Balpeteği Kompozitler, Üretim Yöntemleri ve Uygulama Alanları

1. BALPETEĞİ
(honeycomb)
KOMPOZİT
DURAN TUNCEL
Yüksek Metalurji ve Malzeme Mühendisi

2. Kompozit Malzeme Nedir?
İki veya daha fazla malzeme grubuna ait malzemelerin bir
araya getirilerek daha üstün özellikli malzeme
oluşturulmasıdır.
Kompozit malzemeler matriks ve takviye (fiber) olmak
üzere iki bileşenden meydana gelir.

3. 1. Matris fazı: Sürekli ve ana faz.
Takviye fazını birarada tutar ve yükü paylaşırlar.
2. Takviye (fiber) fazı: İkincil fazdır, matrisin dayanım ve
rijitliğini arttırır.

4. Kompozit aslında karışım anlamına gelmekle birlikte
çözünen ve çözen bileşenlerden oluşmaz.
 Bileşenler arasında atom alışverişi bulunmamaktadır.
 Kompozit bileşenleri kimyasal olarak birbirlerini
etkilemezler.
 Malzemeler birbiri içerisinde çözünürse ve atom
seviyesinde bir karışım sözkonusu olursa, bu tür
malzemeler kompozit değil, alaşım olur.
Buna göre malzeme, mikroskobik açıdan heterojen bir
malzeme özelliği göstermekte, ancak makroskobik açıdan
homojen bir malzeme gibi davranmaktadır.

5. Kompozit Malzemelerin Avantajları
 Yüksek mekanik dayanım, basınç, çekme, eğilme,
çarpma dayanımı
 Yüksek rijitlik
 Hafiflik
 Yüksek yorulma dayanımı
 Yüksek aşınma direnci
 Yüksek korozyon direnci
 Isı iletkenliği veya ısıl direnç
 Elektrik iletkenliği veya elektriksel direnç
 Akustik iletkenlik, ses tutuculuğu veya ses yutuculuğu
 Estetik görünüm

6. Kompozit Malzemelerin Dezavantajları
 Daha yüksek maliyet
 İşleme güçlükleri
 Geri dönüşümün genellikle olmayışı
 İçten olan hasarların anlaşılamaması
 Bazı kompozitler için metallere oranla üretim zorluğu
 Tabakalı kompozitler, tabakalar arası kayma gerilmelerine
hassas olduklarından delaminasyon meydana gelebilir.
 Bazı kompozitler gevrek olduklarından kolaylıkla zarar
görürler, onarılmaları yeni problemler oluşturabilir.

7. Kompozit Malzemelerin Uygulanma Alanları

8. Teknolojinin gelişmesiyle kompozit malzemelere olan ilgi
artmaktadır.
Uçak sanayi ve daha pek çok sektörde kullanılan
kompozitlerin geliştirilmesi adına bilimsel çalışmalar devam
etmektedir.

9. Kompozit malzemelerin yaygın olarak kullanıldığı başlıca sektörler
ve bu sektörlerde kullanılan ürün tipleri aşağıda kısaca
özetlenmektedir:
 Uzay teknolojisi
 Denizcilik sektörü
 Tıbbi cihazların imalatı
 Robot teknolojisi
 Kimya sanayisi
 Elektrik-Elektronik Endüstrisi
 Müzik aletleri endüstrisi
 İnşaat ve yapı sektörü
 Otomotiv sektörü
 Savunma Sanayi ve Havacılık Sektörü
 Gıda ve Tarım Sektörü
 Spor malzemeleri imalatı (yüksek atlama sırıkları, tenis
raketleri, sörf, yarış tekneleri, kayak vs. )
gibi pek çok alanda kullanılmaktadır.

10. İnşaat ve Yapı Sektörü ndeki Uygulama Alanları:
 Dış ve iç cephe kaplamaları
 Dekoratif uygulamalar
 Çatı kaplama levhaları ve çatı detay profilleri
 Taşıyıcı profiller
 Yağmur suyu taşıma sistemleri
 Muhtelif amaçlı izolasyon işleri
 Beton kalıpları
 Prefabrik binalar
 Köprüler
 Su tankları, mazgal olukları, yeraltı boruları, gıda reyonu
kaplamaları, rasathane kubbeleri, ilan panoları, vb.

