Kalıp Malzemesinin Şeçimi


İnfüzyon tekniği ile kompozitten tekne yapımı ödevini aldıktan sonra aklıma ilk gelen şey; kalıbı nasıl yapacağımızdı. Çok çeşitli yöntemler var tabiki. Ekonomik,kolay işlenebilir, reçine ve diğer kimyasallarla reaksiyon göstermeyecek bir mazleme seçmemiz gerekiyordu. Ahşap desek, işlemesi zor, alçı desek onun içinde de bir kalıp lazım. Stropor da reçine ile reaksiyon gösteriyor, eriyordu. Kalıbı haricinde alçı en ucuzu, ahşap biraz daha pahalı, stropor ise daha pahalıydı ama  bütün bu etmenleri dikkate alırsak en uygunu o görünüyordu. Okulun atölye şartlarında bizim için en önemli parametre, maliyetinden önce işlenebilirliği oldu. Stropor hertürlü sert nesne ile oyulabiliyordu. Düşünülmesi gereken tek bir faktör kaldı o da reçinenin stropora temasını kesmekti. Onu da macun ile sağladık. Bant kullanmakta yeterli oluyordu ama yüzyde katlanmalar olur diye istemedik. Macun güzel de oldu.

  Aslında kalıp malzemesinin seçiminde göz ardı edilemeyecek bir diğer önemli etmen ise neyi, ne kadar ve nasıl üreteceğinize göre belirlenir… Biz ise en fazla bir iki numune yapacaktık.

” Soldaki resim kullandığımız tekne maketi. 1/72 ölçeğinde. Biz çok küçük olacağı düşüncesiyle 2 kat büyütüp, 1/36 ölçeğinde bir kalıp hazırladık. Hem kalıbını hazırlaması daha kolay olacaktı. “

Reklamlar

Sonunda kalıbı hazırladık !


Kalıbın son Hali         Sonunda vakum infüzyon uygulayacağımız kalıbı hazırladık. Artık sınavların da bitmesiyle bu konuya  ağırlık vereceğim. Çünkü benim için önemli bir proje bu. Her baktığımda kalıbı daha çok beğenir oluyorum 🙂  Genel konu hakkında birşeyler yazmıştım. Artık projenin içine girmenin vakti geldi de geçiyor…

        İlk olarak bu kalıbın nasıl yapıldığını anlatarak başlayalım…

Kompozit Malzeme Üretim Yöntemleri


İstenilen özelliklerde ve biçimde kompozit malzeme üretimi için bir çok yöntem bulunmaktadir. Bu yöntemlerden baslicalari asagidadir.

1.  Elle yatirma (hand lay-up)

Dokuma veya kirpilmis elyaflarla hazirlanmis takviye kumaslari hazirlanmis olan kalip

üzerine elle yatirilarak üzerine sivi reçine elyaf katmanlarina emdirilir. Elyaf yatirilmadan

önce kalip temizlenerek jelkot sürülür. Jelkot sertlestikten sonra elyaf katlari yatirilir. Reçine

ise kompozit malzemenin hazir olmasi için en son sürülür Bu islemde elyaf kumasina

reçinenin iyi nüfuz etmesi önemlidir. El yatirma tekniginde en çok kullanilan polyester ve

epoksi’nin yanisira vinil ester ve fenolik reçineler de tercih edilmektedir. Elle yatirma yogun

isçilik gerektirmesine ragmen düsük sayidaki üretimler için çok uygundur.

2. Püskürtme (spray-up)

Püskürtme yöntemi elle yatirma yöntemini aletli sekli olarak kabul edilebilir. Kirpilmis

elyaflar kalip yüzeyine, içine sertlestirici katilmis reçine ile birlikte özel bir tabanca ile

püskürtülür. Elyafin kirpilma islemi tabanca üzerinde bulunan ve bagimsiz çalisan bir kirpici

sayesinde yapilir. Püskürtülme islemi sonrasi yüzeyin bir rulo ile düzeltilmesiyle ürün

hazirlanmis olur.

