Kızılötesi ısıtma ile kürlenen karbon fiber katkılı kompozit malzemede taguchi yöntemi kullanılarak optimum kür çevriminin belirlenmesi

Kompozit malzemeler endüstride yüksek mekanik özellikler ve düşük ağırlık gerektiren birçok ileri uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Önceden reçine emdirilmiş karbon elyaflardan oluşan prepreg denilen kompozit malzemeler yaygın olarak havacılık ve uzay sanayi gibi en ileri uygulamalarda bir sıcaklık ve basınç fırını olan otoklav yöntemi üretilmektedirler. Fakat otoklavın hem ilk yatırım maliyetleri hem de işletme giderleri yüksek olduğu için birim ürün maliyetleri çok yüksek çıkmaktadır. Bu yüzden otoklav dışı ileri üretim yöntemi araştırmaları polimer matrisli kompozit malzemeler alanına önde gelen çalışma konularından biridir. Bu çalışmada, otoklav dışı alternatif üretim yöntemlerinden biri olan kızılötesi ile üretim yönteminde optimum kür çevriminin belirlenmesi amaçlanmıştır. Kızılötesinin elektromanyetik dalgalarla hacimsel ısıtma yapması, hızlı ısıtma yapabilmesi, homojen ve otoklava göre daha kontrollü bir ısıtma yapabilmesi gibi potansiyel avantajları vardır. Çalışmada, bu avantajların, daha hızlı bir kürlenme sağlayarak işlem süresini kısaltıp kısaltamayacağı belirlenmiş, çekme mukavemetini maksimum yapacak optimum ısıtma hızı, maksimum sıcaklık ve maksimum sıcaklıkta kalma süresi (plato süresi) Taguchi metodu kullanılarak belirlenmiştir. Sonuçlar malzemenin teknik verileri ile ve optimum kızılötesi için belirlenen optimum kür çevrimi ile otoklavda üretilen numune ile karşılaştırılmıştır. Optimum kür çevrimine göre yapılan testler sonucu çekme mukavemeti değeri, doğrulama testleri öncesi yapılan kızılötesi kür çevrimi sonuçlarının en yüksek olanından %6,2 daha yüksek çıkarken, malzemenin teknik malzeme raporunda otoklavda üretim için verilen çekme mukavemeti değerinden %18,8 daha yüksek çıkmıştır. Bunun yanında, otoklav için önerilen kür çevrimi toplam 130 dk iken, kızılötesi için önerilen optimum kür çevrimi 85 dk'dır. Dolayısıyla kür çevrimi süresi 45 dk kısaltılarak %35 oranında zamandan tasarruf edilmiştir.