TUSAŞ-TÜRK HAVACILIK VE UZAY SANAYİİ A.Ş. KARBON FİBER İLE GÜÇLENDİRİLMİŞ PLASTİKLERİN MACUN MACU N YAPI YAPIŞTIRICI İLE YAPIŞTIRILMASI Deniz ÖZEL Malzeme ve Proses Uzmanı
Kompozitlerin Havac ıl ık Sektöründe Kullanı mı
Kompozitlerin Havac ıl ık Sektöründe Kullanı mı
Kompozit Üretim Ş ekli
Kompozit Birleştirme Teknikleri
Mekanik bağlayıcılar •Perçin/Civata/Vida
Yapıştırma
Kompozit Birleştirme Teknikleri Mekanik Bağlayıcılar 9
De-montaj kolaydır.
8
Delik açılmasını yani fiberlerin kesilmesini gerektirir bu da stress yoğunluğunu arttır ır.
ğ
ğ
8 A ırlı ın
artmasına neden olur.
Eğilme (buckling ) etkisinden dolayı deformasyon daha fazlad ır. 8
8Korozyon
riski fazlad ır.
Kompozit Birleştirme Teknikleri Yapıştırma Kesme yükü homojen bir şekilde tüm yüzeye dağılır. 9
9
Delik açılmasına gerek yoktur, yapının bütünlüğü korunur. 9
Mekanik direnci arttır ır.
Tasar ım kolaylığı ve ağırlıkta azalma sağlar. 9
Boşluklar ın doldurulmasını sağlar, korozyonun önlenmesine yardımcı olur. 9
Sıcaklık ve kimyasallara kar şı dayanımı düşüktür. 8
8
De-montaj zordur.
Yapı şt ır ıc l ar ı • Epoksi (epoxy ) • Siyanoakrilat (cyanoacrylate ) • Anaerobic (anaerobic ) • Akrilik (acrylic ) • Poliüretan (polyurethane ) • Silikon (silicone ) • Fenolik (phenolic )
Yapı şt ır ıc l ar ı Film Yapıştır ıcılar 9
Yüksek yapışma mukavemeti sağlar
Macun Yapıştır ıcılar Düşük sıcaklıklarda otoklav dışında kür edilebilmektedir, bu da final montajda avantaj sağlar.
9
Yapıştırma işlemlerinde boşluk doldurma avantajı sağlar
8Yüksek
sıcaklık (örn. 120, 180 0C) ve basınç altında otoklavda kür edilir.
9
8
9
Final montajda metalik malzemelerin ve/veya kablolar ın bulunması durumunda kullanılamaz.
Yapışmanın yanı sıra sızdırmazlık sağlar. Yüzey enerjisi düşük olan kompozitlerde yapışma mukavemeti düşüktür. 8
Yapı şt ır ma • Malzeme Uyumu • Uygun yapıştır ıcının seçilmesi • Farklı Yapışma Koşullar ı için Data • Plaka kalınlıklar ı değiştiğinde yapışma mukavemeti ? • Yüzey Hazırlama • Kuru sıyırma katı uygulaması • Reçine emdirilmiş sıyırma katı uygulaması • Islak zımparalama • Çevresel Koşullar ın Etkisi • Oda sıcaklığı • Sıcak ve nemli ortam • Soğuk ortam
Macun Yapı şt ır ıc Seçimi ı • Servis sıcaklığı • Çalışma süresi (pot life) • Viskozite • Kompozit yapılar ın birleştirilmesi için uygun
Henkel firmasının 4 farklı ürünü ile çalışılmıştır.
Macun Yapı şt ır ıc Seçimi ı
• Mekanik Testler • ASTM D5868 • 300 kN Instron 8502 model servo hidrolik test cihazı • Yapışma yüzeylerinde kuru s ıyırma katı (Release Ply F)
0.5 mm
Macun Yapı şt ır ıc Seçimi ı
Yapıştır ıcı
Servis Sıcaklığı (0C)
Çalışma Süresi (dk)
Viskozite (cp)
Tekli Bindirme Bağlantı Kesme Değeri (MPa)
A
82
60
< 70 000
15.17
B
177
90
160 000
5.67
C
82
60
< 400 000
7.79
D
93
180
160 000
6.94
Farkl ı Yapı şma Koşullar ı İ çin Data • İnsansız hava araçlar ında kanat yapılar ını temsil eden tasar ım koşullar ı için data üretilmi ştir.
