Etiket arşivi: kompozit malzemeler

Kompozit Malzemelerin Kullanım Alanları

Günlük Ve Ticari Hayatta Kullanım:

yaygın şekilde cam elyafı, cam, keçe ve cam dokuma ile polyester reçineden yapılan çeşitli ürünler kullanılmaktadır. Cam elyaf oranı % 30– 40 arasıdır. Çay tepsisi, masa–sandalye, depo, küvet, tekne, bot ve otomotiv sanayi bu kompozitlerin uygulama örnekleridir. Ayrıca formika, baskılı devre plakası, elektrikçi fiberleri, spor malzemeleri ve araç şarjı atlama sırıkları, kaynak takımı, tenis raketi, yarış kanoları değişik birleşik malzemelerden yapılan ürünlerdir.

Askeri Alanda Kullanım

Kurşun geçirmez kompozit yelekler

Uzay ve Havacılık Sanayisi

Kompozit Malzemelerin Kullanım Alanları yazısına devam et

Kompozit Malzemelerin Özellikleri

Kompozitler çok genel konu olmasına karşın mekaniksel davranış bakımından mikromekanik ve  makromekanik olmak üzere iki kısma ayrılabilir.

Mikromekaniksel davranış: Yapı bileşenlerinin özellikleri ayrı ayrı ve hacimsel oranları ile beraber düşünülerek kompozit malzemenin mukavemet, rijitlik, gerilme deformasyon  davranışları gibi özellikler belirlenir, tanımlanır.

Makromekaniksel ise malzemenin yapı bileşenlerinin ayrı ayrı özellikleri düşünülmeden, ortalama görünür özelliklerinden hareket ederek uygulanan gerilmelere karşı davranışlardır.

Kompozit Malzemelerin Özellikleri yazısına devam et

Kompozit Malzemelerin Sınıflandırılması

Yapılarında çok sayıda farklı malzeme kullanılabilen kompozitlerin gruplandırılmasında kesin sınırlar çizmek mümkün olmamakla birlikte, yapıdaki malzemelerin formuna göre bir sınıflama yapmak mümkündür.

Kompozit malzemelerin sınıflandırılması

a. Elyaflı kompozitler
b. Parçacıklı kompozitler
c. Tabakalı kompozitler
d. Karma kompozitler Kompozit Malzemelerin Sınıflandırılması yazısına devam et

Kompozit Fren Pabucu Üretildi

Türkiye’de üretimi yapılmadığından 1988’den bu yana yurt dışından yüksek maliyetle ithal edilen kompozit fren pabucu TUBİTAK desteğiyle yerli olarak üretildi.

Buharlı lokomotiflerin icadıyla 1860’lardan itibaren demir yollarında trenlerin fren yapmasını sağlayan dökme demir (pik) fren pabuçları kullanılmaya başlandı. 20. yüzyılın ortalarından itibaren dökme demir fren pabuçlarının yerini kompozit fren pabuçları almaya başladı. Kompozit frenlerin hafifliği, gürültüyü azaltması, kıvılcım oluşturmaması, düşük aşınma oranları ve uzun ömürlü olmaları kullanımını yaygınlaştırdı. Türkiye’de üretimi yapılmadığı için yurt dışından ithal edilen fren sistemi, TÜBİTAK MAM Malzeme Enstitüsü, TCDD, TÜLOMSAŞ ve özel sektör işbirliğiyle tamamen yerli üretimle hayata geçirildi. Sistem hakkında bilgi veren proje yürütücüsü Dr. Mehmet Güneş, dünyada birkaç ülke tarafın- dan üretilebilen bu papuçları yerli olarak üretmenin gururunu yaşadıklarını belirtti.

tren-kompozit-fren

Türkiye’nin demir yollarında kompozit balataların 90’lı yıllardan itibaren yurt dışından ithal edilerek kullanımının giderek arttığını ve üstün özelliklerinden dolayı neredeyse tüm trenlerde kullanıldığını anlatan Güneş, “TCDD’nin yıllık fren pabucu ihtiyacı yaklaşık 300 bin adet. Türkiye’nin 2023 hedefleri içinde demir yolu ulaşımı da yer alıyor. Bu durum da dikkate alındığında gelecek yıllarda fren papucu ihtiyacının milyonlara ulaşması bekleniyor” dedi.

