Cam Elyaf Takviyeli Polimer Kompozitlerin Delmesinde Takım Çapının İtme Kuvveti ve Titreşim Üzerindeki Etkisinin Araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, CETP (Cam Elyaf Takviyeli Polimer) kompozit malzemenin delinmesinde takım çapının oluşan itme kuvveti ve titreşim üzerine etkileri incelenmiştir. Bu amaçla CETP plaka diğer delme parametreleri sabit tutularak 5, 7,5 ve 10 mm çapında takımlarla delinmiştir. Delme süresince itme kuvveti ve titreşim ölçümü yapılmıştır. Elde edilen verilerin istatistiksel analizi sonucunda takım çapının artışı ile itme kuvvetinin arttığı ve titreşimin azaldığı görülmüştür. Ayrıca daha yüksek çaplarda takımın daha düşük salınım gösterdiği ve kararlı bir delme işlemi yaptığı tespit edilmiştir. Çalışmanın, CETP kompozit malzemelerde uygun delik kalitesini sağlayacak takım çapı seçimi için yol gösterici olması beklenmektedir. Bununla birlikte itme kuvveti ve titreşimin olumsuz etkilerini tespit noktasında araştırmacılara destek sunacaktır.

Keywords

• Delme
• Takım çapı
• İtme kuvveti
• Titreşim

Investigation of the Effect of Tool Diameter on Thrust Force and Vibration in Drilling Glass Fiber Reinforced Polymer Composites

Abstract

In this study, the effects of tool diameter on thrust force and vibration in drilling of GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) composite material were investigated. For this purpose, GFRP composite plate was drilled with 5, 7.5 and 10 mm diameter tools while keeping other drilling parameters constant. During drilling, thrust force and vibration measurements were made. As a result of the statistical analysis of the obtained data, it was seen that the thrust force increased and the vibration decreased with the increase in the tool diameter. In addition, it was determined that the tool showed lower oscillation at higher diameters and made a stable drilling process. It is expected that the study will guide the selection of the tool diameter that will provide the appropriate hole quality in GFRP composite materials. In addition, it will provide support to researchers in detecting the negative effects of thrust force and vibration.

Keywords

• Drilling
• Tool diameter
• Thrust force
• Vibration

References

1. Basmacı G, Yörük AS. 2020. Karbon fiber takviyeli kompozit malzemenin kuru ve kriyojenik şartlarda delinebilirliğinin deneysel araştırılması. Mehmet Akif Ersoy Üniv Fen Bil Enst Derg, 11(2): 164-175.
2. Başar G, Fedai Y, Akın HK. 2020. Kompozit malzemelerin delme işleminde itme kuvvetinin taguchi metodu ile optimizasyonu ve regresyon analizi ile tahmini. Çukurova Üniv Müh-Mim Fak Derg, 35(4) 969-982.
3. Bayraktar S. 2018. Assessment of cutting performance on drilling with different drilling methods of fiber reinforced polymer composites: A literature review. J Fac Eng Arch Gazi Univ, 33(2): 609-626.
4. Bilge T, Motorcu AR, Ivanov A. 2017a. Kompakt laminant kompozit malzemenin tungsten karbür takımlarla delinmesinde delaminasyon faktörünün değerlendirilmesi. Pamukkale Üniv Müh Bil Derg, 23(4): 427-436.
5. Bilge T, Motorcu AR, Ivanov A. 2017b. Kompakt laminatın delinmesinde boyutsal tamlık için delme parametrelerinin gri ilişkisel analiz ile optimizasyonu. Uluslararası Teknol Bil Derg, 9(2): 1-22.
6. Bilge T, Motorcu AR. 2017. Kompakt laminat kompozitlerin parmak freze ile delinmesinde takım aşınmasının yüzey pürüzlülüğü ve boyutsal tamlık üzerine etkileri. İleri Teknol Bil Derg, 6(3): 180-192.
7. Çelik YH, Kılıçkap E. 2012. G10 Epgc 201 kompozit malzemenin delinmesinde oluşan deformasyona etki eden parametrelerin araştırılması. 3. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, 04-05 Ekim 2012, Ankara, Türkiye, pp: 206-211.
8. Gaga LA, Dilibal S. 2020. Havacılık alanında kullanılan karbon prepreg kompozit malzemelerin talaşlı imalatını etkileyen paremetrelerin incelenmesi. Int J 3D Printg Technol Digital Industry, 4 (3): 225-238. DOI: 10.46519/ij3dptdi.817343.