3.  Elyaf sarma (filament winding)

Bu yöntem özel biçime sahip ürünlerin seri üretimine uygundur. Elyaf sarma yöntemi

sürekli elyaf liflerinin reçine ile islatildiktan sonra bir makaradan çekilerek dönen bir kalip

üzerine sarilmasidir. Sürekli liflerin farkli açilarla kaliba sarilmasiyla farkli mekanik

özelliklerde ürünler elde edilebilir. Yeterli sayida elyaf katinin sarilmasindan sonra ürün

sertlesir. Ardindan döner kalip ayrilir. Bu yöntemle yapilan ürünler genellikle silindirik,

borular, araba saftlari, uçak su tanklari, yat direkleri, dairesel basinç tanklaridir.

4.  Reçine transfer kaliplama RTM / Vakum İnfüzyon

Bu kompozit üretim yönteminde elle yatirma sistemlere daha hizli ve uzun ömürlü

olmakla birlikte iki parçali kalip kullanmak gereklidir. Kalibin kompozit malzemeyle yapilmasi

çelik     kalip     maliyetine         göre     daha     düsük   kalmasina         neden   olmaktadir.

RTM yöntemi çogunluk jelkotlu veya jelkotsuz her iki yüzeyinde düzgün olmasi istenen

parçalarda kullanilir.

Takviye malzemesi kuru olarak keçe, kumas veya ikisinin kombinasyonu kullanilir.

Takviye malzemesi önceden kalip boslugu doldurulacak sekilde kaliba yerlestirilir ve kalip

kapatilir. Elyaflar matris içinde geç çözünen reçinelerle kaplanarak         kalip içerisinde

sürüklenmesi önlenir. Reçine basinç altinda kaliba pompalanir. Bu süreç daha fazla zaman

ister. Matris enjeksiyonu soguk, ilik veya en çok 80ºC’ye kadar isitilmis kaplarda

uygulanabilir. Bu yöntemde içerideki havanin disari çikarilmasi ve reçinenin elyaf içine iyi

islemesi için vakum kullanilabilir. Elyafin kaliba yerlestirilmesini gerektirmesinden dolayi uzun

sayilabilecek bir isçilik gerektirir. Kalip kapali oldugu için ise zararli gazlar azalir ve

gözeneksik bir ürün elde edilebilir. Bu yöntemle karmasik parçalar üretilebilir. Concorde

uçaklarinda, F1 arabalarinda bazi parçalar bu yöntemle hazirlanmaktadir.

5.  Hazir kaliplama / compression molding (SMC,BMC)

Hazir kaliplama bünyesinde cam elyafi, reçine, katki ve dolgu malzemeleri içeren

kaliplamaya hazir, hazir kaliplama bilesimleri olarak adlandirilan kompozit malzemelerin

(SMC,BMC) sicak pres kaliplarla ürüne dönüstürülmesidir. Karmasik sekillerin üretilebilmesi,

metal parçalarin bünye içine gömülebilmesi, farkli cidar kalinliklari gibi avantajlari

bulunmaktadir. Ayrica ürünün iki yüzüde kalip ile sekillenmektedir. Diger kompozit malzeme

üretim tekniklerinin olanak vermedigi delik gibi komplike sekiller elde edilebilmektedir. Iskarta

orani düsüktür. Bu yöntemin dezavantajlari kaliplama bilesimlerinin buzdolaplarinda

saklanmalari gerekliligi, kaliplarin metal olmasindan dolayi diger kaliplardan daha maliyetli

olmasi ve büyük parçalarin üretimi için büyük ve pahali preslere ihtiyaç olmasidir.

Hazir kaliplama yönteminde kullanilan bilesimler içeriklerine göre çesitlilik

göstermekle beraber en çok iki tür hazir kaliplama bilesimi kullanilmaktadir.

6.  Hazir kaliplama pestili / SMC (sheet moulding composites)

SMC takviye malzemesi olarak kirpilmis lif ile dolgu malzemesi içeren bir reçinenin

önceden birlestirilmesi ile olusan pestil biçiminde malzemedir. Sürekli lifler, 25-50 mm

kirpilmis olarak ve kompozitin toplam agirliginin %25-30 oraninda kullanilir. Genellikle 1m

genisliginde ve 3mm. kalinliginda üretilir.

