Cam elyaf takviyeli kompozit malzemelerin işlenebilirliğinin incelenmesi
Evaluating machinability of glass fiber reinforced  
epoxy matrix composites in milling
Yazar: EDA EREN AKKUZU
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA BAKKAL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Cam-Elyaf Takviyeli Plastik (GFRP) malzemeler özgül mekanik özelliklerinin yüksekliği ve düşük maliyetleri nedeniyle özelikle otomotiv ve uçak sanayiinde gittikçe artan miktarda kullanılan malzemelerdendir. Bunun yanında cam takviyeli kompozitler, büyük kuvvetlerin iletilmesi gereken yerler için de tercih edilen malzeme grubunda yer almaktadır.  İletilecek yüksek kuvvet ve şekil değişim özellikleri elyafların uygun yönlenmesi sağlanarak elde edilebilmektedir. Ancak pek çok uygulamada plakalar halinde üretilen kompozitler için, kullanım öncesi delik delme, tornalama, frezeleme gibi talaşlı imalat uygulamalarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu talaşlı imalat uygulaması sırasında malzeme üzerinde ayrılma, kopma gibi hasarlar oluşabilmekte ve ayrıca kompozit takviye malzemesinin de kesici takımlar üzerinde olumsuz aşındırıcı etkileri görülmektedir. Bu nedenle, kompozit malzemelerin geleneksel yöntemlerle işlenmesinde uygun takım özellikleri ve işlem parametreleri belirlenmesi istenilen sonucun alınabilmesi açısından önemlidir.  Bu konuda literatürde yapılmış sistematik çalışmaların azlığı dikkati çekmektedir. Pek çok çalışmada sabit yönlenme için yapılan işlenebilirlik çalışmasına karşın bu çalışmada öncelikle farklı yönlenmelerde cam elyaf takviyeli reçine matrisli kompozit levhalar kalıplama yöntemiyle imal edilecektir. Levha sayısı çalışma öncesi belirlenen deneylere uygun sayıda olacaktır. Üretilen levhaların freze ile işlenebilirliği farklı devir, ilerleme şartlarında ve kaplamalı-kaplamasız farklı WC-Co takımlarla kesilerek incelenecektir. Ardından ölçülen kesme kuvveti,  elde edilen talaşların formu ve kesici takım aşınması incelenerek cam takviyeli kompozit malzemenin işlenebilirliğine uygun optimum kesme parametreler ve takım özellikleri belirlenmeye çalışılacaktır.

Abstract:
Glass fiber reinforced composite (GFRP) materials have high specific mechanical properties and low cost. Therefore they are commonly used materials due to their properties. However the main aim of the work is investigation of machinabilty of cotton fabric reinforced polymer matrix composites in milling.The aim of this study is to evaluatemachinability of multiaxial glass fiber reinforced polymer composites (GFRP) in end-milling tests. Milling is most frequently used machining operation in manufacturing of GFRP composites to obtain dimensional tolerances and requirements for assembly. During machining of multiaxial GFRP composites; mechanical, chemical and thermal problems occur because of inhomogeneous and abrasive nature of the material. Main source of these problems are abrasive nature and multiaxial orientation of reinforcement elements in matrix, cutting tool materials and coating selection and cutting parameters. In this study; cutting forces, tool wear and surface roughness values were measured and analysed by Taguchi method during the end-milling tests in order to evaluate these parameters. GFRP materials with two fiber orientations ±45°, 0/90/±45° were used as the workpiece materials. Diamond coated helical type tools were selected as the tool materials. Three different cutting speed and four different feed rate values were evaluated during the tests. All tests performed in dry conditions and depth of cut set constant. As a result of this study 0/90/±45° plates have better machinability than ±45° due to the less amount of ±45° fibers in quadryaxial plates.