Cam elyaf takviyeli plastik malzemelerin çift yönlü delik delme işleminde delaminasyon faktörünün incelenmesi
Investigation of delamination factor in bi-directional drilling of glass fibre reinforced plastic materials
Yazar: ERHAN KARATAŞ
Danışman: DOÇ. DR. OĞUZ KOÇAR
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Bilgisayar destekli üretim = Computer aided manufacturing ; Lifli kompozitler = Fiber composites ; Polimer kompozitler = Polymer composites

Özet:
Cam elyaf takviyeli plastikler (CTP), matris yapısını oluşturan polimer reçineye cam elyaf takviyelerin eklenmesiyle katmanlar halinde üretilir. Cam elyaf takviyeli plastik malzemeler (CTP),
korozyona karşı dayanıklılıkları, yüksek mukavemet/düşük ağırlık oranı, ısıl dirençleri ve düşük
maliyetleri nedeniyle otomotiv, inşaat ve daha birçok sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır.
CTP'ye delme, frezeleme gibi talaşlı imalat işlemleri uygulanabilmektedir. CTP birden fazla
katmandan oluştuğu için delme sırasında özellikle deliğin giriş ve çıkışında delaminasyon adı
verilen deliğin yapısal bütünlüğünü bozan kusurlar meydana gelir. Bu durum hem ürün ömrünü
olumsuz etkiler hem de ürün montajı sırasında sorunlara neden olur. Literatürde delaminasyon
oranını azaltmak için delme parametrelerinin ve matkap özelliklerinin (matkap ucu açısı, matkap
malzemesi) optimizasyonuna yönelik çeşitli çalışmalar bulunmaktadır. Önceki çalışmalarda
CTP'ler mengeneye iki taraftan sabitlenmiş ve tek yönlü delme uygulanmıştır. Bu çalışmada CTP
bir taraftan mengeneye sıkıştırılarak çift yönlü delme işleminin delaminasyon oranına etkisi
araştırılmıştır. Delme için beş farklı ilerleme hızı (200, 400, 600, 800, 800 ve 1000 mm/dak) ve iki
farklı takım dönüş hızı (1500 ve 3000 devir/dak) kullanıldı. Referans numuneleri (kalınlık: 5 mm)
tek taraftan delinmiştir. Diğer numuneler ise parça döndürülerek ön taraftan 1.5, 2.5 ve 3.5 mm,
arka taraftan ise 3.5, 2.5 ve 1.5 mm çift yönlü olarak delinmiştir. Tüm numunelerin delaminasyon
oranları hesaplanmıştır. En düşük ve en yüksek delaminasyon oranına sahip numuneler görsel
olarak incelendi. Tek yönlü delmede en düşük delaminasyon oranı 1.20±0.10 ile 1500 devir/dakika
takım dönüş hızında ve 400 mm/dak ilerleme hızında elde edildi. Çift yönlü delme için en düşük
delaminasyon oranı 1.16±0.02 ile 3000 dev/dk takım dönüş hızında, 400 mm/dak ilerleme hızında
ve 3.5 mm ön ve 1.5 mm arka yüzey delme mesafesinde elde edildi. Sonuçlar, tek yönlü delmede
delaminasyon oranlarının daha istikrarlı olduğunu ve çift yönlü delmede ilerleme hızıyla arttığını
belirlenmiştir.

Abstract:
Glass fiber reinforced plastics (GRP) are manufactured in layers by adding glass fiber reinforcements to the polymer resin forming the matrix structure. Glass fiber reinforced plastic materials (GRP) are widely used in automotive, construction and many other sectors due to their corrosion resistance, high strength/low weight ratio, thermal resistance and low cost.
Machining operations such as drilling and milling can be applied to GRP. As GRP consists of
more than one layer, defects called delamination, which disrupt the structural integrity of the
hole, occur especially at the entrance and exit of the hole during drilling. This situation both
negatively affects product life and causes problems during product assembly. In the literature,
there are several studies on the optimization of drilling parameters and drill characteristics (drill point angle, drill material) to reduce the delamination rate. In the studies examined, GRPs were fixed to the vice from two sides, and one-way drilling was applied. In this study, GRP was clamped in a vise from one side and the effects of bi-directional drilling on the delamination
rate were investigated. Five different feed rates (200, 400, 600, 800, 800, and 1000 mm/min)
and two different tool rotational speeds (1500 and 3000 rpm) were used for drilling. Reference
samples (thickness: 5 mm) were drilled from one way. The other samples were bi-directional
drilled 1.5, 2.5 and 3.5 mm from the front side and then 3.5, 2.5 and 1.5 mm from the back side
by turning the part. The delamination rates of all samples have been calculated. The samples
having the lowest and highest delamination ratios were visually inspected. In one-way drilling,
the lowest delamination rate of 1.20±0.10 was obtained at 1500 rpm tool rotation speed and 400
mm/min feed rate. For bi-directional drilling, the lowest delamination rate of 1.16±0.02 was
obtained at a tool rotation speed of 3000 rpm, a feed rate of 400 mm/min and a drilling distance
of 3.5 mm front and 1.5 mm rear face. The results showed that delamination rates were more
stable in one-way drilling and increased with feed rate in bi-directional drilling