Yapışan Plaka Kalınlıklar ı (mm)
Macun Yapıştır ıcı Kalınlığı (mm)
Yapışma Alanı (mm2)
2.22 – 2.22
1.0
25x70
6.27 – 6.27
1.0
25x70
15.10 – 15.10
1.0
25x70
Yüzey Haz ır lama Etkisi • Kuru Sıyırma Katı (KSK): • Release Ply F Düşük yapışma mukavemeti • Reçine Emdirilmiş Sıyırma Katı (RESK): • F161/43%/F08111 Yüzeyde polyester kal ıntılar ı! • RESK+ Islak Zımparalama (RESK+IZ) • 120 grit silikon karbit z ımpara kâğıdı ile 170 mm
70 mm 1.0 mm
Yüzey Haz ır lama Etkisi
13,71 14 ) a P M ( i r e ğ e D e m s e K t n a l ı
ğ
a B e m r i d n i B i l k e T
12 9,96 10
8,71
8,01 8 6 4
4,93
4,75
5,72
3,35
2,72
2 0 K S K
K S E R
2,22
Z I + K S E R
K S K
K S E R
6,27
Z I + K S E R
K S K
K S E R
15,10
Yüzey Hazırlama Teknikleri & Yap ışan Plaka Kalınlıklar ı (mm)
Z I + K S E R
Çevresel Ş artlar ın Etkisi Numunenin Hazırlandığı Ortam
Test Edildiği Sıcaklık
Gösterim
Oda Sıcaklığı
Oda Sıcaklığı
OS/OS
Sıcak ve Nemli (80 0C, %95 nem) EN 2823 std.na uygun olarak
70±2 0C
SN/70
Oda Sıcaklığı
-54±2 °C
OS/-54
• Sıcak (70±2 0C) ve soğuk (-54±2 °C) ortam testleri Instron 8502 cihazına adapte edilen Instron 3119-007 model kabin kullanılarak gerçekleştirilmiştir. • Numuneler 10 - 95 °C sıcaklık aralığında % 98 nem sağlayabilen VÖTSCH VC7018 iklimlendirme kabininde koşullandır ılmıştır.
Çevresel Ş artlar ın Etkisi
) a P M ( i r e ğ e D e m s e K t n a l
7,00 5,72
6,00
6,16
0 7 / N S
4 5 / S O
5,26 4,75
5,00
3,77
3,70
4,00 3,00
6,10
2,72 2,27
ı
2,00
ğ
a B e m r i d n i B i l k e T
1,00 0,00 S O / S O
0 7 / N S
2,22
4 5 / S O
S O / S O
0 7 / N S
4 5 / S O
6,27
Çevresel Şartlar & Yapışan Plaka Kalınlıklar ı (mm)
S O / S O
15,10
Sonuçlar • Karbon fiber takviyeli kompozit yap ılar ın yapısal yapıştır ılması için servis sıcaklığı, çalışma süresi ve viskozite gibi parametreler de göz önünde bulundurularak uygun macun yapıştır ıcı seçilmiştir. • Yüzey hazırlama yönteminin macun yap ıştır ıcı yapışma mukavemeti üzerinde önemli etkisi oldu ğu görülmüştür. • RESK diğer iki tekniğe göre (KSK & RESK+IZ) kayda değer oranda yüksek sonuçlar vermi ştir. • Yapışan plaka kalınlığı arttıkça yapıma mukavemetinin arttığı görülmüştür. • Çevresel şartlar ın etkisi yapışan plaka kalınlığına bağlıdır: • İnce plakalarda (2.22 mm & 6.27 mm) yapışma mukavemeti s ıcak ve nemli ortamda düşüş göstermiş, soğuk ortamda ise artmıştır. • Kalın plakalarda ise her üç ko şulda (OS/OS, SN/70, OS/-54) elde edilen değerler arasında kayda değer fark görülmemiştir.
