Karbon fiber takviyeli kompozit (KFTK) malzemelerin alışılmış takımlarla işlenebilirliği
Machinability of carbon fiber reinforced composite materials with conventional cutting tool
Yazar: YAFES ÇAVUŞ
Danışman: PROF. DR. ULVİ ŞEKER
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Karbon fiber takviyeli kompozitler düşük yoğunluk, yüksek mukavemet, yüksek korozyon direnci ve düşük termal genleşme katsayısına sahip olmasından dolayı havacılık ve uzay sanayinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada Karbon Fiber Takviyeli Kompozitlerin (KFTK) kaplamalı dört ağızlı karbür parmak frezeler ile çevresel frezelenmesi deneysel olarak araştırılmıştır. Çalışmada üç farklı kesme hızı (350, 400 ve 450 m/min), dört farklı kesici takım (TiAlN kaplamalı talaş kırıcısız (G1), TiAlN kaplamalı talaş kırıcılı (G2), AlCrN kaplamalı talaş kırıcılı (G3) ve elmas kaplamalı (G4)) sabit ilerleme miktarı (1270mm/min) ile kullanılmıştır. Kullanılan kesici takımlar Geometri 1, Geometri 2, Geometri 3 ve Geometri 4 olarak adlandırılmış olup şekil ve çizelgelerde G1, G2, G3 ve G4 olarak kullanılmıştır. Bu kapsamda kesme kuvvetleri, takım aşınması, delaminasyon genişliği ve yüzey pürüzlüğü araştırılmıştır. Deneyler sonucunda kesme hızı artışının ortalama yüzey pürüzlülüğü değerlerini düşürdüğü görülmüştür. Kesme kuvvetlerinde ve takım aşınmasında, ortalama yüzey pürüzlülüğü değerlerinde olduğu gibi düzenli bir eğilim görülmemiştir. Ayrıca yine artan kesme hızlarının delaminasyon genişliğini azalttığı gözlemlenmiştir. Yüzey pürüzlülüğü için en iyi sonuçlar G1 ve G3 numaralı takımlarla 450 m/min kesme hızında, en düşük kesme kuvveti G2 numaralı takımla 400 m/min kesme hızında, en az takım aşınması ve delaminasyon genişliği G4 numaralı takımla 450 m/min kesme hızında elde edilmiştir.

Abstract:
Carbon fiber reinforced composites are being used in aviation and space industry due to their low density, high strength, high corrosion resistance and low thermal expansion coefficient characteristics. In this study, peripheral milling of carbon fiber reinforced composites (CFRP) was experimentally investigated by using coated four flute solid carbide end mills. In the study, three different cutting speeds (350, 400 and 450 m/min) , four different cutting tools (TiAlN coated without chip breaker(G1), TiAlN coated with chip breaker (G2), AlCrN  coated with chip breaker (G3) and diamond coated (G4)) and constant feed rate (1270 mm/min) were used. In this way cutting forces, delamination and surface roughness were investigated. These cutting tools were identified as Geometry 1, Geometry 2, Geometry 3 and Geometry 4 and their codenames were G1, G2, G3 and G4. At the end of the tests it was observed that the increase in the cutting speed decreased the average surface roughness values. In the cutting forces no regular tendency was seen like in the average surface roughness values. Besides it was also seen that the increased cutting speeds decreased the width of delamination. The best results for surface roughness is obtained in 450 m/min cutting speed with tool numbers of G1 and G3. The lowest cutting force is obtained in 400m/min cutting speed with the tool number of G2. The least delamination width and tool wear is obtained in 450 m/min cutting speed with the tool number of G4.