Reçine Ġnfüzyon Yöntemleri

Yukarıda belirtilen tekniklerin kusurları, vakum teknolojilerinin; vakum torbası (VB) ve reçine infüzyon (VARIM, SCRIMP, RIFT vs.) yöntemlerinin geliĢimine yol açmıĢtır. Vakum torbalama teknolojisi, presle elde edilemeyen karmaĢık Ģekle sahip parçaların üretimi için uygun bir yöntemdir. Bu teknik ile sandviç ve laminat kompozitler üretilebilmektedir. a) Ġlk aĢaması el yatırma yöntemine benzerdir; takviye katmanları ve çekirdek uygun rulolar veya fırçalar kullanılarak ustalar tarafından reçine ile ıslatılır. Bu aĢama, yapının laminasyon planına ulaĢıldığında sona erer. b) Ġkinci aĢamada ise kompozit yapı üzerine sırası ile soyma kumaĢı, delikli naylon ve polyester emici katlar üst üste dizilir. Soyma kumaĢı fazla reçinenin polyester emici kata ulaĢmasını sağlar. Bu kumaĢ, astar boya veya son kat boyalarının dıĢ yüzeye iyi tutunmasını sağlar ve fazladan zımpara yüzey iĢlemlerine gerek bırakmaz. c) Son aĢamada ise, kalıp çevresi esnek naylon vakum torbası ve sızdırmazlık macununa kullanılarak mühürlenmektedir. KürleĢme sırasında ise (atmosferik basınçtan daha düĢük bir basınç) bir vakum pompası vasıtasıyla kalıba negatif basınç uygulanmaktadır. Bu iĢlemin amacı, kür döngüsü sırasında kompozit yapı üzerinde mekanik basınç sağlamaktır. Bu süreçte, torbalanmıĢ kalıp sistemi ve pompa arasında, fazla reçinenin pompaya ulaĢmasını ve hasara uğramasını önlemek için mutlaka bir reçine kaçıĢ kabı bulunması gerekmektedir. Vakum uygulamasının birçok avantajı bulunmaktadır. Ġlk olarak, ıslak tabakalar arasında istiflenme oluĢturarak sıkıĢan hava, uzaklaĢtırılır. Ġkincisi, yapı üzerine uygulanan mekanik basınç, tabakalar arasında optimum yapıĢmaya izin verir, böylece fiberlerin yanlıĢ hizalanmasını ve kürleĢme iĢlemi sırasında boĢlukların oluĢmasını engellemektedir. Üçüncüsü, kürleĢme sırasında havanın boĢaltılmasını sağlayarak düĢük nem emilimine yardımcı olmaktadır. Son olarak, yapı içerisinde kuru veya fazla reçine içeren bölgelerin oluĢmasını engellenerek homojen reçine dağılımı sağlanmaktadır. Ayrıca, vakum torbalama tekniği ile fiber/reçine oranı artıĢı sağlanmakta; çünkü fazla reçine vakum iĢlemi sırasında polyester battaniye tarafından emilmektedir. Bu yöntemle üretilen sandviç kompozitler, el yatırma tekniği ile imal edilenlere kıyasla daha düĢük hava kabarcığı (boĢluk), daha düĢük ağırlık, daha iyi mekanik özellikler, sabit kalınlık ve daha yüksek fiber içeriği sergilemektedir [20, 46].

Diğer teknik ise 1990 yılında Bill Seeman tarafından patenti alınan Seemann kompozit reçine infüzyon yöntemi (SCRIMP) yöntemi baĢta ABD olmak üzere tüm dünyada, farklı sanayi dallarında uygulanmakta olan kapalı kalıp kompozit imalat tekniğidir [64]. Bu yöntem çeĢitli farklı isimler ve kısaltmalar ile tarif edilmiĢtir: VARTM, RIF, SCRIMP,

