Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Analysis of Delamination Factor in the Drilling of Sandwich Composites

Yıl 2017, Cilt: 22 Sayı: 3, 153 - 162, 28.12.2017
https://doi.org/10.17482/uumfd.372451

Öz

In this study the delamination factor forming on the
in and out areas of the hole in drilling of sandwich composites fabricated by using
different core materials with honeycomb geometry was analyzed. Cutting speed,
feed rate, and core material type were taken as the controlling factors in the
experiments carried out according to Taguchi method L18 design. The experiments
were carried out on a CNC vertical machining center using TiAlN coated carbide
drill with a diameter of 6,3 mm. Moreover, an analysis of variance (ANOVA) with
a 95% confidence level was applied and the optimal parameters for the damages
on the in and out areas were determined. Optical images of the holes were taken
in all test conditions after the drilling of every two specimens, and the
damage types forming on the out area of the hole were analyzed for the optimal
cutting parameters.The most effective parameter on the delamination factor was
the cutting rate with a contribution rate of 46% for the hole entrance zone and
the feed rate with the contribution rate of 32.8% for the exit zone. In
particular, the types of damage that occurred in the hole exit zone were found
delamination, uncut fibers, and cracking. 

Kaynakça

  • Arunkumar, M.P. Pitchaimani, J. Gangadharan, K.V. Lenin Babu M.C. (2016) Influence of nature of sandviç on vibro acoustic behavior of sandwich aerospace structures, Aerospace Science and Technology, 56, 155–167.doi:10.1016/j.ast.2016.07.009
  • Çelik, A.Lazoglu, I. Kara, A. Kara, F. (2015) Investigation on the performance of SiAlON ceramic drills onaerospace grade CFRP composites, Journal of Materials Processing Technology, 223, 39–47. doi:10.1016/j.jmatprotec.2015.03.040
  • Dharan, C.K.H. Won, M.S. (2000), Machining parameters for an intelligent machining system for composite laminates, International Journal of Machine Tools and Manufacture., 40, 415–426. doi:10.1016/S0890-6955(99)00065-6
  • Eshetu, D. Eneyew, Ramulu,M. (2014) Experimental study of surface quality and damage when drilling unidirectional CFRP composites, Journal of Materials Research and Technology, 3, 354–362. doi:10.1016/j.jmrt.2014.10.003
  • Gaitonde, V.N. Karnik, S.R. Campos Rubio, J. EstevesCorreia, A. Abrao A.M. and Davim, J. P. (2011) A study aimed at minimizing delamination during drilling of CFRP composites, Journal of Composite Materials, 45(22), 2359–2368. doi:10.1177/0021998311401087
  • Gaitonde, V.N. Karnik, S.R. Campos Rubio, J. EstevesCorreia, A. Abrão, A.M. Davim, J.P. (2008) Analysis of parametric influence on delamination in highspeed drilling of carbon fiber reinforced plastic composites, Journal of Materials Processing Technology, 203, 431–438. doi:10.1016/j.jmatprotec.2007.10.050
  • Grilo, T.J. Paulo, R.M.F. Silva, C.R.M. Davim, J.P. (2013) Experimental delamination analyses of CFRPs using different drill geometries, Composites: Part B, 45, 1344–1350. doi:10.1016/j.compositesb.2012.07.057
  • Karpat, Y. Değer, B. Bahtiyar, O. (2012) Drilling thick fabric woven CFRP laminates with double point angle drills, Journal of Materials Processing Technology, 212, 2117– 2127. doi:10.1016/j.jmatprotec.2012.05.017
  • Khoran, M. Ghabezi, P. Frahani, M. Besharati, M. K. (2015) Investigation of drilling composite sandwich structures, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 76(9), 1927–1936. doi:10.1007/s00170-014-6427-x
  • Krishnaraj, V. Prabukarthi, A. Ramanathan, A. Elanghovan, N. Senthil Kumar, M.Zitoune, R., Davim, J.P., (2012) Optimization of machining parameters at high speed drilling of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) laminates, Compos.: Part B, 43, 1791–1799. doi:10.1016/j.compositesb.2012.01.007
  • Krishnamoorthy, A., RajendraBoopathy, S., Palanikumar, K., Davim J.P., (2012) Application of grey fuzzy logic for the optimization of drilling parameters for CFRP composites with multiple performance characteristics, Measurement, 45,1286–1296. doi:10.1016/j.measurement.2012.01.008
  • Marques, A.T.Duraõ, L.M., Magalhaes, A.G. Silva, J.F. Tavares, J.M.R.S. (2009) Delamination analysis of carbon fibre reinforced laminates: evaluation of a special step drill, Composites Science and Technology, 69, 2376–2382. doi:10.1016/j.compscitech.2009.01.025
  • MohdAriffin, M. K. A. Mohd Ali, M. I. Sapuan, S. M. Ismail, N. (2009) An optimise drilling process for an aircraft composite structure using design of experiments, Scientific Research and Essay, 4, 1109-1116.
  • Sharma, S.C. Krishna, M.Narasimha Murthy, H.N. (2006) Delamination During Drilling in Polyurethane Foam Composite Sandwich Structures, Journal of Materials Engineering and Performance, 15, 306-310. doi:10.1361/105994906X108710
  • Vinson, J. R. (2001) Sandwich structures, American Society of Mechanical Engineers, 54, 201-215.doi:10.1115/1.3097295
  • Xu, J. An, Q. Chen, M. (2014) A comparative evaluation of polycrystalline diamond drills in drilling high-strength T800S/250F CFRP, Composite Structures, 117, 71–82. doi:10.1016/j.compstruct.2014.06.034

