Termoplastik ve termoset esaslı karbon elyaflı lamine kompozitlerin mikro delinmesinde delme kuvveti ve takım çapındaki değişimin araştırılması
Investigation of the variation in drilling force and tool diameter in micro drilling of thermoplastic and thermoset based carbon fiber laminated composites
Yazar: BETÜL KARADENİZ
Danışman: PROF. DR. BEKİR YALÇIN
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Günümüzde kompozit malzemeler otomotiv, savunma ve havacılık dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, bir termoplastik (TP) olan Polieter eter keton (PEEK) ve karbon fiberlerle güçlendirilmiş bir termoset (TS) kompozit malzemenin delinebilirliği deneysel olarak araştırılmış ve elde edilen bulguları Taguchi analizi ile desteklenmiştir. Bu çalışma kapsamında, iki farklı kompozit türü dört farklı ilerleme hızı (0,5, 1, 2, 4 µm/dev) ve dört farklı kesme hızı (10, 20, 30, 40 m/dak) kullanılarak mikro delme işlemi yapılmıştır. Elde edilen 
sonuçlarda TS kompozitler için hesaplanan delme kuvveti TP kompozitler için hesaplanandan yüksek bulunmuştur. Delme kuvveti üzerinde malzeme türü ile birlikte ilerleme hızı ve kesme hızının anlamlı etkisi bulunmakta, hem ilerleme hem de kesme hızındaki artışlar delme kuvvetinde azalmayı ortaya çıkarmaktadır. Delme kuvvetinde en önemli etki ilerleme hızı (%50,81) olarak ortaya çıkmış, malzeme türü (%19,65) ve kesme hızı (%17,64) bunu izlemiştir. Diğer taraftan, matkap çapındaki azalma açısından yapılan analizlerde genel olarak, TP malzemede TS'ye kıyasla daha yüksek matkap çapında azalma oranları gözlemlenmiştir, bu da TP'nin işlenmesinin mikro matkabadaha fazla zarar verebileceğini düşündürmektedir. Ancak kurulan regresyon modelinde malzeme türünün matkap çapındaki azalma üzerinde anlamlı etkisi olmadığı görülmüştür. TP ve TS kompozitlerin mikro delinebilirliğindeki matkap çapındaki azalmada etkili olan faktörler ilerleme hızı ve kesme hızı olarak belirlenmiştir. İlerleme hızının matkap çapındaki azalma üzerindeki etkisi (%61,72), kesme hızının etkisinden (%24,83) daha fazla olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Nowadays, composite materials are widely used in various industries includingautomotive, defense and aerospace. In this thesis, the drillability of Polyether ether ketone (PEEK), a thermoplastic (TP), and a thermoset (TS) composite reinforced with carbon fibers was experimentally investigated and the findings were supported by Taguchi analysis. In this study, micro drilling was performed on two different composite types using four different feed rates (0.5, 1, 2, 4 µm/rev) and four different cutting speeds (10, 20, 30, 40 m/min). In the results obtained, the drilling force calculated for 
TS composites was higher than that calculated for TP composites. There is a significant effect of material type, feed rate and cutting speed on the drilling force, and increases in both feed rate and cutting speed result in a decrease in the drilling force. The most significant effect on drilling force was found to be feed rate (50.81%), followed by material type (19.65%) and cutting speed (17.64%). On the other hand, in the general analyses, higher drill amount reduction rates were observed in TP material compared to TS, but it suggests that TP may cause more damage to the micro drill. However, there was no significant effect on the reduction in the amount of material in the established regression model. The factors affecting the reduction in drill diameter in the micro drillability of TP and TS composites were determined as feed rate and cutting speed. It was determined that the effect of feed rate on the reduction in drill diameter (61.72%) was greater than the effect of cutting speed (24.83%).