9. Guibert N, Paris H, Rech J. 2008. A numerical simulator to predict the dynamical behavior of the self-vibratory drilling head. Int J Machine Tools Manufact, 48(6): 644-655.
10. Hussein R, Sadek A, Elbestawi MA, Attia MH. 2018. Low-frequency vibration-assisted drilling of hybrid KETP/Ti6Al4V stacked material. Int J Adv Manufact Technol, 98(9): 2801-2817.
11. Hussein R, Sadek A, Elbestawi MA, Attia MH. 2019. An investigation into tool wear and hole quality during low-frequency vibration-assisted drilling of KETP/Ti6Al4V stack. J Manufact Mater Proces, 3(3): 63.
12. Kalidas VK, Abu Hassan SB, Chadalavala H. 2022. A Comparative study on drill tool effect on vibration and delamination characteristics of FRPs. J Nat Fibers, 19(16): 13943-13957.
13. Karaca F. 2016. Cam elyaf takviyeli plastik kompozitlerde delme parametrelerinin deformasyon faktörüne etkisinin araştırılması. Fırat Üniv Müh Bil Derg, 28(2): 23-27.
14. Kavad BV, Pandey AB, Tadavi MV, Jakharia HC. 2014. A review paper on effects of drilling on glass fiber reinforced plastic. Procedia Technol, 14: 457-464.
15. Kırhasanoğlu EÖ, Turgut Y. 2021. Karbon elyaf takviyeli kompozitlerin istifli delinmesinde delik çıkış hasarının deneysel araştırılması. Gazi Müh Bil Derg, 7(2): 152-159.
16. Li C, Xu J, Chen M, An Q, El Mansori M, Ren F. 2019. Tool wear processes in low frequency vibration assisted drilling of KETP/Ti6Al4V stacks with forced air-cooling. Wear, 426: 1616-1623.
17. Meral G, Dilipak H, Sarıkaya M. 2011. Aısı 1050 malzemenin delinmesinde ilerleme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğünün regresyon metoduyla modellenmesi. TÜBAV Bil Derg, 4(1): 31-41.
18. Okay F, Islak S. 2021. Alüminyum matrisli bor karbür takviyeli kompozit malzemeye uygulanan delik delme işleminde kesme parametrelerinin etkileri. İmalat Teknol Uyg, 2(1): 14-22.
19. Özdemir B, Yardimeden A, Bahce E, Kilickap E, Emir E. 2023. Analysis of drilling behaviour in jute fibres reinforced natural composites. J Nat Fibers, 20(1): 2159608.
20. Seeholzer L, Voss R, Marchetti L, Wegener K. 2019. Experimental study: comparison of conventional and low-frequency vibration-assisted drilling (LF-VAD) of KETP/aluminium stacks. Int J Adv Manufact Technol, 104(1): 433-449.
21. Svinth CN, Wallace S, Stephenson DB, Kim D, Shin K, Kim HY, Kim TG. 2022. Identifying abnormal KETP holes using both unsupervised and supervised learning techniques on ın-process force, current, and vibration signals. Int J Prec Eng Manufact, 23(6): 609-625.
22. Yardimeden A, Kilickap E, Celik YH. 2014. Effects of cutting parameters and point angle on thrust force and delamination in drilling of CFRP. Mater Test, 56(11-12): 1042-1048.
23. Yenigun B, Kilickap E. 2021. Influence of hole quality on fatigue life of drilled CFRP with the different ply orientation angle. J Brazilian Soc Mechanical Sci Eng, 43: 1-14.