Al katmanlar kullanılarak üretilmiş fiber metal tabakalı kompozitlerin delinmesinin araştırılması
Investigation of the drilling of fiber metal layer composites produced by using Al layers
Yazar: SERHAT ŞANLITÜRK
Danışman: PROF. DR. EROL KILIÇKAP
Batman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Alüminyum matrisli kompozitler = Aluminum matrix composites ; CNC frezeleme = CNC milling ; Cam elyaf kompozitler = Glass fiber composites ; Derin delme = Deep drilling ; Tabakalı kompozitler = Laminated composites

Özet:
Havacılık ve uzay endüstrisindeki gelişmeler yeni ve üstün özelliklere sahip malzeme ihtiyacını ortaya çıkarmaktadır. Bu malzemelerin en önemlisi fiber metal tabakalı (FMT) kompozitlerdir. FMT kompozitlere olan bu ilgi metal ve kompozit bileşenlerin olağanüstü özelliklerini bir araya getirmesinden kaynaklanmaktadır. FMT kompozitler, hava araçlarının yorulmaya maruz kalan parçalarında kullanılmak üzere geliştirilen ve üzerinde AR&GE çalışmalarının devam ettiği hibrit malzemelerdir. FMT kompozit parçaların birleştirilmeleri ve şekillendirilmeleri için delme, frezeleme, tornalama gibi talaşlı işleme ihtiyaç duyulmaktadır. Ancak bu malzemelerin talaşlı işlenmesi hem metalik malzemelerin hem de kompozit malzemelerin işlenmesinden farklıdır. Bunların işlenmesinde boyutsal sapma, deformasyon, kötü bir yüzey kalitesi, çapak gibi problemler ortaya çıkmaktadır. Bu problemlerin üstesinden gelebilmek için uygun işleme parametrelerinde işlenmesi gerekmektedir.

Bu çalışmada, FMT kompozitlerin delme performansının belirlenmesi amaçlanmıştır. Delme deneyleri için kesici takım olarak yüksek hız çeliği (HSS), TiN kaplı HSS ve sert karbür (SK) kesici takımlar kullanılmıştır. Deneyler; 1000, 2000 ve 3000 dev/dak iş mili devirlerinde ve 0.05, 0.10 ve 0,15 mm/dev ilerleme değerlerinde yapılmıştır. Burada amaç kesici takım malzemesinin, iş mili devrinin ve ilerlemenin kesme kuvveti, maksimum çap, çap sapması ve çapak yüksekliği üzerine etkileri deneysel araştırmaktır. İş mili devrinin artması ile kesme kuvveti ve çapak yüksekliği artarken delik çap sapması azalmıştır. İlerlemenin artması ile kesme kuvveti, çap sapması ve çapak yüksekliği artmıştır. En iyi sonuçlar sert karbür kesici takımın kullanıldığı deneylerden elde edilmiştir.

Abstract:
The developments in the aviation and aerospace industry reveal the need for new and superior materials. The most important of these materials are fiber metal layer (FMT) composites. This interest in FMT composites stems from the combination of the excellent properties of metal and composite components. FMT composites are hybrid materials developed to be used in parts of the aircraft subject to fatigue and on which R&D studies continue. For machining and shaping FMT composite parts, machining, such as drilling, milling, turning is needed. However, machining of these materials is different from the machining of both metallic materials and composite materials. In their machining, problems such as dimensional deviation, deformation, poor surface quality and burrs occur. In order to overcome these problems, it must be machined in appropriate processing parameters.
In this study, it was aimed to determine the drilling performance of FMT composites. High speed steel (HSS), TiN coated HSS and hard carbide (WC) cutting tools were used as cutting tools for drilling tests. Experiments were carried out at the spindle speeds of 1000, 2000 and 3000 rpm and the feed rates of 0.05, 0.10 and 0.15 mm/rev. The aim is to experimentally investigate the effects of cutting tool material, the spindle speed and feed on cutting force, maximum diameter, diameter deviation and burr height. With increasing spindle speed, cutting force and burr height increased while hole diameter deviation decreased. Cutting force, hole diameter deviation and burr height have increased with increasing feed. The best results were obtained from experiments using hard carbide cutting tools.