11. Prefabrik Evler
Borular
Kabinler

12. Otomotiv ve Taşımacılık Sektörü ndeki Uygulama Alanları:
Otomotiv firmaları, müşterilerinin ihtiyaçlarını karşılamak ve
rekabet güçlerini arttırmak amacıyla hafif otomobil
üretmektedirler. Hafif otomobiller, enerji tasarrufu yanında
mekanik (ivmelenme ve frenleme) olarak çok önemlidir.
Otomotiv ve Taşımacılık Sektörü ndeki Uygulama Alanları:
 Otomotiv kaportaları
 Kamyon ve otobüs yan panelleri
 Tır dorse yan çıtaları
 Kamyon rüzgarlık ve ön panelleri
 Konteyner imalatı
 Karayolu işaret levhaları
 Karayolu kenar dikmeleri vs.

13. Savunma Sanayi
Uygulamaları:
 Uçak ve helikopter gövde
parçaları
 Uçak burun ve kanat parçaları
 Havan topları gövdeleri ve
sandıkları
 Kurşun geçirmez panel imali
 Miğferler
 Mayın ve hücum bot parça ve
gövdeleri
 Barınaklar vs.

14. Havacılık Sanayii Uygulamaları;

15. Denizcilik Sektörü Uygulamaları:
 Yelkenli/motorlu tekneler
 Can kurtarma flikaları
 Şamandralar
 Kanolar
 Dubalar-iskeleler
 Deniz motorsikleti
 Sörf tahtası
 Marina ekipmanları vs.

16. Kompozit Malzemelerin Sınıflandırılması
Matris
Malzemelerine
Göre
Kompozitler
Metal
Matrisli
Kompozitler
Polimer
Matrisli
Kompozitler
Seramik
Matrisli
Kompozitler
Avantajları
Elektriksel ve termal iletkenlik
İyi mukavemet ve süneklik
Yüksek tokluk
Manyetiklik
Dezavantajları
Yoğunluk
Düşük sürünme direnci
Düşük korozyon direnci
Avantajları
Yüksek süneklik
Kolay şekillendirme
Yüksek korozyon direnci
Dezavantajları
Düşük sertlik ve dayanım
Yüksek sıcaklık özellikleri düşük
Avantajları
Elektriksel ve termal yalıtkanlık
Aşınma ve korozyon direnci yüksek
Düşük yoğunluk
Dezavantajları
Şekil vermek zordur.
Çok düşük tokluk

17. Takviye Elemanının Şekli
ve Yerleşimine Göre
Kompozitler
(a) Elyaflı Kompozitler
(b) Parçacıklı Kompozitler
(c) Tabakalı Kompozitler
(d) Karma Kompozitler
Sandviç Kompozitler
(Bal peteği)

18. Tabakalı Kompozitler
 Tabakalı kompozit yapı, en eski ve en yaygın kullanım
alanına sahip olan tiptir.
 Tabakaların bileşimi ile çok yüksek mukavemet değerleri
elde edilir.
 Isıya ve neme dayanıklı yapılardır.
 Metallere göre hafif aynı zamanda mukavemetli olmaları
nedeniyle tercih edilir.
 Tabakalı kompozitler uçak yapılarında, kanat ve kuyruk
grubunda yüzey kaplama malzemesi olarak çok yaygın bir
kullanıma sahiptir.

19. Bal Peteği (Honeycomb)
Kompozitler
Kompozit imalatında kullanılan petekli yapı, çok ince
tabakaların şekillendirilmesi sonucu elde edilen hücrelerin
birleştirilmesi ile oluşturulur. Bu tür yapılar bal arılarının
doğal olarak yaptıkları bal petekleri ile birebir benzerlik
göstermektedir.
Petekli kompozit yapılar yaklaşık olarak 1940 yılından
sonra havacılık sektöründe, uçakların gövde panellerinde
kullanılmaya başlanmıştır.

