Havacılık uygulamalarında kullanılan farklı otoklav dışı vakum infüzyon tekniklerinin incelenmesi ve inovatif alternatif bir infüzyon modelinin geliştirilmesi: Dinamik infüzyon prosesi (DIP)

Havacılık, uzay ve savunma sanayilerinde sürekli fiber takviyeli ileri kompozit malzemelerin geleneksel mühendislik malzemelerin yerine kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Bunun nedeni, ileri kompozit malzemelerin, özgül dayanç ve özgül rijitlik (stiffness) gibi özelliklerinin geleneksel mühendislik malzemelerine kıyasla daha üstün olmasıdır. Yukarıda bahsedilen bu sektörler için üretilen polimer matrisli kompozit malzemelerin üretiminde en yaygın kullanılan yöntem otoklav ile kompozit üretimidir. Öte yandan, otoklavların ilk yatırım ve işletme maliyetleri diğer ileri kompozit malzeme üretim yöntemlerine göre oldukça fazladır. Otoklav süreci kesikli (batch) bir süreç olduğundan, otoklav boyutu arttıkça parça yükleme ve boşaltma döngüleri üretim hızında dar boğaza neden olmaktadır. Bu nedenle, literatürde Otoklav Dışı (Out of Autoclave) üretim yöntemlerinin geliştirilmesi üzerine yapılan çalışmalar son yıllarda ivme kazanmıştır. Bu doktora tezi çalışması kapsamında, CAPRI ve SCRIMP gibi kendini kanıtlamış yöntemlere bir alternatif olabileceği öngörülen Vakum İnfüzyon Tekniğinin bir türevi Dinamik İnfüzyon Prosesi (DIP) karbon fiber takviyeli kompozitlerin üretimi için önerilmiştir. Ayrıca polimer esaslı karbon fiberlerin fiber hacim oranının hesaplanmasında TGA kullanımını esas alan yeni bir yöntem geliştirilmiş ve literatürde çok kullanılan optik esaslı ve yaş kimya asit sindirme analizine dayalı metotların kullanımı ile elde edilen veriler ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak önerilen bu tekniğin hem hassasiyet hem de analiz süresi açısından diğer tekniklerden daha iyi olduğu deneysel olarak ispatlanmıştır. Sonrasında üretim tekniklerinin kompozitlerin nihai mekanik özelliklerine etkisi 3 nokta eğme testi esas alınarak irdelenmiştir. Bu tez kapsamında geliştirilen kullanılması önerilen DIP tekniğinin bu tez kapsamında yapılan teorik ve deneysel çalışmalar ışığında özgün bir yaklaşım olduğunu ve parça geometrisinin kompleksliğinden bağımsız olarak havacılık uygulamalarında kullanılabilecek kalitede kompozit parçalar üretme potansiyeline sahip olduğu sonucuna varılmıştır.