Zeytinburnu Karbon Fiber Üretimi ve İleri Kompozit Mühendisliği

Endüstriyel üretim hatlarında ve yüksek dinamik yüklere maruz kalan mekanizmalarda, metal bileşenlerin özgül ağırlığı hat verimliliğini kısıtlayan temel etkenlerden biridir. Yüksek hızlarda çalışan otomasyon sistemlerinde atalet momentini düşürmek, titreşimi sönümlemek ve yorulma ömrünü uzatmak amacıyla ileri kompozit malzemelere geçiş zorunlu hale gelmektedir. Bu kapsamda, hafiflik ile yüksek eksenel rijitliği bir arada sunan mühendislik çözümleri kritik önem taşır.

Sistem Yaklaşımı ve İhtiyaç Analizi

Hassas tekstil ve ambalaj makineleri üreten bir firma, dakikada 140 çevrim hızında çalışan transfer kolu bileşeninde ciddi mekanik sorunlar yaşamaktaydı. Alüminyum 6061-T6 malzemeden işlenmiş olan mevcut parça, yüksek ivmelenme anında oluşan esnemeler ve rezonans nedeniyle frekans kaybına uğruyor, rulman yataklarında erken aşınmaya yol açıyordu.

Yapılan teknik incelemede mevcut alüminyum parçanın fiziksel ve mekanik sınırları şu şekilde tespit edilmiştir:

• Kütle: 12,8 kg (Yüksek atalet kütlesi)
• Doğal Frekans: 38 Hz (Sistem çalışma frekansına çok yakın, rezonans riski yüksek)
• Eğilme Rijitliği (Flexural Rigidity): 68 GPa
• Yorulma Limiti: 106 çevrim sonrası micro-crack (kılcal çatlak) oluşumu

Tasarım kriteri olarak; mevcut geometrik sınırlar korunarak parçanın ağırlığının en az %60 azaltılması, doğal frekansın 100 Hz üzerine çıkarılması ve burulma rijitliğinin artırılması hedeflenmiştir. Bu doğrultuda mimari yapı, sürekli elyaf takviyeli termoset matrisli kompozit olarak yeniden tasarlanmıştır.

Uygulanan Çözüm ve Teknik Yöntemler

Parçanın yapısal analizi, ANSYS ACP (Composite PrepPost) modülü kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Eksenel çekme ve eğilme yüklerinin yoğunlaştığı bölgelerde quasi-isotropic laminat dizilimi belirlenmiştir. Yapısal katmanlarda Torayca T700SC 12K yüksek mukavemetli karbon elyaf ve sertleştirici katkılı epoksi reçine sistemi seçilmiştir.

Laminasyon ve Kalıplama Prosesi

Proje kapsamında boyutsal kararlılığı sağlamak amacıyla Invar 36 alaşımlı kalıp tasarlanmıştır. Invar alaşımı, termal genleşme katsayısının (CTE) neredeyse sıfır olması sebebiyle otoklav kürlenme sürecinde parçada çarpılma ve iç gerilme oluşmasını engeller.

Üretim aşamaları sırasıyla şu adımlarla icra edilmiştir:

Prepreg Serimi: 200 g/m² 3K Twill ve 150 g/m² Unidirectional (UD) prepreg kumaşlar, belirlenen [0°/45°/-45°/90°]s simetrik katman dizilimine göre lazer projeksiyon desteğiyle kalıba yerleştirilmiştir.
1. Vakum Torbalama ve Debulking: Her 4 katman seriminden sonra 0,9 bar vakum altında sıkıştırma (debulking) yapılarak katmanlar arasındaki hava kabarcıkları tahliye edilmiştir.
2. Otoklav Curing (Kürlenme): Parça, 6 bar basınç ve 120°C sıcaklıkta 180 dakika boyunca kürlenmiştir. Isıtma ve soğutma rejimleri 1,5°C/dakika hızla kontrol edilerek matris içi termal gerilimler önlenmiştir.
3. 5 Eksen CNC Frezeleme: Otoklavdan çıkarılan ham parça, yüksek elmas kaplamalı freze uçları ile ISO 2768-m tolerans aralığında nihai ölçülerine getirilmiştir.

Benzer hassas imalat gereksinimleri için Zeytinburnu CNC Kalıp İmalatı Hizmetleri süreçlerinden faydalanılarak kalıp kalitesi en üst seviyede tutulmaktadır.

Elde Edilen Sonuçlar ve Performans Metrikleri

Üretimi tamamlanan karbon fiber transfer kolu, Tahribatsız Muayene (NDT) yöntemlerinden ultrasonik C-Scan ile taranmış ve yapıda hiçbir porozite (boşluk oranı

Yapılan bu dönüşüm sayesinde makinenin enerji tüketiminde %34 azalma sağlanmış, motor sürücülerine binen anlık pik akımları düşürülmüş ve mekanik ömür önemli ölçüde uzatılmıştır.

Sektörel Uygulamalar ve Bölgesel Çözümler

Hafifletme, yüksek korozyon direnci ve yapısal rijitlik talepleri endüstrinin genelinde her geçen gün artmaktadır. İleri kompozit parçaların sağladığı bu teknik avantajlar, otomotiv, havacılık, medikal cihazlar ve endüstriyel makine imalatı yapan işletmeler için doğrudan rekabet avantajı sunar.

Firmamız, Karbon Fiber Üretimi Hizmetleri kapsamında tüm mühendislik, tasarım ve simülasyon süreçlerini kendi bünyesinde yürütmektedir. İstanbul Zeytinburnu bölgesindeki sanayi tesisleri ve teknoloji odaklı girişimler için geliştirilen projelerin imalat ve enjeksiyon/otoklav süreçleri, Ankara Ostim OSB'de yer alan yüksek kapasiteli üretim tesisimizde gerçekleştirilmekte ve sevk edilmektedir.

Gelişmiş mühendislik altyapısı gerektiren projelerde Zeytinburnu Ar-Ge ve Mühendislik Çözümleri ile entegre çalışılarak, fikir aşamasından nihai teste kadar kapsamlı bir protokol uygulanmaktadır. Ayrıca çevredeki sanayi havzalarına da erişim sağlanmakta olup, Şişli Karbon Fiber Üretimi Hizmetleri gibi bölgesel taleplere de aynı yüksek kalite standartlarında karşılık verilmektedir. İstanbul Zeytinburnu lokasyonundaki saha operasyonlarınızda ihtiyaç duyduğunuz özel yapısal kompozit çözümleri için teknik ekibimizle iletişime geçebilirsiniz.