20.  Petekli kompozit yapılar, özellikle çarpma sonucu
ortaya çıkan enerjinin absorbe edildiği yüksek
mekanik dayanım gerektiren konstrüksiyonlarda
kullanılır.
Sandviç yapıların iç ve dış tabakaları arasına bu
petekli yapılar yerleştirilir.
 Tabakalar arasına petekli yapının yerleştirilmesi,
yapının atalet momentinin ve eğilme dayanımının
artmasını sağlar.

21. Bal peteği geometrisi hakkında kısa bilgi:
 Petek yapılı hücrelerin boyutları, malzeme seçimi birlikte ele alınarak
optimum değerler bulunmaktadır.
 Yüzeyin altıgenlerden oluşması, en küçük yüzey alanda en geniş
kaplamayı elde etmemizi sağlar.
 Bu sayede altıgen yapıyla, istenenen değerlerde kafes yapımı için en az
malzeme kullanımı sağlanmış olur.

22. Bal Peteği Kompozitler

23. Günümüzde Bal Peteği (Honeycomb) Kompozitler Üç Şekilde
Gruplandırılır:
1. Uzay mekiği, uçak, arabalarda
kullanılan mekanik dayanımı
fazla, korozyon direnci yüksek
nomex ve kevlar bal petekleri
2. Aleve dayanıklı, hafif ve yüksek
verim alınabilen, gemilerde ve
trenlerde kullanılan alüminyum
alaşımlı bal petekleri.

24. 3. Kimyasal ve ekonomik yönden avantajları olan
termoplastik bal petekleri

26. Günümüzde kullanılan petekli yapıların büyük bir çoğunluğu bir
yapıştırıcı sayesinde hücrelerin birbirleri ile yapıştırılması sonucu oluşurlar.
Petekli yapılar genellikle sandviç yapılarda dolgu elemanı olarak kullanılırlar.
Bir sandviç panel, petekli yapının alt ve üst yüzeylerine yapıştırıcı
kullanarak yüzey örtüleri ile yapıştırılması sonucu elde edilir. Çelik, titanyum
ve nikel alaşımlı metal hücre yapılı petekli yapılar yapıştırıcı yerine daha çok
kaynak ve lehimleme ile birleştirilirler. Bu tür hücreler öncelikle yüksek
sıcaklık uygulamalarında kullanılır.

27. Yüksek rijitlik ve dayanım/ağırlık
oranına sahip olan sandviç yapılar son
derece hafif konstrüksiyonlardır.
Petek yapılı kompozitler, diğer sandviç
konstrüksiyon ara malzemelerine oranla
daha pahalıdır ve sandviç yapı haline
dönüştürülmesi daha özel işçilik
gerektirmektedir. Bu nedenle, genellikle
denizcilik, havacılık ve uzay sektöründe
yüksek mekanik dayanım sağlamak
amacıyla kullanılmaktadır.

28. Altıgen hücreli petekli yapı
Sandviç Panelin Yapıştırılarak Elde Edilmesi

29. Petekli Yapı Üretim
Yöntemleri
Uzatarak Şekil Verme
Yöntemi
Kıvırma Yöntemi
Petekli yapıların üretiminde uzatma ve kıvırma şekil
verme olmak üzere genellikle iki temel teknik kullanılır.
Diğer teknikler yaygın olarak kullanılmamaktadır.

30. 1. Uzatarak Şekil Verme Yöntemi
Bu yöntem metal ve metal olmayan hücre imalatında kullanılır. Petek
yapılı hücrelerin büyük bir çoğunluğu bu yöntemle üretilir.
Bu yöntem genel olarak; şerit halinde levhaların kesilmesi ve
yapıştırıcının sürülmesi, levhaların üst üste dizilmesi ve petekli yapı
bloğun seçilen sıcaklıkta pres içerisinde işlenmesi aşamalarını içerir.
Uzatarak Şekil Verme Yöntemi İle Petek Hücre Üretimi

