operating effects when cutting small diameter holes in CFRP, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 49 (12-13), 1008- 1014, 2009.
- 6. Davim J.P., Rubio J.C., Abrao A.M., A novel approach based on digital ımage analysis to evaluate the delamination factor after drilling composite laminates, Composite Science and Technology, 67 (9), 1939-1945, 2007.
- 7. Urban, N. A., Analysis of machining quality in edge trimming of carbon fiber reinforced composite, Doctoral dissertation, Wichita State University, 21-36, 2005.
- 8. Tsao C. C., Hocheng H., Computerized tomography and C- Scan for measuring delamination in the drilling of composite materials using various drills, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 45 (11), 1282-1287, 2005.
- 9. Chen W. C., Some experimental investigations in the drilling of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) composite laminates, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 37 (8), 1097-1108, 1997.
- 10. Robert V., Lukas S., Friedrich K., Konrad W., Influence of fibre orientation, tool geometry and process parameters on surface quality in milling of CFRP, CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 18, 1875–91, 2017.
- 11. Henerichs M., Woβ F., Wegener K., Machining of carbon fiber reinforced plastics: Influence of tool geometry and fiber orientation on the machining forces, CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 9, 136-145, 2015.
- 12. Maegaea S., Morikawa Y., Hayakawa S., Itoigawa F., Mechanism for changes in cutting forces for downmilling of unidirectional carbon fiber reinforced polymer laminates: Modeling and experimentation, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 100, 7-13, 2015.
- 13. Hintze W., Cordes M., Koerkel G., Influence of weave structure on delamination when milling CFRP, Journal of Materials Processing Technology, 216, 199-205, 2015.
- 14. Akira H., Naoya H., Takashi U., Tatsuaki F., Highquality machining of CFRP with high helix endmill, Manufacturing Technology, 63 (1), 89-92, 2014.
- 15. Bayraktar Ş., Turgut Y., Investigation of cutting forces and surface roughness in milling of carbon fiber reinforced polymer composite material, Materiali in Tehnologije / Materials and Technology, 50(4), 591- 600, 2016.
- 16. Sorrentino, L., Turchetta, S., Milling of Carbon FiberReinforced Plastics: Analysis of Cutting Forces and Surface Roughness, 18th Internatıonal Conference On Composıte Materıals, 1-6, 2011.
- 17. Rusinek R., Cutting process of composite materials:An experimental study, International Journal of Non-Linear Mechanics, 45 (4), 458-462, 2010
- 18. Kara, Y., Akbulut, H., Mechanical behavior of helical springs made of carbon nanotube additive epoxy composite reinforced with carbon fiber, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32(2), 417-427, 2017.
- 19. Eren, Ş., Poyraz, B., Gökçe, N., Şamandar, A., Aykanat, B., Subaşı, S., Investigation of the initiator effect on mechanical, thermal and chemical properties of polyesters used in composite material production, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 33(4), 1383-1396, 2018.
- 20. İnal, O., Ataş, A., Experimental investigation of pinned joints in NCF Glass-Fibre reinforced composite plates, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 33(4), 1445-1457, 2018.
- 21. Kurt, A., Talaş kaldırma sırasında oluşan kesme kuvvetleri ve mekanik gerilmelerin deneysel olarak incelenmesi ve matematiksel modellerinin oluşturulması, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2006.
- 22. Çavuş Y., Karbon Fiber Takviyeli Kompozit (KFTK) Malzemelerin Alışılmış Takımlarla İşlenebilirliği, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2015.
- 23. Slamani M., Gauthier S., Chatelain J. F., A study of the combined effects of machining parameters on cutting force components during high speed robotic trimming of CFRPs, Measurement, 59, 268-283, 2015.
- 24. Feito N., Diaz-Álvarez J., López-Puente J., Miguelez M. H., Numerical analysis of the influence of tool wear and special cutting geometry when drilling woven CFRPs, Composite Structures, 138, 285-294, 2016.
| APA | YAGMUR S, Kurt A, SEKER U (2020). Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi. , 457 - 465. 10.17341/gazimmfd.479616 |
| Chicago | YAGMUR SELÇUK,Kurt Abdullah,SEKER ULVI Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi. (2020): 457 - 465. 10.17341/gazimmfd.479616 |
| MLA | YAGMUR SELÇUK,Kurt Abdullah,SEKER ULVI Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi. , 2020, ss.457 - 465. 10.17341/gazimmfd.479616 |
| AMA | YAGMUR S,Kurt A,SEKER U Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi. . 2020; 457 - 465. 10.17341/gazimmfd.479616 |
| Vancouver | YAGMUR S,Kurt A,SEKER U Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi. . 2020; 457 - 465. 10.17341/gazimmfd.479616 |
| IEEE | YAGMUR S,Kurt A,SEKER U "Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi." , ss.457 - 465, 2020. 10.17341/gazimmfd.479616 |
| ISNAD | YAGMUR, SELÇUK vd. "Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi". (2020), 457-465. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.479616 |
| APA | YAGMUR S, Kurt A, SEKER U (2020). Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35(1), 457 - 465. 10.17341/gazimmfd.479616 |
| Chicago | YAGMUR SELÇUK,Kurt Abdullah,SEKER ULVI Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35, no.1 (2020): 457 - 465. 10.17341/gazimmfd.479616 |
| MLA | YAGMUR SELÇUK,Kurt Abdullah,SEKER ULVI Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.35, no.1, 2020, ss.457 - 465. 10.17341/gazimmfd.479616 |
| AMA | YAGMUR S,Kurt A,SEKER U Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(1): 457 - 465. 10.17341/gazimmfd.479616 |
| Vancouver | YAGMUR S,Kurt A,SEKER U Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(1): 457 - 465. 10.17341/gazimmfd.479616 |
| IEEE | YAGMUR S,Kurt A,SEKER U "Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35, ss.457 - 465, 2020. 10.17341/gazimmfd.479616 |
| ISNAD | YAGMUR, SELÇUK vd. "Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin frezelenmesinde delaminasyon ve kesme kuvvetlerinin değerlendirilmesi ve matematiksel modellenmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35/1 (2020), 457-465. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.479616 |
