The Effect of Cryogenic Treatment on Surface Roughness and Delamination Factor in the Drilling of CFRP Composites


EKİCİ E. , MOTORCU A. R.

8. International Advanced Technologies Symposium (IATS 2017), Elazığ, Türkiye, 19 - 22 Ekim 2017, cilt.1, no.1, ss.615-623

  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: Elazığ
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.615-623

Özet

Karbon elyaf takviyeli polimer (CFRP) kompozitler, olağanüstü fiziki ve mekanik özelliklerinden dolayı çeşitli alanlarda potansiyel uygulamalara sahiptir. Montaj için yüksek yüzey kaliteli ve delaminasyonsuz deliklere ihtiyaç duyulduğu için delik delme CFRP kompozitler için en kritik işlemlerden biridir. Bu çalışmada, CFRP kompozitlerin karbür matkaplarla delinmesinde matkaplara uygulanan kriyojenik işlemin ve delme parametrelerinin (kesme hızı ve ilerleme miktarı) deliklerin minimum yüzey pürüzlülüğü (Ra) ve delik girişi delaminasyon faktörü (Df) üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Delme deneyleri Taguchi metodu L18 ortogonal dizi deney düzeninde ve kuru kesme şartlarında gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlara göre, matkaplara uygulanan kriyojenik işlemin Ra ve Df üzerinde olumlu bir etkisi olmakla birlikte bu etki istatistiki olarak anlamlı değildir. Kesme hızı ve ilerleme miktarının arttırılmasıyla yüzey pürüzlülüğü ve delaminasyon faktörü değerleri artmıştır. CFRP kompozitlerin delinmesinde minimum delik yüzey pürüzlülüğü ve delaminasyon faktörü kriyojenik işlem görmüş takımlarla V:45 m/dak kesme hızı ve f:0.04 mm/dev ilerleme miktarında elde edilmiştir.

Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites have potential applications in various areas due to their superiour physical and mechanical properties. The hole drilling is one of the most critical process for CFRP composites because of the need high surface quality and non-delaminated holes for assembly. In this study, the effects of cryogenic treatment applied to drills and drilling parameters (cutting speed and feed rate) on the minimum surface roughness (Ra) and hole input delamination factor (Df) were investigated in the drilling of CFRP composites with solid carbide drills. Drilling experiments were carried out with Taguchi method L18 orthogonal array experimentation and under dry cutting conditions. According to experimental results, although the cryogenic process applied to drills have a positive effect on Ra and Df, this effect is not statistically significant. The surface roughness and delamination factor values were ??increased with increasing cutting speed and feed rate. The minimum hole surface roughness and delamination factor were obtained with cryogenically treated tools at V:45 m/min cutting speed and f:0.04 mm/rev feed rate in the drilling of CFRP composites.