Kompozit plaka üretim prosesi üzerine çalışmalar ve parametrelerin mekanik özelliklere etkisi

Abstract

Bu çalışmada, genel amaçlı cam-fiber takviyeli kompozit plaka üretimleri gerçekleştirilmiştir. Kapalı bir kalıp içerisinde iki yüzü düzgün kompozit plakalar elde edilmiştir. Kompozit plakalar için Vakum Destekli Reçine Transfer Kalıplama (RTM) yöntemi kullanılmıştır. RTM yönteminde, kapalı kalıp içindeki hava bir taraftan vakum pompası ile dışarı atılırken, diğer taraftan kalıba kontrollü reçine transferi yapılmıştır. Cam-fiber olarak, birim ağırlıkları 500 gr/m2 olan cam-dokumalar kullanılmıştır. Toplam 6 kat cam dokuma ile yaklaşık %44’lük fiber hacmi elde edilmiştir. Kullanılan reçine ise, ortoftalik esaslı, düşük viskozitede, CTP tipi doymamış Polipol 336 poliester’dir. Kompozitlerin-plakaların imalatı için, vakum destekli Reçine Transfer Kalıplama (RTM) üretim prosesi kurulmuştur. Öncelikle kapalı, ısıtma kontrollü bir kalıp imal edilmiştir. Daha sonra çift silindir-pistonlu (pompa), basınç ve hız kontrollü bir RTM makinesi imal edilmiştir. Ayrıca, kapalı kalıp içine reçine transferi bittikten sonra 5 ton kapasiteli loadcell ile kürlenme basıncı da ölçülerek parametrelere ilave edilmiştir. Üretilen plakalardan elde edilen numunelerle çekme ve eğilme testi yapılmış, prosesteki imalat parametrelerinin, kompozit plakanın mekanik özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Plaka üretim parametrelerinde vakum destekli RTM için optimum parametreler; teflon boru kullanılarak, 2-noktadan enjeksiyon, 4-noktadan vakumlama, stiren monomeri kullanılmadan, 2-defa reçine sirkülasyonu, ortalama 2.39 Bar enjeksiyon basıncı, 44.73 mm/dak.'lık enjeksiyon hızı, 45 °C kalıp ısısı, 136 KPa'lık kürlenme basıncı ve -700 mmHg vakum basıncı gibi değerlerde elde edilmiştir. Test sonuçlarının cam dokuma fiberlerinin açısı, tam ıslanıp ıslanmadığı, kürlenme ısısı, kürlenme basıncı, kürlenme süresi, stiren ve Metil Etil Keton Peroksit (MEKP) oranından etkilendiği görülmüştür.

On this work, glass-fiber-reinforced composite plate, which has general usage, was produced. In a closed mold, two-regular-faced composite plates were obtained. Resin Transfer Molding (RTM) process was used for composite plates. In RTM process, while the air in the closed mold was being thrown out, controlled resin was transferred to the mold. As a glass-fiber, glass fabrics were used which have unit weight of 500 grams per square meter. 44% fiber volume with a total of 6 layers of glass fabric was obtained. And the resin that was used is ortophthalic based, low viscosity, GFRP type unsaturated Polipol 336 polyester. RTM process was set up for manufacturing composite plates. First, a closed and heat controlled mold; then, a double-cylinder-piston (pump), pressure and speed controlled RTM machine were manufactured. Also, after the end of resin transfer to the closed mold, curing pressure was measured with 5-tons capacity loadcell and the measurements were added to parameters. Tensile and flexural tests were made by using the samples of manufactured plates and, the effects of manufacturing parameters in process on mechanical properties of composite was searched. Optimum parameters for plate production parameters in RTM process were obtain under following variables: using teflon pipes, 2-point injection, 4- point vacuuming, without using styrene monomer, 2-time resin circulation, the average injection pressure of 2,39 bar, the injection speed of 44,73 mm/min, mold heat of 45°C, curing pressure of 136 KPa and vacuum pressure of -700 mmHg. It was observed that the test results were affected by the angle of glass fabric fibers, getting fully wet or not, curing heat, curing pressure, curing time and the proportion of styrene and MEKP.