Flow enhancement method in VARTM and strain-controlled compaction characterization for process modeling

RTM ve VARTM imalat yöntemleri, kompozit parçalar üretmek için yaygın olarak kullanılan imalat yöntemleridir. Bu doktora tezinde, her iki imalat yönteminin süreç modellerini ve üretim teknolojilerini geliştirmek için; malzeme karakterizasyonu prosedürleri ve özgün bir imalat yöntemi geliştirmek amaçlanmıştır. Özgün bir sıkıştırma karakterizasyonu deney düzeneği kullanılarak; basınç- ve gerilme-kontrol yaklaşımlarındaki benzerlikler ve farklılıklar, karakterizasyon deneyinin relaksiyon evresinde sıkıştırma basıncı seviyesinin etkisi ve temel döngü öncesi uygulanan hacim azaltma döngülerinin E-cam elyaf dokuma üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Her iki kontrol yöntemi karşılaştırıldığında yükleme ve boşaltma evrelerinde önemli bir fark gözlenmemesine rağmen; yerleşme ve relaksiyon evrelerinde basınç-kontrolü yaklaşımın kalınlık yerleşmesinin ve relaksiyonunun modellenmesini; gerilme-kontrollü yaklaşımın ise yük relaksiyonunun ve yerleşmesinin modellenmesini sağladığı gözlemlenmiştir. Kalıp dolum simülasyonları; kalıp dolum sürelerini ve kuru bölgelerin lokasyonlarını öngörebilir. VARTM yönteminin birleşmiş doğası nedeniyle geçirgenlik karakterizasyonuna ek olarak sıkıştırma karakterizasyonuna da ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tezde, alternatif bir yaklaşım; efektif VARTM elyaf geçirgenliğinin karakterize edilerek bu geçirgenlik değerinin ayrışmış RTM modelinde kullanılması sunulmuştur. Bu yaklaşım, mevcut yaklaşımdaki bir dizi deney yerine sadece bir deneye ihtiyaç duymaktadır. Deneysel ve simüle edilmiş kalıp dolumları makul sonuçlar vererek, bu yaklaşımının hızlı ve kabul edilebilir olduğunu göstermektedir. VARTM imalat yönteminden türetilmiş çeşitli imalat yöntemlerinin çözülmesi gereken sorunları bulunmaktadır. Bu tezde, Mıknatısla Reçine Akışı Geliştirme (MERF) imalat yöntemi sunulmuştur. MERF'in etkilerini gözlemlemek amacıyla; kalıp dolum deneyleri yapılmıştır. Kalıp dolum deneyleri; MERF'in, kalıp dolum süresini VARTM imalat yöntemi ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde azalttığını göstermektedir (%42.8 oranında) ve bu yöntem reçine akış hızını bölgesel olarak arttırarak, düzensiz reçine akışını daha düzenli bir hale getirebilme kapasitesine sahiptir.