Konya Selçuklu Karbon Fiber Üretimi ve İleri Kompozit

Hassas Otomasyon Sistemlerinde Ağırlık Azaltma Senaryosu

Endüstriyel otomasyon alanında faaliyet gösteren yüksek hızlı paketleme makineleri ve robotik kartezyen hatlar, yüksek ivmelenme döngülerine maruz kalır. Bu mekanizmalarda alüminyum 7075 veya 6061 alaşımlı hareketli kolların kullanılması, yüksek eylemsizlik momenti (atalet) oluşturarak servo motor sürücülerinde aşırı ısınmaya ve pozisyonlama hassasiyetinde sapmalara yol açar. Örnek bir projede, dakikada 140 çevrim gerçekleştiren 1800 mm boyundaki bir delta robot kolunun dinamik yükler altındaki sapma payı incelenmiştir. Mevcut alüminyum profil konstrüksiyonu, döngü sonlarında ±0,4 mm esneme yaparak montaj toleranslarının dışına çıkmaktaydı.

Hassasiyeti korumak ve çevrim süresini düşürmek amacıyla parçanın kompozit mühendisliği ile yeniden tasarlanması hedeflenmiştir. Hedeflenen parametreler; toplam eylemsizlik momentinin %45 azaltılması, rijitliğin korunması ve dinamik yorulma dayanımının en az 10 milyon çevrime çıkarılması olarak tanımlanmıştır. Bu gereksinimler ışığında, Karbon Fiber Üretimi Hizmetleri kapsamında çok eksenli gerilme analizleri başlatılmıştır.

Uygulanan Çözüm ve Teknik Yaklaşım

Yapısal analiz aşamasında sonlu elemanlar yöntemi (FEA) kullanılarak eğilme ve burulma yüklerinin dağılımı haritalandırılmıştır. Kritik burulma bölgelerinde 45 derecelik açılarla konumlandırılan bi-aksiyel kumaşlar, eksenel çekme ve basma gerilmelerini karşılamak amacıyla 0 derece doğrultusundaki tek yönlü (UD) prepreg katmanlarla desteklenmiştir. Tasarlanan kompozit kol yapısı, sandviç panel geometrisi yerine monokok bir boru profil formuyla optimize edilmiştir.

Kalıp hazırlığı aşamasında, termal genleşme katsayısı (CTE) sıfıra yakın olan özel alaşımlı alüminyum kalıp blokları işlenmiştir. Bu süreçte Selçuklu CNC Kalıp İmalatı Hizmetleri standartlarında tolerans payı 0,02 mm altında tutulmuştur. İmalat aşaması ise Ankara Ostim OSB'de bulunan merkez tesislerimizde yer alan otoklav ünitesinde gerçekleştirilmiştir. Yüksek sıcaklık epoksi reçine sistemi ile emprenye edilmiş T700 sınıfı karbon elyaflar, vakum torbalama tekniği altında 120 °C sıcaklıkta ve 6 bar basınçta 180 dakika boyunca kürlenmiştir. Bu işlem sonucunda parça içi hava boşluğu (void content) oranı %0,5 seviyesinin altına düşürülmüştür.

Sertleşen yapıların metal bağlantı arayüzleri, korozyon riskini engellemek için cam elyaf izolasyon katmanı eklenerek titanyum insertler ile hibrit biçimde birleştirilmiştir. Birleştirme yüzeylerinde yüksek kayma mukavemetine sahip havacılık sınıfı epoksi yapıştırıcılar kullanılmış ve 80 °C'de ikincil kürlemeye tabi tutulmuştur.

Dinamik Testler ve Elde Edilen Sonuçlar

Üretimi tamamlanan parçalar, titreşim ve darbe testlerine tabi tutulmuştur. Üç eksenli lazer deplasman sensörleri ile yapılan ölçümlerde, 195 döngü/dakika çalışma temposunda dahi kol ucu sapma miktarı ±0,05 mm aralığında kalarak kabul edilebilir tolerans limitini fazlasıyla karşılamıştır. Eylemsizlik momentindeki %65'lik düşüş, tahrik motorlarının güç tüketiminde %22 tasarruf sağlamış ve sistem ivmelenme eğrilerini belirgin ölçüde dikleştirmiştir.

Mekanik gerilim döngü testlerinde parça, öngörülen 10 milyon devir sınırını mikroskobik delaminasyon veya mikro çatlak oluşumu göstermeksizin tamamlamıştır. Parçanın ultrasonik tahribatsız muayene (NDT) kontrolleri sonucunda elyaf yönelimlerinin tasarım aşamasındaki sonlu elemanlar modeliyle birebir örtüştüğü raporlanmıştır. Ankara Ostim tesislerimizden lojistik güzergahlar üzerinden sevk edilen parçalar, hatta takılarak tam randımanla devreye alınmıştır.

Bölgesel Makine ve Savunma Sanayisinde Kompozit Entegrasyonu

İç Anadolu sanayisinde özellikle takım tezgahları, tarım teknolojileri ve insansız kara/hava aracı projelerinde hafiflik ve dayanım gereksinimleri giderek artmaktadır. Bölgedeki imalatçılar, konvansiyonel çelik ve döküm alaşımların getirdiği yüksek ağırlık sorununu aşmak adına ileri kompozit çözümlere yönelmektedir. Söz konusu uygulamalarda mekanik tasarım ve malzeme karakterizasyonu kritik önem taşır; zira doğru elyaf yönelimi kurgulanmadığında kompozit yapılar beklenen dinamik rijitliği sunamaz.

Tasarımdan nihai üretime kadar olan zincirde Selçuklu Ar-Ge ve Mühendislik Çözümleri entegrasyonu, prototipleme maliyetlerini en aza indirir. Ankara Ostim OSB'deki fırınlama, otoklav ve otomasyonlu serim altyapımız, bölgesel sanayi aktörlerinin spesifik toleranslı parça ihtiyaçlarına yanıt verir. Bölgesel ölçekte Konya geneli Karbon Fiber Üretimi Hizmetleri ihtiyaçlarında olduğu gibi, parça bazlı reçine formülasyonları ve elyaf katman mimarisi doğrudan çalışma koşullarına (sıcaklık, kimyasal temas, UV maruziyeti) göre tayin edilmektedir.