5. International Conference on Material Science and Technology (IMSTEC 2020), Nevşehir, Turkey, 16 - 18 October 2020, pp.133-139
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%.
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.