Plastik matriksli kompozit malzemelerde akış analizi ve uygulamaları

Abstract

Polimer matriksli kompozitler pazarı içinde termoset plastik kullanımı %75'lik bir paya sahip olması ve reçine iletim kalıplaması (RTM) prosesi, termoset kompozitlerin üretiminde büyük öneme sahip olması nedeni ile RTM prosesi ayrıntılı olarak incelenmiştir. Bu bağlamda, RTM prosesinde en önemli adımın dolum safhası olduğu ve yürütülmüş çalışmaların büyük çoğunluğunun bu üretim adımının geliştirilmesi üzerine yapıldığı belirlenmiştir. Bir model, fiziksel prosesin ya da sistemin idealleştirilmiş matematiksel gösterimidir. Bu nedenle, polimer matriksli kompozit üretim proseslerinin optimizasyonu için kullanılan modellemeler sınıflandırılarak ayrıntılı bir şekilde incelenmiş ve bir model oluşturma çalışmasının ilkeleri açıklanmıştır. Gerçek fiziksel durumlara en yakın modellemenin elde edilmesi için deneysel çalışma ile modellerin sınanması gerektiği saptanmıştır. Fakat kullanılan kanun ve ön kabuller daha önce sınandı ise tekrar sınamanın gereksiz olduğu da belirlenmiştir. RTM prosesi çevresinde bugüne kadar yürütülmüş akış analizi çalışmaları lenmiştir. Daha önce kurulmuş olan bir çok modellemelerden biri olan Saf Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak, RTM'de ana akış denklemi iki boyutlu yaklaşım ile çözülmüş ve sonuçlar analitik olarak bulunan çözümler ile örtüşmüştür. Kalıp geometrisi ve boyutuna bağlı olarak eğri yüzeyli kalıpların üç boyutlu analizi yapılabilir. Ayrıca izotermal durumdan elde edilen ana denkleme hacimsel kuvvetler ile ısı transferinden doğan ısıl etkiler katılarak izotermal olmayan ve gerçeğe çok daha yakın dolum analizi ve pişme kinetiği modellemesi de mümkündür. Ancak bunun için bilgisayar yazılımı desteği kaçınılmaz görülmektedir.