Bükülmüş tabakalı kaplama kereste üretiminde termo-mekanik yoğunlaştırma uygulanması ve mekanik özellikler üzerine etkisi

Bu çalışma kapsamında yüksek sıcaklık ve basınca ihtiyaç duyulan termo mekanik (TM) yoğunlaştırma, laminasyon ve bükme işlemleri birlikte kullanılarak, Kavak kaplamalardan yoğunlaştırılmış ve bükülmüş-yoğunlaştırılmış tabakalı kaplama kereste (yTKK ve byTKK) üretilebilirliği incelenmiştir. Bu sayede, Kavak odununun mekanik özellikleri iyileştirilerek yeni kullanım alanlarının bulunması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda öncelikle, yTKK ve byTKK'lerin nasıl üretileceği sorusuna cevap aranmıştır. Sağlayabileceği birçok avantajdan ötürü çalışmanın ilk aşamasında, vakum preste önceden yoğunlaştırılmış kaplamalardan yTKK ve/veya byTKK üretimi (ayrık yöntem) üzerinde durulmuştur. Bunun için, düşük pres basıncının yoğunlaştırılmış Kavak kaplamalardan üretilen yTKK'nin yapışma dayanımı üzerine etkisi incelenmiştir. Bu çalışmada, I-214 klonu Melez Kavak (Populus Euramericana cv.) kaplamalar %50, 75 ve 100 olmak üzere üç farklı seviyede sıkıştırılmıştır. Bu kaplamalardan, üre formaldehit (ÜF) ve polivinil asetat (PVAc) yapıştırıcıları kullanılarak, 0,25, 0,50 ve 0,75 N/mm2 basınç altında yTKK'ler üretilmiştir. Sonuç olarak yoğunlaştırılma işleminin yapışma dayanımına olumlu etkisi olduğu, ancak pres basıncı düştükçe yapışma dayanımının da düştüğü gözlemlenmiştir. Diğer yandan, yüksek üretim maliyetleri, uzun işlem süresi ve ön yoğunlaştırma işlemi sonucu yükselen eğilmede elastikiyet modülü (EEM) nedeniyle bükmede yaşanabilecek güçlüklerde dikkate alındığında, ayrık yöntem ikinci plana itilmiş ve birleştirilmiş yöntemin denenmesi kararlaştırılmıştır. İkinci aşamada TM yoğunlaştırma ile laminasyon işlemleri birleştirilerek yTKK üretilmiş ve mekanik özellikleri en iyi yapacak üretim koşulları belirlenmiştir. Bu amaçla Taguchi tabanlı gri ilişkisel analiz kullanılarak yTKK üretiminde sıkıştırma oranı, pres sıcaklığı, pres süresi ve yapıştırıcı miktarı için en uygun seviyeler belirlenmiştir. yTKK'ler, Samsun klonu (I 77/51) Amerikan Kavağı (Populus deltoides) kaplamalardan, ÜF ve fenol formaldehit (FF) yapıştırıcıları kullanılarak üretilmiştir. Çalışma sonucunda, mekanik özellikler üzerine en etkili üretim faktörlerinin sıkıştırma oranı ve pres süresi olduğu belirlenmiştir. En iyi sonuçlar %50 sıkıştırma oranında, ÜF için 3 dakika, FF için ise 7 dakika yoğunlaştırılan yTKK'lerde elde edilmiştir. Mekanik özelliklerdeki %71'e varan iyileşmelerin yanında, üretim süresini ve maliyetleri azaltma potansiyelinden dolayı byTKK üretiminde birleştirilmiş yöntemin kullanılmasının uygun olacağı kararlaştırılmıştır. Çalışmanın son aşamasında ise TM yoğunlaştırma, laminasyon ve bükme işlemleri birleştirilerek Samsun (I-77/51) klonu Amerikan Kavağı (Populus deltoides) kaplamalardan byTKK üretilmiştir. Çalışma kapsamında, üretilen byTKK'lerin statik yükler altındaki moment taşıma kapasitesi ve rijitlikleri belirlenmiş ve yapıştırıcı türü, kaplama kalınlığı ve pres sıcaklığı gibi üretim parametreleri optimize edilmiştir. Son olarak en iyi sonuçların elde edildiği byTKK^lar ile kontrol numuneleri tekrar eden yüklerin altındaki yorulma dayanımlarına göre karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, mekanik özellikler üzerine en etkili üretim faktörünün kaplama kalınlığı olduğu ve kalınlık arttıkça çoklu performansın kötüleştiği belirlenmiştir. En iyi sonuçlar ÜF yapıştırıcısı, 1,8 mm kaplama kalınlığı ve 150 ⁰C pres sıcaklığı kullanıldığında elde edilmiştir. Uygulanan yöntemle, Kavak kontrol grubuna kıyasla diyagonal basmada moment taşıma kapasitesinde %63 oranında iyileşme elde edilirken, diyagonal açmada moment direncinde sınırlı düzeyde artış (%25) gözlemlenmiştir.