Elyaf takviyeli alüminyum kompozit panellerinin üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Production and investigation of mechanical properties of fiberglass reinforced aluminum composite panels
Yazar: ASLI SEZEN
Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM YAVUZ
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Alüminyum kompozitler = Aluminum composites ; Metal matrisli kompozitler = Metal matrix composites ; Stres-mekanik = Stress-mechanical

Özet:
Alüminyum kompozit paneller hafif olmaları, yüksek mukavemet sunmaları ve estetik bir görünüm sağlamaları nedeniyle birçok sektörde kullanım alanı bulmuştur. Bu sektörler arasında inşaat sektöründe dış cephe kaplamalarında, reklam ve tabela uygulamalarında, otomotiv sektöründe dış paneller ve iç mekân kaplamalarında, havacılık ve uzay sektöründe ise uçak gövdeleri ve iç mekân kaplamalarında başlıca kullanım alanları olarak sayılabilir. Özellikle otomotiv sektöründe aracın genel ağırlığını azaltarak yakıt verimliliğini artırır ve daha iyi bir performans sağlaması sebebi ile her geçen gün kullanım alanı artmaktadır. Panellerin dayanımları nispeten iyi olsa da yüzeyleri çizilmeye ve darbelere karşı hassastır. Bu sebeple bu çalışmada alüminyum kompozitler cam elyaf ile kaplanarak mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. 
Çalışma kapsamında iki yüzeyi 0,25 mm kalınlığında alüminyum toplam kalınlığı 4 mm olan hazır paneller kullanılmıştır. Panellerin her iki yüzeyi 100 gr/m2 ve 300 gr/m2 özelliğinde cam elyaf kumaşlar ile takviye edilmiştir. Üretimlerde el yatırma ve pres kalıplama yöntemleri kullanılmıştır. Üretimler tamamlandıktan sonra standartlara uygun boyutlarda hassas olarak kesilmiştir. Deney numuneleri darbe, üç nokta eğme ve çekme testleri yapılmıştır. Darbe testlerinde maksimum dayanımları test edebilmek için her numune faklı enerjilerde test edilmiştir. Takviyesiz paneller 20-40-60 J, 100 gr/m2 kaplanmış numuneler 35-50-65 J, 300 gr/m2 kumaş takviye edilmiş numuneler ise 70-100-130 J enerjilerde test edilmiştir. Darbe deneylerinde, ilk enerjilerde geri sekme, ikincisinde saplanma ve üçüncü enerjilerde ise delme gözlemlenmiştir. Darbe testleri sonucunda, elyaf yoğunluğunun artırılmasıyla malzemenin darbe dayanımının arttığı görülmektedir.

Abstract:
Aluminum composite panels are widely used across various industries due to their lightweight nature, high strength, and aesthetic appearance. These industries include construction for exterior cladding, advertising and signage applications, the automotive industry for exterior panels and interior claddings, and the aerospace sector for aircraft fuselages and interior claddings. In the automotive industry, particularly, their usage is increasing daily as they reduce the overall weight of the vehicle, thereby enhancing fuel efficiency and performance. Although the panels have relatively good strength, their surfaces are susceptible to scratches and impacts. Therefore, this study aims to improve the mechanical properties of aluminum composites by reinforcing them with fiberglass.
In this study, ready-made panels with a total thickness of 4 mm, with both surfaces coated with 0.25 mm thick aluminum, were used. Both surfaces of the panels were covered with fiberglass fabrics of 100 g/m² and 300 g/m². The production methods included hand lay-up and press molding techniques. After the production was completed, the panels were precisely cut into standard dimensions. The test specimens were subjected to impact, three-point bending, and tensile tests. To test their maximum strengths in the impact tests, each specimen was tested at different energy levels. Uncoated panels were tested at 20-40-60 J, specimens coated with 100 g/m² fiberglass at 35-50-65 J, and those coated with 300 g/m² fabric at 70-100-130 J. In the impact tests, rebound was observed at the first energy level, penetration at the second, and perforation at the third energy level. The impact tests revealed that increasing the fiberglass density enhances the impact resistance of the material.