Karbon fiber takviyeli plastiklerin kuru ve kriyojenik işleme koşullarında frezelenmesi

Abstract

Bu çalışmada özellikle havacılık endüstrisinde yaygın kullanıma sahip olan karbon fiber takviyeli plastiklerin (CFRP) kuru ve kriyojenik koşullarda frezelenme performansı araştırılmıştır. Deneylerde üç farklı fener mili hızı (3000, 5500 ve 8000 dev/dk), üç farklı ilerleme hızı (500, 750 ve 1000 mm/dk) ve üç farklı talaş derinliği (2, 3 ve 4 mm) kesme parametreleri olarak kullanılmıştır. Taguchi L54 deney düzeneği kullanılarak toplamda 54 deney yapılmıştır. Frezeleme performansı kesme kuvvetleri, delaminasyon faktörü, yüzey pürüzlülüğü ve dalgalılık parametrelerine göre değerlendirilmiştir. Deney sonuçlarına göre fener mili hızının azalması ve ilerleme hızının artmasına bağlı olarak kesme kuvvetleri, delaminasyon faktörü, yüzey pürüzlülüğü ve dalgalılık artmıştır. Talaş derinliği arttıkça kesme kuvvetleri artmıştır ancak talaş derinliği parametresinin delaminasyon faktörü, yüzey pürüzlülüğü ve dalgalılık üzerinde kayda değer bir etkisi görülmemiştir. Aynı kesme parametreleri ile yapılan deneylerde kriyojenik koşullarda daha yüksek kesme kuvvetleri oluşmasına rağmen, daha düşük delaminasyon faktörleri ve daha düşük yüzey pürüzlülüğü değerleri (daha kaliteli yüzeyler) elde edilmiştir. Bu sonuçlar kriyojenik koşulda frezelemenin uygulanabilir bir proses olduğunu göstermiştir.

In this study, milling performance of Carbon fiber reinforced plastics (CFRP) that is widely used especially in aerospace industry was investigated. Three different spindle speed (3000, 5500, and 8000 rpm), three different feed rate (500, 750, and 1000 mm/min) and three different cutting depth (2, 3, and 4 mm) were used as cutting parameters in the experiments. 54 test were implemented by using Taguchi L54 experimental design. Milling performance of CFRP was evaluated according to cutting forces, delamination factor, surface roughness and waviness. According to the results of the experiments, as spindle speed decreases and feed rate increases cutting forces, delamination factor and waviness values increase. When cutting depth increases, cutting forces increase as well but cutting depth hardly effect on delamination factor, surface roughness and waviness. Although larger thrust forces occurred under the cryogenic condition, smaller delamination factor and surface roughness (better surface quality) were obtained. These results demonstrated that milling of CFRP under the cryogenic condition could be applicable.