İki yıllık planlama, 3 yıllık da AR-GE çalışmaları sonunda Türkiye’nin ilk kez yerli imkanlarla bir kompozit fren sistemini geliştirmeyi başardığını açıklayan Dr. Mehmet Güneş, bu teknolojiyle ilgili şu bilgileri verdi:  ”Bizim son çalışmamızla başarıya ulaşan yerli üretim kompozit fren pabucu, yirmi farklı malzemenin bir araya gelmesinden oluşmaktadır. Yüzde 20’lerde performans artışı sağlaması, kullanım ömrünün altı aya kadar uzaması, hafifliği, sessiz çalışması ve maliyetinin düşük olması nedeniyle ithal ürünlere göre üstünlükler getiriyor.” Güneş, ”Tüm bu getirilerinin yanı sıra, dünyada çok büyük bir pazar payına sahip ve üretimi sadece birkaç ülke tarafından yapılabilen fren pabuçlarının yurt dışına ihraç edilmesiyle ekonomiye de önemli bir katkı sağlanabilecektir” diye konuştu.

Prof. Dr. Ahmet Topuz: ‘Avrupa standartlarında fren sistemi’

Projenin danışmanlarından Yıldız Teknik Üniversitesi öğretim üyesi Prof. Dr. Ahmet Topuz ise projenin Türkiye’de kompozit fren sisteminin yerli olarak yapılabilirliğini ortaya koyması bakımından önem taşıdığını vurguladı. Topuz, ”Ülkemiz, yerli olarak üretilebilecek ve Avrupa standartlarında bir frene sahip oldu” diye konuştu.

Mustafa Eser : ‘Tren eşittir fren’ 

TCDD Şube Müdürü Mustafa Eser de demiryollarında ”tren eşittir fren” görüşünün ağır bastığını belirterek, trenin hangi mesafede duracağının hızından daha önemli bir yere sahip olduğunu anlattı. Eser, TCDD’nin çok sayıda personelini yalnızca dökme demir fren pabuçlarının iki üç günde bir değiştirilmesi için ayırdığından yüksek iş gücü gerektirdiğini ve aynı zamanda da bu frenlerin maliyetlerinin çok yüksek olduğunu bildirdi. Yaklaşık beş yıl önce çok kapsamlı bilimsel bir çalışmanın planlamasını başlattıklarını belirten Eser, ”Bu frenlerin bir trende uygulamaya geçmesi için çok uzun dönemli Ar-Ge çalışması yapmak gerekti. Önce bir tekerlekle işe başladık. Sonra boji, vagon ve tam tren seti ile saha testlerini başarılı bir şekilde sonuçlandırdık. Saha testleri sonrası TÜBİTAK desteği ile başarılı bir şekilde sonuçlandırılan projenin sanayiye aktarımı yapılarak, tren fren balatasının yerli olarak seri üre- timi başladı” dedi.

Mustafa Eser: “Pik fren pabuçlarına göre yüzde 75 daha hafiftir”

Eser, yerli üretim kompozit frenlerin üstünlükleri ile ilgili şu bilgileri verdi: ”Fiber takviyeli kompozit malzemelerin korozyona dayanımları, ısı, ses ve elektrik izolasyonu sağlamaları da ilgili kullanım alanları için bir üstünlük sağlıyor. Kompozitlerin çekme ve eğilme mukavemeti pek çok metalik malzemeye göre çok daha yüksektir. Kompozitler, düşük ve yüksek sıcaklıktaki hava koşullarından, korozyondan ve çoğu kimyasal etkilerden zarar görmez. Tekerlek aşıntıları pik fren pabuçlarına göre çok azdır. Pik fren pabuçlarına göre yüzde 75 daha hafiftir. İşçilik ve sürtünmeyi azalttığından vagonların hatta çalışma sürelerini yükseltmiştir. Kompozit fren pabucu bileşiğinde insan sağlığını olumsuz etkileyecek; asbest, kurşun, çinko veya diğer sağlığa zararlı elementler metalik veya bileşik şeklinde kullanılmamıştır. Kompozit fren pabuçları, pik fren pabucu demir tozlarının sebep olduğu sinyalizasyon, elektrifikasyon ve lokomotiflerin elektrik sistemlerindeki arızalara neden olmaz.

