CFRP/Ti6Al4V Yığınların Kademeli Matkapla Delinmesinde CFRP’de Minimum Delaminasyon Faktörü İçin Kontrol Faktörlerinin Optimizasyonu


Motorcu A. R. , Ekici E.

5. International Conference on Material Science and Technology (IMSTEC 2020), Nevşehir, Türkiye, 16 - 18 Ekim 2020, ss.133-139

  • Basıldığı Şehir: Nevşehir
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.133-139

Özet

CFRP/Ti6Al4V (Karbon elyaf takviyeli plastik kompozit/Ti6Al4V titanyum alaşımı) yığınlar, üstün mekanik/fiziksel özellikleri ve mükemmel yapısal işlevleri nedeniyle modern havacılık endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Delik delme, CFRP/Ti6Al4V yığınların montajında kullanılan önemli işleme operasyonlardan biridir. Ancak, CFRP/Ti6Al4V yığınların delinmesi sırasında CFRP’de istenmeyen bir hasar türü olan delaminasyon oluşur ve delaminasyon faktörü ise oluşan bu delaminasyonun derecesini belirlemek için kullanılır. Bu çalışmanın amacı, CFRP/Ti6Al4V yığınların kademeli kaplamasız karbür matkaplarla boydan boya delinmesinde CFRP’de oluşan delik giriş ve çıkışındaki delaminasyonu minimize etmek için delme parametrelerinin optimal seviyelerini belirlemektir. Bu amaçla, Taguchi L18 ortogonal dizi deney tasarımı referans alınarak, hazırlanan CFRP/Ti6Al4V yığın üzerinde farklı kesme hızları, ilerleme miktarları ve delme stratejilerinde delme deneyleri yapılmıştır.  Delik girişi delaminasyon faktörü (Dfg) ve delik çıkışı delaminasyon faktörünün (Dfç) minimizasyonu için delme parametrelerinin çoklu performans optimizasyonu Gri İlişkisel Analizi (GİA) yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. CFRP/Ti6Al4V yığınların kademeli kaplamasız karbür matkaplarla delinmesinde, minimum CFRP’deki delik giriş ve çıkış delaminasyon faktörü için delme parametrelerinin optimal seviyeleri; 14 m/dak kesme hızı, 0.040 mm/dev ilerleme miktarı ve CFRP’den başlayarak Ti6Al4V’ye doğru delme stratejisi olarak belirlenmiştir. Delik giriş ve çıkışındaki delaminasyonlar üzerinde en etkili delme parametreleri delme stratejisi ve ilerleme miktarı olmuştur, kesme hızının etkisi %5’in altında kalmıştır.

CFRP/Ti6Al4V ((Carbon fiber reinforced plastic composite/Ti6Al4V titanium alloy) stacks have been widely used in the modern aerospace industry owing to its superior mechanical/physical properties and excellent structural functions. Drilling is one of the important machining operations for assemble of CFRP/Ti6Al4V stacks. However, delamination, which is an undesirable type of damage to CFRP that seriously jeopardizes the mechanical properties of the material around the hole during drilling of the CFRP/Ti6Al4V stacks occurs and, the delamination factor is used to determine the degree of this delamination. The aim of this study is to determine the optimal levels of drilling parameters in order to minimize delamination in the hole input and exit of CFRP in the through-hole drilling of CFRP/Ti6Al4V stacks with step uncoated carbide drills. For this purpose, drilling experiments on the CFRP/Ti6Al4V stacks were carried out with reference to the Taguchi L18 orthogonal array experimental design at the different cutting speeds, feed rates and drilling strategies. The multiple performance optimization of the drilling parameters for the minimization of hole input delamination factor  (Dfg) and the hole exit delamination factor (Dfç) was performed by the Gray Relation Analysis (GIA) method. Optimal levels of drilling parameters for minimum hole input and exit delamination factor at CFRP when drilling CFRP/Ti6Al4V stacks with step uncoated carbide drills; 14 m/min cutting speed, 0.040 mm/rev feed rate and drilling strategy starting from CFRP towards Ti6Al4V. The most effective drilling parameters on the delaminations at the hole input and exit of CFRP were the drilling strategy and the feed rate, the effect of the cutting speed remained below 5%.