Cam elyaf takviyeli polimerik kompozit malzemelerde lazerli kesme ve delme parametrelerinin belirlenmesi
Determination of cutting and drilling parameters of fiberglass reinforced polymeric composite materials using laser
Yazar: MEHTAP TÜRKMEN
Danışman: PROF. DR. ERSİN KAYAHAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektro-Optik Sistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Kompozit malzemeler = Composite materials ; Kompozit polimerler = Composite polymers ; Kompozitler = Composites ; Lazerle delme = Laser drilling ; Lazerler = Lasers

Özet:
Cam elyafı silika, kolemanit, alüminyum oksit, soda gibi malzemelerden üretilir. Bu hammaddeler cam fırınlarında yüksek sıcaklıkta harman edilerek basınç altında mikron seviyesinde ki küçük deliklerden akıtılarak cam elyafı üretimi yapılır. Cam elyafı, elyaf takviyeli polimerik kompozit üretiminde en çok kullanılan elyaf çeşididir. Mukavemeti oldukça yüksektir. Isıl dirençleri oldukça düşüktür. Kimyasal malzemelere karşı dirençlidirler. Nem absorbe etme özelliği yoktur. Elektrik iletkenliği yoktur. 
Cam elyaf takviyeli polimerik kompozit malzemeler, takviye malzemesi ve taşıyıcı olarak kullanılan reçinenin (matriks) birlikte kalıplanması yöntemiyle elde edilmektedir. Bu kalıplama işlemi birçok farklı şekilde yapılmaktadır. Bu kalıplama işleminde önemli olan cam elyafı ile matriksin uygun şekilde ıslatılabilmesidir. Bu kalıplama işleminde matris; kuvvetin elyafa iletilmesi ve düzgün dağılım sağlanması, liflerin ortamın etkilerinden ve darbelerden korunması, kompozit malzemenin tokluğunun arttırılması ve malzemelerde oluşan çatlak, kırılma vb. engellenmesi görevi üstlenmektedir.
Cam elyaf takviyeli polimerik kompozit malzeme mukavemeti yüksek, oldukça hafif olmasından dolayı havacılık, uzay teknolojisi, otomotiv, gıda, inşaat, eğlence, teknoloji vb. birçok sektörde kullanılmaktadır.  
Cam elyaf takviyeli polimerik kompozit üretiminde, kalıplama işlemi sonrası fazlalıkların kesilmesi, parçanın üretim prosesi gereği tesviyesi, mekanik olarak yapılmaktadır. Bu durum yüksek maliyet, zaman kaybı oluşturmakta ve hata oranlarını arttırmaktadır. Bu çalışmada lazer kullanarak kesme ve delme işlemleri yapılmıştır. Optimum lazer parametreleri, kesme hızları belirlenmiştir. Farklı renklerde 5 mm kalınlığındaki cam elyaf takviyeli polimerik kompozit plakalar Nd:YAG lazerleri kullanılarak kesme ve delme çalışmaları başarıyla gerçekleştirilmiş ve optimum lazer parametreleri belirlenmiştir.

Anahtar kelimeler: Cam Elyafı, Cam Elyaf Takviyeli Polimerik Kompozit, Lazerli
Delme, Lazer Kesim, Nd:Yag Lazerleri.

Abstract:
Fiberglass is produced from the materials such as silica, colemanite, aluminum oxide and soda. These materials are blended at high temperatures in glass furnaces and then flowed through small holes (micron level) under high pressure to produce fiberglass. Fiberglass is most used in fiber reinforced polymer composite production. Strength of the materials is very high, the thermal resistances are very low and high resists against to chemicals.  It is also no absorbs humidity and have high electrical resistivity.
Fiberglass reinforced polymeric composite materials are obtained by molding together the reinforcing material and the resin (matrix) used as the carrier. The molding process is carried out in many different ways. The important thing in the process is that the matrix can be wetted properly with fiberglass. In the molding process, the matrix is used for transmission and distribution of force to the fibers, protection of the fibers from the environmental effect sand damages, increase of the toughness of the composite material and blocking cracks and broken.
Fiberglass reinforced polymeric composites have high abrasion resistance and are very lightweight, therefore, it is used in many sectors such as aerospace, space technology, automotive, food, construction, entertainment, technology and so on.
In the used production process of glass fiber reinforced polymeric composites, cutting of burrs forms after the molding process and smoothing which is part of production processes are performed mechanically. This processes high cost, time loss and increases error rates. In this work, therefore, laser cutting and drilling operations were performed on this material. Optimum laser parameters and cutting speeds are determined. The glass fiber reinforced polymeric composite plates with 5 mm thickness were successfully cut and drilled by Nd: YAG lasers which have different pulse width. The optimum laser parameters were also determined. 

Keywords: Fiberglass, Fiberglass Reinforced Polymeric Composite, Laser Drilling, Laser Cutting, Nd:Yag Lasers, Polymeric Composite.