Karbon fiber takviyeli plastik kompozitlerin ince film kaplamalı karbür takımlar ile işlenebilirliğinin araştırılması

Karbon fiber takviyeli plastik (CFRP) kompozitler sahip oldukları yüksek taşıma kapasitesi, yüksek mukavemet, yüksek rijitlik, düşük yoğunluk ve hafiflik gibi üstün özelliklerinden dolayı, uzay, havacılık ve otomotiv endüstrilerinde sıklıkla kullanım alanı bulmaktadır. CFRP kompozitlerin aşındırıcı yapısından dolayı frezeleme işlemlerinde kullanılan kesici takımlar; kısa süreli çevrim süreçlerinde aşınma hasarları sonucunda ekonomik ömürlerini tamamlamaktadır. Takım aşınması ile birlikte CFRP kompozit malzemelerde delaminasyon, fiber kırılması, kesilmemiş fiber ve yüzey pürüzlülüğü gibi problemler ortaya çıkmaktadır. Yüzey kalitesinin parça özelliklerini birincil derecede etkilediği başta havacılık endüstrisi ve diğer ilgili sektörlerde optimum niteliklerin sağlanması büyük önem arz etmektedir. Gerçekleştirilen tez çalışmasının amacını, CFRP kompozitlerin çevresel (kenar) frezelenmesinde karbür kesici takımların yüzeylerinin PVD (Fiziksel Buhar Biriktirme) yöntemi kullanılarak farklı nitrür esaslı bileşiklerle kaplanarak aşınma dayanımlarının ve kesme performanslarının artırılması oluşturmaktadır. Ayrıca yüzeyi PVD yöntemi ile farklı nitrür esaslı bileşiklerle kaplanan kesici takımların, CFRP kompozitlerin işlenmesinde yüzey hassasiyeti ve ölçü tamlığı üzerine etkisinin araştırılmasını sağlamaktır. Bu çalışmada, kaplamasız karbür kesici takımlar, PVD kaplamalı nanotabakalı AlTiN/TiN, çok tabakalı nanokompozit TiAlSiN/TiSiN/TiAlN, tek tabakalı TiAlN ve TiN kesici takımlar kesme parametresi olarak 100, 200 ve 300 m/dak kesme hızları, 0,05-0,15 ve 0,25 mm/diş ilerleme oranları ve 1 mm sabit kesme genişliği değerleri kullanılarak test edilmiştir. Frezeleme deneylerinde elde edilen bileşke kesme kuvveti, ortalama yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması ve delaminasyon miktarları değerlendirilmiştir. Bunun yanı sıra, talaş kaldırma işleminden sonra kesici takımlar taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı spektrometre (EDS) ve elementel haritalama (mapping) görüntüleri alınarak kesici takım yüzeyindeki kaplamaların mikro yapısal incelemeleri ve ayrıntılı analizleri yapılmıştır. Elde edilen kesme kuvveti, ortalama yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınması sonuçlarına göre kesici takımlara uygulanan kaplama işlemlerinin kesici takımların işlenebilirlik performansını arttırdığı tespit edilmiştir.