SANDVİÇ KOMPOZİTLERİN DELİNMESİNDE DELAMİNASYON FAKTÖRÜNÜN İNCELENMESİ

Yıl 2017, Cilt: 22 Sayı: 3, 153 - 162, 28.12.2017
https://doi.org/10.17482/uumfd.372451

Öz

Bu
çalışmada bal peteği geometrisinde farklı çekirdek malzemelerden üretilen
sandviç kompozitlerin delinmesinde delik giriş ve çıkış bölgesinde oluşan
delaminasyon faktörü araştırılmıştır. Taguchi metodu L18 tasarımına
göre yapılan deneylerde kontrol faktörleri olarak kesme hızı, ilerleme miktarı
ve çekirdek malzeme tipi esas alınmıştır. Deneyler CNC dik işleme merkezinde 6,3
mm çapında TiAlN kaplı karbür matkap kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ayrıca
%95 güven seviyesinde varyans analizi (ANOVA) uygulanmış, giriş ve çıkış
bölgeleri hasarı için optimum parametreler belirlenmiştir. Her iki numunede
delme işlemi sonrasında tüm deney şartlarında deliklerin optik görüntüleri
alınmış ve en yüksek kesme parametreleri için delik çıkış bölgesinde oluşan
hasar tipleri incelenmiştir. Delaminasyon faktörü üzerinde en etkili parametre
delik giriş bölgesi için %46 katkı oranı ile kesme hızı,  çıkış bölgesi içinse %32,8 katkı oranı ile
ilerleme miktarı olmuştur. Özellikle delik çıkış bölgesinde oluşan hasar
tipleri delaminasyon, kesilmemiş elyaf ve parçalanma olduğu görülmüştür.

Kaynakça

  • Arunkumar, M.P. Pitchaimani, J. Gangadharan, K.V. Lenin Babu M.C. (2016) Influence of nature of sandviç on vibro acoustic behavior of sandwich aerospace structures, Aerospace Science and Technology, 56, 155–167.doi:10.1016/j.ast.2016.07.009
  • Çelik, A.Lazoglu, I. Kara, A. Kara, F. (2015) Investigation on the performance of SiAlON ceramic drills onaerospace grade CFRP composites, Journal of Materials Processing Technology, 223, 39–47. doi:10.1016/j.jmatprotec.2015.03.040
  • Dharan, C.K.H. Won, M.S. (2000), Machining parameters for an intelligent machining system for composite laminates, International Journal of Machine Tools and Manufacture., 40, 415–426. doi:10.1016/S0890-6955(99)00065-6
  • Eshetu, D. Eneyew, Ramulu,M. (2014) Experimental study of surface quality and damage when drilling unidirectional CFRP composites, Journal of Materials Research and Technology, 3, 354–362. doi:10.1016/j.jmrt.2014.10.003
  • Gaitonde, V.N. Karnik, S.R. Campos Rubio, J. EstevesCorreia, A. Abrao A.M. and Davim, J. P. (2011) A study aimed at minimizing delamination during drilling of CFRP composites, Journal of Composite Materials, 45(22), 2359–2368. doi:10.1177/0021998311401087
  • Gaitonde, V.N. Karnik, S.R. Campos Rubio, J. EstevesCorreia, A. Abrão, A.M. Davim, J.P. (2008) Analysis of parametric influence on delamination in highspeed drilling of carbon fiber reinforced plastic composites, Journal of Materials Processing Technology, 203, 431–438. doi:10.1016/j.jmatprotec.2007.10.050
  • Grilo, T.J. Paulo, R.M.F. Silva, C.R.M. Davim, J.P. (2013) Experimental delamination analyses of CFRPs using different drill geometries, Composites: Part B, 45, 1344–1350. doi:10.1016/j.compositesb.2012.07.057
  • Karpat, Y. Değer, B. Bahtiyar, O. (2012) Drilling thick fabric woven CFRP laminates with double point angle drills, Journal of Materials Processing Technology, 212, 2117– 2127. doi:10.1016/j.jmatprotec.2012.05.017
  • Khoran, M. Ghabezi, P. Frahani, M. Besharati, M. K. (2015) Investigation of drilling composite sandwich structures, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 76(9), 1927–1936. doi:10.1007/s00170-014-6427-x
  • Krishnaraj, V. Prabukarthi, A. Ramanathan, A. Elanghovan, N. Senthil Kumar, M.Zitoune, R., Davim, J.P., (2012) Optimization of machining parameters at high speed drilling of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) laminates, Compos.: Part B, 43, 1791–1799. doi:10.1016/j.compositesb.2012.01.007
  • Krishnamoorthy, A., RajendraBoopathy, S., Palanikumar, K., Davim J.P., (2012) Application of grey fuzzy logic for the optimization of drilling parameters for CFRP composites with multiple performance characteristics, Measurement, 45,1286–1296. doi:10.1016/j.measurement.2012.01.008
  • Marques, A.T.Duraõ, L.M., Magalhaes, A.G. Silva, J.F. Tavares, J.M.R.S. (2009) Delamination analysis of carbon fibre reinforced laminates: evaluation of a special step drill, Composites Science and Technology, 69, 2376–2382. doi:10.1016/j.compscitech.2009.01.025
  • MohdAriffin, M. K. A. Mohd Ali, M. I. Sapuan, S. M. Ismail, N. (2009) An optimise drilling process for an aircraft composite structure using design of experiments, Scientific Research and Essay, 4, 1109-1116.
  • Sharma, S.C. Krishna, M.Narasimha Murthy, H.N. (2006) Delamination During Drilling in Polyurethane Foam Composite Sandwich Structures, Journal of Materials Engineering and Performance, 15, 306-310. doi:10.1361/105994906X108710
  • Vinson, J. R. (2001) Sandwich structures, American Society of Mechanical Engineers, 54, 201-215.doi:10.1115/1.3097295
  • Xu, J. An, Q. Chen, M. (2014) A comparative evaluation of polycrystalline diamond drills in drilling high-strength T800S/250F CFRP, Composite Structures, 117, 71–82. doi:10.1016/j.compstruct.2014.06.034
Toplam 16 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Konular Mühendislik
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

