Karbon fiber takviyeli polimer kompozit (CFRP) ile alüminyum alaşımının (AL 7075) istiflenmiş halde delinebilirlik özelliklerinin araştırılması
Investigation of drillability properties carbon fiber reinforced polymer (CFRP)composites and aluminium alloy (AL 7075) on stacked condition
Yazar: ERMAN AYDIN
Danışman: PROF. DR. MUAMMER NALBANT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada karbon fiber takviyeli polimer (CFRP) kompozit ve Al 7075 malzemenin oluşturduğu istifli yapının delinebilirliği incelenmiştir. Bu bağlamda CFRP/Al 7075 istifli yapı, 120°-130°-140° olmak üzere üç farklı matkap uç açısına, elmas kaplamalı karbür, TiAlN kaplamalı karbür olmak üzere iki farklı kesici takım kaplama türüne sahip matkaplar ve kaplamasız karbür matkaplar ile delinmiştir. Delme işlemlerinde doğrudan delme, tam geri çıkmalı delme ve gagalayarak delme şeklinde üç farklı delme yöntemi kullanılmıştır. İstifli yapı kuru delme şartlarında 0,05 mm/dev ilerleme, 50 m/dk kesme hızı olmak üzere sabit kesme parametrelerinde ön deneylere tabi tutulmuştur. Ön deneyler neticesinde doğrudan delme yöntemi ile kaplamasız karbür matkapların daha iyi delme performansı sergiledikleri ve elde edilen deliklerin diğer kaplamalı matkaplar ile delinen deliklere göre daha kusursuz oldukları görülmüştür. Özellikle TiAlN ve Elmas kaplamalı matkaplar doğrudan delme ve gagalama yöntemlerinde düşük performans sergilemişlerdir. Ön deneylerin ardından kaplamasız karbür 120°-130°-140° uç açılı matkaplar ile son deneylere geçilmiştir. Deneylerde itme kuvveti (Fz), moment (Mz), delaminasyon (Fd) değerleri, yüzey pürüzlülükleri (Ra), talaş yapıları ve matkap aşınmaları incelenmiş, elde edilen veriler doğrultusunda istatiksel analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışmalar neticesinde kaplamasız karbür matkapların kuru kesme şartlarında doğrudan delme yöntemi ile 50m/dk kesme hızı 0,05 mm/dev ilerleme değerinde 10 mm CFRP ve 10 mm Al 7075 malzemeden oluşan CFRP/Al 7075 istifli yapı üzerinde en iyi performansı 130° uç açısına sahip matkap ile verdiği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this study, the drillability of stacked structure formed by carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composite and Al 7075 material were investigated. In this case, the CFRP/Al 7075 stacked structure was drilled with three different drill point angles 120°-130°-140° with two different cutting tool coating types TiAlN coated carbide, diamond coated carbide and uncoated carbide. Three different drilling methods (direct drilling, full retract drilling and pecking drilling) were used in drilling. The stacked structure was subjected to preliminary tests in the constant feed rate (0.05 mm/rev) and min cutting speed (50 m/min) under dry drilling conditions. As a result of the preliminary experiments, it was observed that the uncoated carbide drills exhibited better drilling performance by the direct drilling method and the holes obtained were better than the holes drilled with other coated drills. In particular, TiAlN and Diamond coated drills showed low performance in direct drilling and pecking drilling method. After the preliminary tests, uncoated carbide 120°-130°-140° point angle drills were used for final experiments. In the experiments, thrust force (Fz), moment (Mz), delamination (Fd) values, surface roughness (Ra), chip structures and drill wear were examined and statistical analysis were performed according to the obtained data. As a result of the studies, it was concluded that the best performance was achieved by 130° point angle uncoated carbide drills on the CFRP/Al 7075 stacked structure consisting of 10 mm CFRP and 10 mm Al 7075 material with 50 m/min cutting speed and 0.05 mm/rev feed rate.