Polimer matrisli kompozitlerin lazer ile işlenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ORKAN BARAN KORKUSUZ
Danışman: Tamer Sınmazçelik
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Havacılık ve uzay endüstrileri başta olmak üzere polimer matrisli kompozitlerin konvansiyonel işleme yöntemleriyle işlenmesinde çeşitli sakıncalar ve limitler söz konusudur. Özellikle işlenme esnasında fiber matris ara yüzey deformasyonları, fiberlerin kırılması, tabakalı kompozitlerde delaminasyonların oluşması gibi malzemelerin statik ve dinamik özelliklerini olumsuz etkileyecek kusurlar ortaya çıkabilmektedir. Bir diğer yandan malzemelerin mikro ölçekli işlenmesinde ve fonksiyonel yüzeyler oluşturulmasında bilinen yöntemler yetersiz kaldıklarından dolayı tercih edilmemektedir. Lazer ile malzemelerin işlenmesi bu kapsamda ön plana çıkan popüler yöntemlerden biridir. Odaklanmış bir ışın olan lazer ileri uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Lazerin yarattığı yüksek enerji yoğunluğu katı haldeki malzemenin çok hızlı bir şekilde buhar fazına geçmesiyle mekanik hasarlar olmaksızın malzemelerin işlenmesine olanak sağlamaktadır. Bununla birlikte termal etkileşim sonucunda oluşan ısıdan etkilenen bölgenin mümkün olan minimum seviyeye sınırlandırılması gerekmektedir. Uygun lazer seçilmesi ve uygun lazer parametreleriyle çalışılması halinde mikronlar mertebesinde, tekrarlanabilir, yüksek kalitede fonksiyonel yüzeyler oluşturmak mümkündür. Tez çalışması kapsamında iki farklı fiber tipiyle desteklenmiş polimer matrisli kompozit malzemelerin yüzeyinde lazer ablasyonu ile yüzey dokusu oluşturuldu. Deneysel çalışmalar 5 farklı enerji yoğunluğunda, 5 farklı atım süresinde ve 3 farklı odak alanı mesafesinde, 1064 nm dalga boyuna sahip, Nd:YAG tipi darbeli lazer kullanılarak gerçekleştirildi. Oluşan çukurların yüzey yapısı stereo mikroskop ve optik profilometre aracılığıyla gözlemlendi. Elde edilen sonuçların nihayetinde lazer mekanizmasının çalışma prensibi hakkında çıkarımlar yapılıp, kaliteli yüzeylerin eldesi amacıyla parametre optimizasyonu hedeflenmiştir. Isıdan etkilenen bölge lazer malzeme etkileşim süresi ile ilişkili olduğundan dolayı daha kısa atım sürelerinde çalışılması ısıdan etkilenen bölgeyi sınırlandırmıştır.