Karbon fiber-epoksi, balsa sandviç malzemesinin imalatı, modellenmesi ve davranışlarının incelenmesi

Abstract

Kompozit malzemeler, teknolojinin gelişimi ve buna bağlı olarak, yüksek performansa sahip malzeme ihtiyacının artması ile birlikte hayatımızda ve mühendislik alanında oldukça önemli bir yere sahiptir. Hafifliği, yüksek mukavemeti, boyutsal kararlılığı, tasarım esnekliği, korozyona ve kimyasal etkilere karşı dayanaklılığı gibi özellikleri nedeniyle de, sahip olduğu önem artmaktadır. Spor malzemeleri, yapı ve inşaat, tıp, denizcilik, havacılık ve uzay, otomotiv vs. gibi oldukça fazla ve farklı alanlarda kullanıma sahiptir. Kompozit, en az iki farklı malzemenin bir araya gelmesi ile oluşturulan bir yapıdır ve bileşen olarak kullanılabilecek malzeme sayısı oldukça fazladır. Bu nedenle kompozit malzemelerde keskin bir sınıflandırma yapmak çok kolay olmamakla birlikte temel anlamda bir sınıflandırma yapabilmek mümkündür. Sandviç malzemeler de, kompozit malzeme sınıfına giren ve oldukça fazla kullanım alanına sahip bir malzeme çeşididir. Temel bileşenleri, mukavemeti görece olarak düşük hafif olan bir çekirdek malzeme ile bunun dışını kaplayan ve yüksek mukavemete sahip bir yüzey malzemesidir. Kompozit malzemeler ve sandviç yapılarda kullanılabilecek malzeme seçeneği oldukça geniş olduğundan dolayı, bunların imalat yöntemleri de geleneksel mühendislik malzemelerine göre oldukça fazladır. Bu yöntemlerin büyük çoğunluğu insan gücüne dayanmakta olup, çeşitli boyutlara sahip ürünler elde edilebilmektedir. Bu çalışmada, çekirdek malzemesi olarak balsa ahşabı ve yüzey malzemesi olarak karbon fiber bileşenlerinden oluşan bir sandviç yapı üzerinde çalışılmıştır. Balsa, Ekvator bölgesi ve civarında yetişen bir ağaçtan elde edilen, ahşap malzemeler içinde en yüksek dayanım/yoğunluk oranına sahip olan malzeme türlerinden biridir. Son derece hafif bir yapıdır. Yüzey malzemesi olarak kullanılan karbon fiber ise, düşük yoğunluğu, yüksek mukavemet değeri, yüksek korozyon direnci vs. gibi özellikleri nedeniyle oldukça sık tercih edilen malzemelerden biridir. Numunelerin imalatı, basınç ve sıcaklığın temel alındığı bir yöntemle ve insan gücüyle gerçekleştirilmiştir. Numunelerde, karbon fiber, farklı açılarda yönelime sahip olacak şekilde yerleştirilmiştir.