Abdil Kuş

Ergün Ekici

Yayımlanma Tarihi 28 Aralık 2017
Gönderilme Tarihi 30 Eylül 2016
Kabul Tarihi 2 Kasım 2017
Yayımlandığı Sayı Yıl 2017 Cilt: 22 Sayı: 3

Kaynak Göster

APA Kuş, A., & Ekici, E. (2017). SANDVİÇ KOMPOZİTLERİN DELİNMESİNDE DELAMİNASYON FAKTÖRÜNÜN İNCELENMESİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 22(3), 153-162. https://doi.org/10.17482/uumfd.372451
AMA Kuş A, Ekici E. SANDVİÇ KOMPOZİTLERİN DELİNMESİNDE DELAMİNASYON FAKTÖRÜNÜN İNCELENMESİ. UUJFE. Aralık 2017;22(3):153-162. doi:10.17482/uumfd.372451
Chicago Kuş, Abdil, ve Ergün Ekici. “SANDVİÇ KOMPOZİTLERİN DELİNMESİNDE DELAMİNASYON FAKTÖRÜNÜN İNCELENMESİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 22, sy. 3 (Aralık 2017): 153-62. https://doi.org/10.17482/uumfd.372451.
EndNote Kuş A, Ekici E (01 Aralık 2017) SANDVİÇ KOMPOZİTLERİN DELİNMESİNDE DELAMİNASYON FAKTÖRÜNÜN İNCELENMESİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 22 3 153–162.
IEEE A. Kuş ve E. Ekici, “SANDVİÇ KOMPOZİTLERİN DELİNMESİNDE DELAMİNASYON FAKTÖRÜNÜN İNCELENMESİ”, UUJFE, c. 22, sy. 3, ss. 153–162, 2017, doi: 10.17482/uumfd.372451.
ISNAD Kuş, Abdil - Ekici, Ergün. “SANDVİÇ KOMPOZİTLERİN DELİNMESİNDE DELAMİNASYON FAKTÖRÜNÜN İNCELENMESİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 22/3 (Aralık 2017), 153-162. https://doi.org/10.17482/uumfd.372451.
JAMA Kuş A, Ekici E. SANDVİÇ KOMPOZİTLERİN DELİNMESİNDE DELAMİNASYON FAKTÖRÜNÜN İNCELENMESİ. UUJFE. 2017;22:153–162.
MLA Kuş, Abdil ve Ergün Ekici. “SANDVİÇ KOMPOZİTLERİN DELİNMESİNDE DELAMİNASYON FAKTÖRÜNÜN İNCELENMESİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 22, sy. 3, 2017, ss. 153-62, doi:10.17482/uumfd.372451.
Vancouver Kuş A, Ekici E. SANDVİÇ KOMPOZİTLERİN DELİNMESİNDE DELAMİNASYON FAKTÖRÜNÜN İNCELENMESİ. UUJFE. 2017;22(3):153-62.

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr