Reçine İnfüzyonunun Uygulanması


Evet arkadaşlar kalıbı da tamamladık. Artık reçineyi kalıbın içerisine emdirmeye geldi sıra. Burada şunları söylemem gerek, kalıbın hazırlanışında anlatmıştım biz spiral boru yerine terazi hortumu [ Ayrı bir komedi :] kullandığımız için boruya delikleri kendimiz açtık. Vakum esnasında da vakum torbası esnek olduğundan delikleri kapattı. Bizde delikleri elimizle açmaya çalıştık. Orada gördüğünüz eller o delikleri açık tutmak için yani bunlar ne yapıyor demeyin sonra 🙂 Video torbalamadan önce bitiyor, malesef bizde farkedemedik kaydın durduğunu yoksa çok güzel bir video olacaktı ama olmadı işte. Kalıplama aşamalarının bittiği yerden sonrasını da kalıp hazırlık yazısında paylaşmıştım oradan da inceleyebilirsiniz.
(https://umitkirenci.wordpress.com/2011/09/13/kalip-hazirlama/)

Umarım burada anlattığım uygulama ve yöntemler projelerinde kullanacak arkadaşlara yardımcı olur. Teknik olarak da elimden geldiğince birşeyler paylaşmaya çalıştım. Bir projenin anlatımını da tamamlamış oldum.
Faydalı olmak dileğiyle…

Reçine İnfüzyon Uygulaması:

Reklamlar

İnfüzyon’a hazırlık


    Kalıbı hazırladıktan sonra sıra infüzyon işlemine geldi. Kalıbın yüzeyini macunladığımız için kurumasını beklemek durumundaydık ama proje teslim gününe yaklaştığımız için fazla bekleyemedik. Macun daha uzun süre beklediğinde taslaşıyor ve daha dayanıklı bir katman oluşuyor. Bunu neden söylediğimi projenin son kısmında daha iyi anlayacaksınız.

—İnfüzyona Hazırlık—

Artık infüzyon hazırlıklarına başlayabiliriz. Tüm malzemeler ve kalıp hazır. İnfüzyon işleminde kullanacağımız malzemler şöyle:
-Reçine
-Sertleştirici
-Hızlandırıcı
– Kalıp Ayrıcı
– Jelkot
– Takviye Malzemesi
– Çift Taraflı Bant
– Spiral Sarma
– Plastik hortum
– Soyma Kumaşı
– Reçine yayılma ağı
– Vakum torbası

Tüm malzemeleri tedarik ettikten sonra işleme  başlayayabiliriz. İşlemi anlatmadan önce yukarıda sıraladığım malzemeleri tek tek tanıtacağım ve projemizde alternatif olarak ne kullanıp kullanmadığımı belirteceğim. Çünkü bazılarını temin etmek bizim için zor oldu kimiside pahalıydı. Bizde elimizdeki kullanacak birşeyler yapmaya çalıştık.

  • Reçine:
    Kürlendiğinde tam sert forma dönüşen, yüksek molekül ağırlıklı sıvı organik polimer maddelerdir.
  • Sertleştirici:
    Teknik anlamda başlatıcılara verilen isimdir.Reçine veya jelkotlara ilave edildikten sonra reçine içindeki hızlandırıcı (promotör) ile etkileşerek aktif oksijen radikali açığa çıkartarak sertleşme reaksiyonunu başlatırlar.

    Sertleştirici oranı %0,2–3,0 arasında kullanılan reçine, katalizörün konsantrasyonuna göre büyük değişlik gösterir. Yüksek sertleştirici oranı hızlı jel süresi verir. Örneğin MEK-P, BPO vb.

    Sertleştiriciler kullanıcılar arasında katalizör olarak da ifade edilmektedir.

  • Hızlandırıcı:
    Reçine ile karıştırıldığında, reçinenin içindeki katalizör ile arasındaki kimyasal reaksiyonu ve polimerizasyonu hızlandıracak olan bir malzemedir. Hareket verici (Promoter) olarak da tanımlanır.
  • Kalıp Ayırıcı:
    Kalıbın yüzeyine uygulandıktan sonra kalıp ile ürün arasında bariyer oluşturarak alınacak ürünün kalıba bağlanmasını-yapışmasını engelleyen vaks veya polimer esaslı madde.
  • Jelkot:
    Özel amaçlı poliester reçinesi esaslı, üstün özelliklere sahip, renkli veya şeffaf üst katmanı oluşturan maddedir. Jelkot kompozit ürünlerin en önemli bileşenidir. Jelkot kompozitin yüzeyinde bir kalkan olarak, ürünü sert kimyasallardan, hava koşullarından ve aşınmaya karşı korur. Ayrıca herhangi bir ürünün veya bir bölümün görünür yüzü olduğu için kozmetik açıdan önem taşımaktadır.
  • Takviye Malzemesi:
    Kompozit ve laminantlarda kullanılan sıvı matris (reçine)’yi desteklemek için kullanılan elyaf malzemelere verilen genel isim.
  • Çift Taraflı Bant:
    Vakum işlemi esnasında sızdırmazlık sağmalak için kullanılan, iki tarafıda yapıştırıcı özellikte bir bant çeşidi.
  • Soyma Kumaşı:
    Naylon, teflon, silikon veya poliester esaslı çıkartılabilir, yapışmaz kumaş türü. Laminatın son katının üzerine uygulanır ve sertleştikten sonra çıkartılarak, ürüne düzgün ince dokulu yüzey kazandıran malzeme.
  • Reçine Yayılma Ağı:
    İnfüzyon uygulamasında reçinenin homojen olarak yayılmasını sağlayan ağ yapısındaki malzeme.
  • Vakum Torbası:
    Vakum torbalama ve vakum reçine infüzyon yöntemlerinde yatırmanın üzerine yerleştirilen genelde naylon yapıda yüksek uzama ve dayanıma sahip film.
( KAYNAK: http://www.poliya.com.tr/ )
 

Projede işlemde kullanılacak gerçek malzemelerin bir kısmı kullanamadık , bir kısmını da ise benzeri ürünlerden faydalandık.
Örneğin;

– Soyma Kumaşı kullanmadık: Bu durum üründen vakum torbası ,hortum, ağ gibi ürünleri daha zor çıkarmamıza neden oldu. O kumaşı Balıkesir’de bulamadık, internetten alıp getirmek için ise zamanımız olmadı.

– Spiral sarma kullanmadık: Onun yerine terazi hortumu denen, şefaf esnek plasktikteki hormu kullandık. Spiralin heryerinden hava girebileceği için mükemmel çalışıyor. Biz de eşit ve sağlıklı vakum yapabilmesi için hortumun belli yerlerine falçata ile kesikler attık,delikler açtık. Bilginiz olsun mümkün olduğunca sık ve büyük yarıklar açın sonra emiş zorlanıyor.

– Yayılma ağı: Bunu için ise profesyonel bir ürü yerine, dış cephe izolasyoncunların sıvayı izolasyon köpüğüne tutturmak için kullandığı yayılma ağına çok benzeyen bir ağ kullandık. Sorunsuz bir şekilde çalıştı. Nalburlarda bulabilirsiniz.

Kalıbın Yapımı


Balıkesir Demirciler çarşısında bir paket, ( 20 adet ) stropor aldıktan sonra kalıbın makietin ölçülerine göre bir kütük hazırladık. Bu da stroporları, ağaç tutkalı ile yapıştırarak yaptık. Gayet sağlam oldu. Eğer tutkalı çok ince film şeklinde sürerseniz çok hızlı kuruyor.

Artık kalıbı oymaya başlayabiliriz. Hocamızın bize verdiği 1/72 tekne maketinin kalıbını çıkartmamız gerekiyordu. Bu ölçek bize çok küçük geldi ve daha büyüğünü yapalım dedik. 1/36’da karar kıldık ve ölçleri almaya başladık. Elimizde teknenin 3D modeli olmadı için ölçü almak bir işkenceye dönüştü. En sonunda modelin alçı kalıbını alalım dedik en azından ölçü almamız kolaylaşır. Onca işin arasında tekne maketinin birde alçı kalıbını çıkardık. Bu şekilde ölçü almamız daha kolay oldu. Zaten hepsini almak mümkün değil, temel ölçüler alıp, gerisini göz ve el koordinasyonuna bırakıyorsunuz. 🙂

Kalıbı hazırlarken kullandığımız malzemeler;
-Falçata
-Tornavida
-Tel Fırça ( Kaba yüzeyleri çok güzel yumuşatıyor.)
-Boya Fırçası: Tozları temizlemek için

Kalıbın hazırlanış aşamaları:

Bu slayt gösterisi için JavaScript gerekir.

Kalıbın hazırlanışında karşılaştığımız önemli bir problem o eğimli bölgeleri nasıl düzgün bir şekilde yapacağımızdı. Onun için de, önce CNC tezgaz işler gibi, belirlediğimiz ölçülerde kademe kademe belirli yüksekliklerde oyuklar açtık. Merdiven gibi bir yüzey oluştu diyebiliri. O noktadan sonra işe tel fırça girdi ve resimde gördüğünüz güzel yüzeyi oluşturdu. Eğimi nasıl tutturdunuz derseniz, el ve göz koordinasyonuyla tabiki 🙂

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. “

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