Termoset matriksli uçak gövde malzemesinin sıcaklık kontrollü hızlı kürleme yöntemleri ile üretilmesi
Production of thermoset matrix aircraft airframe material with temperature controlled fast curing methods
Yazar: ERDEM ALINCA
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA TAŞYÜREK
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Havacılık Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Havacılık ve Uzay Mühendisliği = Aeronautical Engineering

Özet:
Havacılık sektörü, yeni nesil hava araçları ile birlikte sürekli olarak gelişen ve aynı zamanda büyümeye devam eden sektörlerin başında gelmektedir. Son yıllarda teknolojinin gelişmesiyle birlikte, polimer esaslı kompozitlerin üretimi ve kullanımı artmış, aynı zamanda bu kompozitlerin diğer alanlara uygulanabilirliği de önemli ölçüde gelişmiştir. Bu alanlardan biri de hava taşıtı araçlarının gövde yapılarıdır. Yeni nesil hava araçlarının gövde üretim uygulamalarında kullanılan polimer takviyeli kompozitler sayesinde dayanımı daha yüksek, fonksiyonel, yüksek mukavemetli ve mekanik özellikleri iyileştirilmiş ürünler üretmek mümkün hale gelmiştir. Havacılık alanında uçak içinde kullanılmak amacıyla üretilen mekanik malzemeler kullanım yerlerinde göre polimer takviyeli kompozitler ise gün geçtikçe değerlenen diğer bir konudur. Kompozit malzemelerin hızlı kürlenmesi, bu malzemelerin mekanik ve fiziksel özelliklerini geliştirmek ve üretim süreçlerini hızlandırmak için önemlidir. Kompozit malzemeler, iki veya daha fazla farklı malzemenin birleşiminden oluşmaktadır ve bu malzemeler, genellikle matris (polimer reçine) ve takviye (fiber) içerir. Hızlı ve kontrollü kürleme, malzemenin homojen bir şekilde sertleşmesini ve iç yapısının düzgün oluşmasını sağlamaktadır. Hızlı kürleme, özellikle polimer matris kompozitlerin üretiminde sıkça kullanılır. Hızlı kürleme, üretim süresini önemli ölçüde kısaltır. Bu, özellikle yüksek hacimli üretimlerde zaman ve maliyet tasarrufu sağlar. Ayrıca Uygun kürleme işlemi, kompozit malzemelerin mekanik özelliklerini (mukavemet, sertlik, darbe dayanımı) optimize etmektedir. Hızlı kürleme, enerji tüketimini azaltarak daha ekonomik bir üretim süreci sağlar. Daha kısa kürleme süreleri, enerji maliyetlerini ve toplam üretim maliyetlerini düşürür. Mikrodalga kürleme, kompozit malzemelerin üretiminde kullanılan yenilikçi bir yöntemdir. Mikrodalgalar, malzemenin içindeki molekülleri doğrudan ısıtarak hızlı ve homojen bir kürleme sağlar. Bu teknik, özellikle polimer matris kompozitlerin üretiminde sıkça tercih edilir. Mikrodalga kürleme, geleneksel fırın kürleme yöntemlerine göre daha az enerji tüketir. Bu, enerji maliyetlerini düşürür ve çevresel etkileri azaltır. Mikrodalgalar, yalnızca malzemeyi ısıttığı için çevresel enerji kaybı minimaldir. Radyant kürleme, kompozit malzemelerin kürlenmesi için kullanılan bir başka etkili yöntemdir. Bu yöntemde, ısının radyant (ışıma) yoluyla aktarılması kullanılarak malzeme hızlı ve homojen bir şekilde kürlenir. Radyant kürleme, özellikle polimer matris kompozitlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Havacılık sektöründe kullanılan kompozit malzemeler ve kürleme teknikleri, uçakların performansını, güvenliğini ve verimliliğini artırmak için kritik öneme sahiptir. Polimer takviyeli kompozitler ve kompozitler, hafif ve dayanıklı yapıları sayesinde yakıt verimliliğini artırır ve uçakların genel performansını iyileştirir. Bu malzemelerin ve tekniklerin doğru uygulanması, havacılıkta daha güvenli, daha verimli ve daha çevre dostu uçakların üretilmesine olanak tanır. Bu çalışmada termoset matriksli uçak gövde malzemesinin sıcaklık kontrollü hızlı kürleme yöntemleri ile üretilmesi özellikleri incelenmiştir.

Abstract:
The aviation industry is one of the sectors that constantly develops and continues to grow with new generation aircraft. With the development of technology in recent years, the production and use of polymer-based composites has increased, and the applicability of these composites to other fields has also improved significantly. One of these areas is the body structures of aircraft vehicles. Thanks to polymer-reinforced composites used in the fuselage production applications of new generation aircraft, it has become possible to produce products with higher durability, functionality, high strength and improved mechanical properties. Polymer reinforced composites, which are mechanical materials produced for use in aircraft in the field of aviation, are another issue that is becoming more and more valuable day by day. Rapid curing of composite materials is important to improve the mechanical and physical properties of these materials and to accelerate production processes. Composite materials consist of a combination of two or more different materials and these materials usually include matrix (polymer resin) and reinforcement (fiber). Fast and controlled curing ensures that the material hardens homogeneously and its internal structure forms properly. Rapid curing is frequently used, especially in the production of polymer matrix composites. Fast curing significantly shortens production time. This saves time and costs, especially in high-volume production. In addition, the appropriate curing process optimizes the mechanical properties (strength, hardness, impact resistance) of composite materials. Fast curing provides a more economical production process by reducing energy consumption. Shorter curing times reduce energy costs and total production costs. Microwave curing is an innovative method used in the production of composite materials. Microwaves provide rapid and homogeneous curing by directly heating the molecules inside the material. This technique is frequently preferred, especially in the production of polymer matrix composites. Microwave curing consumes less energy than traditional oven curing methods. This reduces energy costs and reduces environmental impact. Since microwaves only heat the material, environmental energy loss is minimal. Radiant curing is another effective method used for curing composite materials. In this method, the material is cured quickly and homogeneously by using radiant heat transfer. Radiant curing is widely used, especially in polymer matrix composites. Composite materials and curing techniques used in the aviation industry are critical to improving the performance, safety and efficiency of aircraft. Polymer reinforced composites and composites increase fuel efficiency and improve the overall performance of aircraft, thanks to their lightweight and durable structure. The correct application of these materials and techniques allows the production of safer, more efficient and more environmentally friendly aircraft in aviation. In this study, the production properties of thermoset matrix aircraft fuselage material with temperature-controlled rapid curing methods were examined.