Hafif silahlar için polimer kompozit malzeme seçimi
Selection of polymer composite material for light weapons
Yazar: MAHMUTCAN KARSLI
Danışman: DOÇ. DR. TEVFİK KÜÇÜKÖMEROĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Sanayinin diğer alanlarında olduğu gibi savunma sanayisinde de son yıllarda hafiflik, yüksek mukavemet, düşük üretim maliyeti, kolay ve hızlı üretilebilirlik gibi başlıca avantajları nedeni ile kompozit malzemeler kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada, hafif silahlar için kompozit malzeme seçimi yapılarak ülkemiz savunma sanayisine katkı sağlanması ve bu konuda yapılacak çalışmalara ışık tutulması amaçlanmıştır. Hafif silahlar için uygun malzemenin seçilebilmesi için enjeksiyon kalıplama yöntemiyle üretilmiş, %15-40 aralığında cam elyaf ve karbon elyaf kullanarak takviye edilmiş PA66 (poliamid66) ve PC (polikarbonat) kompozit malzemelerin fiziksel, mekanik ve tribolojik özellikleri incelenmiştir. Yapılan mekanik deneylerde kompozit malzemelerin mukavemet değerlerinin ve sertliklerinin elyaf takviyesinin artışıyla doğru orantılı olarak arttığı tespit edilmiştir. En yüksek mukavemet ve sertlik değerleri karbon elyaf takviyeli PA66 kompozit malzemelerden elde edilmiş olup yine bu malzemelerin sertlik değerleri sıcaklıktan ihmal edilebilir derecede az etkilenmiştir. Yapılan korozyon deneylerinde polimer kompozit malzemelerin korozyon dayanımlarının yüksek olduğu görülmüş olup su absorpsiyon deneyi sonuçlarında ise su emme dayanımı en yüksek malzemenin PC matrisli kompozitler olduğu belirlenmiştir. Aşınma deneylerinde PA66 kompozit malzemelerin aşınma dirençlerinin yüksek olduğu belirlenmiş olup tüm bu sonuçlar ışığında hafif silahlarda gövde malzemesi olarak kullanılabilecek en uygun malzeme %40 oranında karbon elyaf içeren PA66'dır. Düşük gerilme değeri altında çalışan ve yüksek boyutsal kararlılık beklenmeyen parçaların imalatı için %30 cam elyaf takviyeli PA66 kompozit malzeme kullanımı uygundur.

Anahtar Kelimeler: Hafif silahlar, Enjeksiyon kalıplama, Polimer kompozit malzemeler.

Abstract:
As in other areas of the industry, the world has started using composite materials in defence industry in the recent years due to the main advantages like lightness, high endurance, low production cost, easy and fast manufacturing and there are ongoing studies in this area. In this study, it is aimed to contribute to the defense industry of our country by making composite materials selection for light weapons and to shed light on the work to be done in this issue. Physical, mechanical and tribological properties of PA66 and PC composites reinforced with glass fiber and carbon fiber by using injection method between 15% and 40% have been investigated in order to select proper material for light weapons. It has been determined that the strength values and hardness of composite materials increase in direct proportion with the increase of fiber reinforcement in mechanical tests. The highest strength and hardness values were obtained with carbon fiber reinforced PA66 composite materials, and the hardness values of these materials have affected negligibly against the temperature. Corrosion resistances of polymer composite materials were found in high value at the corrosion tests and Water absorption test results showed that PC composites were the material with the highest water absorption resistance. In the abrasion tests, it was determined that the wear resistance of PA66 composite material were high. The most proper material is PA66 which contains 40% carbon fiber for frame of the light weapons. In order to produce the gun parts which will be worked under low tension and low dimensional stability, the best material is 30% enforcement glass fiber PA66.


Key Words: Light weapons, Injection molding, Polymer composite materials.