31. Metal olmayan şerit levhalar da benzer biçimde hazırlanmasına
rağmen bazı önemli farklar söz konusudur. Metal dışı malzemeler
yapıştırıcı sürme işlemi öncesi korozyona karşı direnç arttırıcı
işlemler gerektirmez. Ancak bazı malzemelerin reçineye iyice
doyurulması için bir ilave ön işlem gerekebilir.
Metalik malzemelerin aksine metal dışı petekli yapı malzemeleri
kalıp içerisinde kalıbın şeklini alması için gerekli çekme işlemi
sonunda kendi şeklini koruyamazlar. Bu malzemelerde kalıplama
daha fazla sürede yapılmalı ve şekil alma işlemi gerçekleşene kadar
bir fırın içerisinde ısıtılmalıdır. Daha sonra çekilmiş ve ısıtılmış
blok sıvı reçineye daldırılır ve hücrelerin oluşumu tamamlanana
kadar ısıtma işlemi sürdürülür. Daldırma süreci blokların istenilen
yoğunluğa ulaşıncaya kadar tekrarlanır. Petekli yapı imalatı bu
bloklardan istenilen kalınlıkta dilimlerin kesilmesi ile
tamamlanmış olur.

32. 2. Kıvırma Yöntemi
Bu yöntem yüksek sıcaklık altında çalışan, et kalınlığı ve
yoğunluğu oldukça fazla olan petekli yapıların imalatında tercih
edilir. Bu yöntemde şerit levhalar istenilen biçimde kıvrılarak
düğüm noktalarına yapıştırıcı tatbik edilir.
Kıvırma Yöntemi İle Petekli Yapı Hücre Üretimi

33. Ardından şekil verilmiş levhalar üst üste konur ve kıvrılmış blok
seçilen sıcaklıkta bekletilir. İstenilen kalınlıkta dilimler bloktan kesilerek
elde edilir.
Üretimi gerçekleştirilen petekli yapılar kullanılacak yerin özellikleri de
dikkate alınarak; temizleme( kenar traşlama), kesme ve gerekirse şekil
verme ve ekleme işlemlerine de maruz bırakılır.
Özel İşlem Yapılmış Petek Yapılı Kompozitler

34. Honeycomb Kompozit Panel
Çeşitleri ve Uygulama
Alanları

35. 1. Alüminyum Honeycomb Kompozit Panel
Kullanım amacınıza ve ihtiyacınıza cevap vermek üzere farklı
tiplerde kullanımınıza sunulur.
Özellikleri;
 Hafiftir.
 Korozyona dayanıklıdır.
 Yüksek mukavemetlidir.
 Yüzey toleransı vardır.
 Mükemmel yüzey görünümü sağlar.
 Yanmaya karşı dirençlidir.
 Kimyasallara direnci yüksektir.
 Bakteri üretmez.

36. Alüminyum Honeycomb Kompozit Panel
Uygulama Alanları
Dış cephe kaplamaları
Mobilyalar
Islak mekanlar (WC, Mutfak, Banyo vb.)
Perde duvarlar
Havaalanları
Gemi güverteleri
Atölyeler
Tezgahlar
Levhalar vb.

37. 2. Polipropilen PP Honeycomb Kompozit
Panel
 Hafiftir.
 Korozyona dayanıklıdır.
 Yüksek mukavemetlidir.
 Ses ve ısı yalıtım özelliği yüksektir.
 -30 / +80 C aralığında deforme olmaz.
 Kimyasallara, deniz suyuna, mantar ve
bakterilere ve ayrıca atmosferik
koşullara dayanımı yüksektir.
 Darbe dayanımı yüksektir.
 Şok darbe etkilerini absorbe eder aşırı
zorlanma altında uniform olarak zarar
görür.
 Metal balpetekleri gibi “mekanik
hafızası” yüksek olmadığından , şekil
verildiğinde aldığı formunu korur.

38. Polipropilen PP Honeycomb Kompozit Panel
Uygulama Alanları
Tezgahlar
Duvarlar
Levhalar
Makine kaportaları
Banko sistemleri
Kapılar
Güverteler
Kamara bölmeleri
Tavan panelleri vb.