Eser, kompozit fren sistemine geçilmesiyle cevher vagonlarında 8-12 ayda bir, bojili yük vagonlarında 12-14 ayda bir,yolcu vagonlarında ise 8-12 ayda bir fren pabuçlarının değiştirilmeye başlandığını belirterek, ”Kuruluşumuz, kompozit fren pabucu kullanımına geçilmesiyle yıllık olarak 30-35 milyon dolar civarında tasarruf sağladı” dedi. (Kaynak: Tübitak)

Kompozit Malzemelerin Avantaj ve Dezavantajları

Kompozit malzemelerin, metallere göre avantaj ve dezavantajları şu şekilde sıralayabiliriz:

Avantajları:

  • Çatlak ilerlemesi olayı minimize edilmiştir.
  • Titreşimleri absorbe edilme özelliği sağlanmıştır.
  • Kompozitlerden bazıları çok yüksek akma sınırı (akma gerilmesi) değerlerine sahiptir.
  • Korozyon problemi yoktur. Bunda matris ve malzemenin uygun seçilmesinin önemi büyüktür. Aksi takdirde birbirleri ile temasta bulunan malzemeler pil oluşturacak ve galvanik korozyona neden olacaktır.
  • Kopma uzaması metallere göre daha yüksektir.
  • Yorulma dirençleri oldukça yüksektir.
  • Ağırlıkça tasarruf edilmiştir.

Dezavantajları:

  • Metallere yapışmazlar.Fırınlamadan (pişirmeden) kullanılamazlar.
  • Değişik doğrultuda değişik mekanik özelliklere sahiptir. Aynı kompozit malzemeler için çekme, basma, kesme, eğilme mukavemet değerleri farklı farklıdır. Elyaf doğrultusundaki elastik modülü, elyafa dik doğrultudaki elastik modülünden daha büyüktür.
  • Üretimi nispeten pahalıdır.
  • Nem ve hava zerrecikleri, kompozitlerin mekanik ve yorulma özelliklerini olumsuz yönde etkiler.
  • Delik delme ve kesme türü işlemler liflerde açılmaya yol açmaktadır (Ancak 3 boyutlu dokumada bu olay söz konusu değildir. Zira 3 boyutlu yapının kesilmesiyle elde edilen ve 2.5 boyutlu yapı adı verilen malzeme türü iyi özellikler vermektedir.) 

Kompozit Malzeme Türleri

Kompozit Malzemer genel olarak üç başlık altında incelenebilir.

1.Polimer Kompozitler
2.Metal Kompozitler
3.Seramik Kompozitler

Kompozit Malzeme Türleri yazısına devam et

Havacılık Sanayisinde Kompozitlerin Önemi

Özellikle ileri kompozit malzemeler havacılık sanayinde çok geniş uygulama alanları bulmaktadır. Komposite malzemelerinin hafifliklerine oranla üstün mekanik özellikleri uçaklarda ve helikopterlerde sadece içi mekan değil yapısal parçalarını da polimer esaslı kompozitlerle üretilmesine neden olmaktadır.

Boeing 787’de kullanılan malzeme yüzdeleri.

Uçaklar genellikle gövde ağırlık kontrolu uzun hizmet ömrü, sistem dizaynının ana hatları ve maliyet karakterlerinin yarısına belirli navlun, mesafe, seyir sürati irtifa gibi performans gereksinimlerini karşılayacak şekilde dizayn edilirler. Diğer tüm koşulların eşit olduğu durumlarda, ağırlığı en az tutulan dizayn kriteri en uygun olacaktır. Buna göre uygun özelliklere sahip hafif metaller en iyi verimi sağlayacaktır. Kompozit malzemeler bu amaçla kullanılabilecek uygun bir malzeme grubunu oluşturmaktadır.

Havacılık endüstrisinde, tasarımlar; emniyet, hız ve ekonomi kriterlerinin optimizasyonu ile gerçekleşir. Hava taşıtlarında, uzun hizmet ömrü, belirli navlun, mesafe seyir sürati, irtifa gibi performans değerlerini sağlayan malzemelerden en düşük ağırlığa sahip olanı en uygun dizaynı sağlayacaktır. Kompozitler bu amaçlar için uygun bir malzeme grubunu oluşturmaktadır. Özgül mukavemet ve özgül rijitlik değerleri esas alındığında; düşük yoğunluklarından dolayı kompozit malzemeler de bu değerler konvensiyonel malzemelere üstünlük sağlamaktadır. Bunlardan dolayı kompozit malzemelerin, hava taşıtlarındaki kullanımı hızla yaygınlaşmaktadır. Kaynak: İTO Kompozit Raporu