7.  Hazir kaliplama hamuru / BMC (bulk moulding composites)

BMC takviye malzemesi olarak kirpilmis lif ve dolgu malzemesi içeren bir reçinenin

önceden birlestirilmesi ile olusan hamur biçiminde malzemedir.

Hazir kaliplama bilesimlerinin avantajlari;

  • Çok genis tasarim esnekligi
  • Düzgün yüzey
  • Kolayca laklanabilme, boyanabilme ve kalip içinde yüzeyin kaplanabilmesi
  • Geri dönüstürülebilme ve hazirliginda geri dönüsümlü malzeme kullanabilme
  • Metal gömme parçalarin yerlestirilmesi ile montaj kolayligi
  • Yüksek alev dayanimi
  • Sicaklik dayanimi
  • Sogukta kirilgan olmama, enjeksiyon kaliplama (injection moulding)

Bu yöntem RTM’ye benzer bir yöntemdir. Farkliligi reçine/elyaf karisimin kalip

disarisinda karismis ve eritilerek basinç altinda bos kalip içine enjekte ediliyor olmasindadir.

Sadece düsük viskoziteye sahip termoset reçineler bu yöntemde kullanilabilir. Diger

yöntemlere göre daha hizlidir. Çocuk oyuncaklarindan uçak parçalarina kadar bir çok ürün

bu yöntemle üretilebilmektedir.

8.  Vakum bonding / vakum bagging

Kompozit malzeme (genellikle genis sandöviç yapilar) önce bir kaliba yerlestirilir,

ardindan bir vakum torbasi en üst katman olarak yerlestirilir. Içerideki havanin emilmesiyle

vakum torbasi, yatirilan malzemenin üzerine 1 atmosferlik basinç uygulayarak asagiya

çekilir. Sonraki asamada tüm bilesim bir firina yerlestirilerek reçinenin kür islemi için isitilir.

Bu yöntem siklikla elyaf sarma ve yatirma teknikleri ile baglantili olarak uygulanir. Kompozit

malzeme tamir islemlerinde de vakum bagging yöntemi kullanilmaktadir.

9. Otoklav / autoclave bonding

Termoset kompozit malzemelerin performanslarini artirmak için elyaf/reçine oranini

artirmak ve malzeme içinde olusabilecek hava bosluklarini tamamen gidermek

gerekmektedir. Bunun saglanmasi için malzemeyi yüksek isi ve basinca uygulayarak

saglanabilir. Vakum bagging yöntemindeki gibi sizdirmaz bir torba ile elyaf/reçine

yatirmasina basinç uygulanabilir. Fakat 1 atmosferden fazla düzenli ve kontrol edilebilir bir

basincin uygulanabilmesi için dissal basinca ihtiyaç duyulur. Bu uygulama için, otoklav

yönteminde de uygulanan ve kompleks sekillerde en çok kontrol edilebilen metod, disaridan

sikistirilmis gazin kompozit malzemenin içinde bulundugu kaba verilmesidir.

Otoklav kesin basincin, isinin ve emisin kontrol edilebildigi basinçli bir kaptir. Vacum

bagging yöntemi ile benzerdir. Firin yerine bir otoklav kullanilir. Böylece özel amaçlar için

yüksek kalitede kompozit üretebilmek için kür sartlari tam olarak kontrol edilebilir. Bu yöntem

digerlerine oranla daha uzun sürede uygulanir ve daha pahalidir.

10. Preslenebilir T akviyeli Termoplastik

Keçe türünde elyaf takviyesi içeren termoplastik reçine ile yapilmis plaka seklinde

preslenebilir kaliplamaya hazir özel amaçli bir takviyeli termoplastik çesidini tanimlamaktadir.

GMT nin hazirlanmasi SMC ye benzemektedir. Ekstruderden çekilen bir termoplastik levha

üzerine yumusak haldeyken bir elyaf takviyesi yerlestirilir. Bu katmanlarin üzerine bir diger

termoplastik levhada yumusakken yerlestirilerek soguk hadde silindirlerinin arasindan

geçirilir. Sertlesen plakalar kesilerek preslenmeye hazir duruma getirilir.

Okumaya devam et