Havacılık uygulamalarında 3b yazılmış frekans seçici yüzey yapılarının geliştirilmesi ve karakterizasyonu

Malzeme kütüphanelerinde yeterli sayıda kayıtlı veri/bilgi olmamasından dolayı 3B baskılı malzemeler havacılık ve uzay uygulamalarında kullanılmamaktadır. Ancak, gelecekte yapılacak havacılık ve uzay projelerinde daha sık kullanılmalarına dair yüksek bir potansiyele sahip ürünlerdir. Hızlı ve düşük maliyetli üretimlerinden dolayı teknolojideki gelişimlerle beraber eklemeli imalat yöntemleri büyük dikkat çekmeye başlamıştır. En hızlı ve en ucuz eklemeli imalat yöntemleri Fused Deposition Modeling (FDM) ile genelde üretilen 3D-baskılı polimerlerdir. Diğer yaygın 3D Yazıcılar Stereolithographic Apparatus (SLA) ve Selective Laser Sintering (SLS)'dir. Bu çalışmada ulaşılmak istenen başlıca hedef, 2 farklı yöntem ile antenden kaynaklanan Radar Kesit Alanının düşürülmesi. İlk yaklaşım, anten radomu üzerinde metamalzeme ve frekans seçici yüzey yapılarının kombinasyonunu birlikte kullanmaktır. Bu şekilde frekans seçici yüzey, diğerlerini yansıtırken belirli frekansların geçmesine izin veren bant geçiren filtreleme özelliği sağlayacaktır. Ek olarak, metamalzeme yapısı elektromanyetik bir soğurucu görevi görür, böylece yansıyan sinyallerin bir kısmı sönümlenir ve daha düşük Radar Kesiti elde edilir. İkinci yaklaşım, antenin metalik zemin düzleminin, aynı zamanda azaltılmış bir radar kesitine neden olan elektromanyetik soğuran bir köpükle desteklenen ve bir bant durdurma filtresi görevi gören frekans seçici bir yüzeyle değiştirilmesiyle ilgilidir. Metamalzeme ve frekans seçici yüzeylerin tümü periyodik yapılardan ve bir dielektrik substrattan yapılır. Bu çalışmada, bu periyodik yapıların substratı olarak 3D baskılı malzemeler kullanılmış ve radar kesitinin azaltılması açısından performansları karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada, elektromanyetik ve çekme test numunelerinin çoğunu üretmek için FDM seçilmiştir ve SLA yöntemi ile de elektromanyetik ve çekme test numuneleri üretilmiştir. 3 boyutlu parça üretimi için SLA yöntemi ile yalnızca bir tip reçine kullanılmıştır, bu ANYCUBIC temel reçinedir. FDM ile farklı farklı 3B yazıcı termoplastik filament türleri kullanılmaktadır, bunlar PLA (Polylactic Acid), ULTEM9085 FR (PEI Polyertherimide alev geciktirici), PC (Polycarbonate) ve NYLON6-FR (Polyamide6 alev geciktirici)'dır. Farklı raster ve dolgu yönelimlerine sahip numunelerin 3B baskılarından sonra, bu numunelerin mekanik dayanımları karakterize edilmiştir. Çekme kuvveti üzerine çalışılmış ve mekanik testler gerçekleştirilmiştir. Mekanik testlere ek olarak, çok katmanlı frekans seçici yüzeyler (FSS) ve metamalzemeler (MTM) olarak ilgili raster ve dolgu yönelimlerine bağlı olarak üretilen numunelere elektromanyetik testler gerçekleştirildi. En son olarak belli bir seviye elektro manyetik soğurma ve radar kesit alanında düşüş elde edilmesi için, elektromanyetik karakterizasyon ve FSS geliştirilme çalışmaları gerçekleştirildi.