Farklı yönlendirma açılarına sahip kenaf elyaf takviyeli kompozitlerin delinmesinin araştırılması
Investigation of drilling of kenaf fiber reinforced composites having different origation angles
Yazar: UMUT KAYA
Danışman: PROF. DR. EROL KILIÇKAP
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Delme = Drilling ; Kenaf = Kenaf ; Kesme kuvveti = Cutting force ; Lifli kompozitler = Fiber composites ; Polimer kompozitler = Polymer composites

Özet:
Sentetik esaslı kompozit malzemeler birçok avantajlarından dolayı yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu kompozit malzemeler fosil yakıtların tüketimini ve sera gazı emisyonlarını arttırmaktadır. Bu yüzden mühendisler ve araştırmacılar ekolojik olarak uyumlu ve çevre dostu ürünlerin gelişimine yönelmişlerdir. Bunun neticesinde ise sentetik esaslı kompozitler yerine doğal elyaf takviyeli kompozitler tercih edilmeye başlanılmıştır. Doğal kompozitlerde kullanılan takviye elemanları bitkilerden, hayvanlardan ve minerallerden elde edilmektedir. Bitkisel kökenden elde edilen elyaflardan biride kenaftır. Bu tez çalışmamızda, farklı yönlendirme açılarına (0°/90°, 30°/-60° ve ±45°) sahip kenaf elyaf takviyeli polimer (KETP) kompozitler vakum infüzyon yöntemi kullanılarak üretildi. Üretilen kompozitlerin ilk önce çekme hasar yükü belirlendi. Daha sonra KETP kompozitlerin delinmesi araştırıldı. KETP kompozitlerin delinmesinde iş mili devri ve ilerleme gibi delme parametrelerinin kesme kuvveti, deformasyon faktörü ve kesme sıcaklığı üzerine etkilerini deneysel olarak araştırıldı. 0°/90°, 30°/-60° ve ±45° yönlendirme açısına sahip KETP kompozitlerin çekme deneylerinden, en yüksek çekme kuvveti 0°/90° KETP kompozitlerden elde edildi. KETP kompozitlerin delinmesinde oluşan kesme kuvvetleri, iş mili devrinden ve ilerleme değerlerinden etkilendiği belirlendi. İş mili devrinin artması ile kesme kuvvetleri düşerken, ilerlemenin artması ile kesme kuvvetleri artmıştır. En düşük kesme kuvveti 30°/-60° yönlendirme açısına sahip KETP kompozitlerin delinmesinden elde edilirken, en yüksek kesme kuvveti ise ±45° yönlendirme açısına sahip KETP kompozitlerin delinmesinden elde edilmiştir. Kesme sıcaklığı ve deformasyon faktörü, iş mili devrinin ve ilerlemenin artması ile artmaktadır. Yüksek ilerleme değerleri ve iş mili devri delik bölgesinde oluşan deformasyonun artmasına neden olmaktadır. Deformasyon faktörü, kompozit malzemelerin yönlendirme açısından da etkilenmektedir. En düşük deformasyon faktörü 30°/-60° yönlendirme açısına sahip KETP kompozitin delinmesinde elde edilmiştir.

Abstract:
Synthetic-based composite materials are widely used because of their many advantages. However, these composite materials increase the consumption of fossil fuels and greenhouse gas emissions. Therefore, engineers and researchers have turned to the development of ecologically compatible and environmentally friendly products. As a result of this, natural fiber reinforced composites have started to be preferred instead of synthetic-based composites. Reinforcing elements used in natural composites are obtained from plants, animals and minerals. One of the fibers obtained from plant origin is kenaf. In this thesis, kenaf fiber reinforced polymer (KETP) composites with different orientation angles (0°/90°, 30°/-60° and ±45°) were produced using the vacuum infusion method. First, the tensile damage load of the produced composites was determined. Then, the drilling of KETP composites was investigated. The effects of drilling parameters such as spindle speed and feed on the cutting force, deformation factor and cutting temperature were experimentally investigated in drilling of KETP composites. From the tensile tests of KETP composites with 0°/90°, 30°/-60° and ±45° orientation angles, the highest tensile strength was obtained from 0°/90° KETP composites. It was determined that the cutting forces formed in the drilling of KETP composites were affected by the spindle speed and feed values. While the cutting forces decreased with the increase of the spindle speed, the cutting forces increased with the increase of the feed. The lowest cutting force was obtained from the drilling of KETP composites having an orientation angle of 30°/-60°, while the highest cutting force was obtained from the drilling of KETP composites having an orientation angle of ±45°.Cutting temperature and delamination factor increased with increasing spindle speed and feed. High feed and spindle speed cause an increase in the deformation in the hole region. The delamination factor is also affected by the orientation angles of composite materials. The lowest delamination factor was obtained in the drilling of the KETP composite with 30°/-60° orientation angle.