RFI, RFIM, VAIM, VARI, VARIM, VIM, VIMP vb. akronimler kullanılmaktadır [31, 65]. En yaygın isimler, esnek kalıplama altında reçine infüzyon (RIFT), Seemann kompozit reçine infüzyon kalıplama iĢlemi (SCRIMP) ve vakum destekli reçine infüzyon metodu (VARIM)‘ dur. Tekne imalatında kullanılan VARIM metodu, reçine transfer kalıplama (RTM) ile benzerlikler sunan kapalı kalıp reçine infüzyon yöntemidir. Ana fark, RTM' de kullanılan tamamen kapalı, iki parçalı sert kalıpların yerini, bir vakum torbasıyla kapatılmıĢ tek parçalı bir sert kalıpla değiĢtirilmiĢ olmasıdır. VARIM ile vakum torbalama arasındaki temel fark ise, VARIM‘ da, takviyeler ve çekirdek yapı, kalıbın içine kuru yerleĢtirilmektedir. BaĢka bir deyiĢle el yatırma iĢlemini içermemektedir. Vakum uygulaması hem katmanları sıkıĢtırmak hem de reçinenin yapının içinde ilerlemesini sağlamak için kullanılır. Böylece, imalat hazırlıkları tamamlanmıĢ ürünün el değmeden imal edilmesi mümkün olmaktadır. VARIM yönteminde, vakum torbalama imalatında kullanılan malzemelerden farklı olarak akıĢı kolaylaĢtırmak ve dolum süresini azaltmak için kullanılan bir "akıĢ filesi" katmanı soyma kumaĢının üstüne yerleĢtirilir. VARIM yönteminde kalıp bileĢenleri: kalıp, spiral hortum, T-bağlantılar, reçine ve vakum hatları, sızdırmazlık macunu ve vakum naylonu olarak sıralanabilir (ġekil 1.12). Bu yöntem dört (4) bölümden oluĢur: vakum pompası, reçine kaçıĢ deposu, kalıp ve reçine tankı (ġekil 1.12). Sistem basit tanımıyla; kapalı kalıp sistemde reçinenin besleme hattından vakum hattına doğru ilerlemesini sağlayan infüzyon sürecini içermektedir. Reçine hatları kalıp içerisinde merkez, lineer ve çevresel besleme yapacak Ģekilde ayarlanmaktadır. Vakum ve besleme hatlarının farklı düzenlemesi ise üretimi sürelerini etkilemektedir (ġekil 1.13). VARIM ile üretim sırasında ürüne uygulanan mutlak basınç; negatif vakum basıncı ve atmosfer basıncının toplamına eĢittir ve toplamları 50 ile 200 mbar arasında değiĢmektedir (ġekil 1.14) [46].

ġekil 1.12: VARIM üretim tesisatı [46].

ġekil 1.14: VARIM kalıp içerisinde basınç dağılımı [21].

VARIM metodunda reçine ve takviye malzemelerin seçimi önemlidir. Genellikle, takviye fazına daha kolay nüfuz edebilecek düĢük viskozite özelliğine sahip reçineler tercih edilmektedir. Piyasada infüzyon tipi olarak sınıflandırılan reçineler kullanılmaktadır. Bununla birlikte, daha yüksek viskoziteli reçineler de VARIM‘ da kullanılabilir, ancak daha dikkatli planlama gerekir; sayıca fazla ve kısa reçine emiĢ hatları döĢemek zorunlu olur. Takviye seçimi, tüm kompozit yapılar için önemli bir aĢamadır, ancak bu malzemeler, VARIM metodu ile sandviç kompozit üretmek için kullanıldığında yapılması gereken ilave hususlar vardır. Tüm kumaĢlara infüzyon tekniği uygulanabilir, ancak farklı malzemeler ve tekstil stilleri reçine akıĢ hızlarını ciddi Ģekilde etkileyebilir. Özellikle, dokuma kumaĢlarda daha az çözgü ve atkı kesiĢmesi bulunduğu için reçine ilerlemesi daha kolay gerçekleĢmektedir. Örme kumaĢlar ve keçe takviyeleri de, reçine emilimi için yüksek miktarda boĢluk içerir. DikiĢli kıvrımsız kumaĢlar ise reçine emilimi hızının en düĢük olduğu takviye elemanlarıdır. Ayrıca, çoğu kumaĢın vakum basıncı altında %30'a kadar kalınlık düĢmesine uğradıklarını tasarımda dikkate almak gerekir. Reçine ve takviyeler olduğu gibi, çekirdek malzemelerin seçimi de önem taĢımaktadır [46]. VARIM için uygun bir çekirdek malzemelerin kapalı hücreli olması gerekir. Bal peteği yapılı çekirdek malzemelerinin çoğu açık hücreleri nedeniyle infüzyon yöntemleri için uygun değildir. Reçine geçirgenliğini artırarak yeterli akıĢ ve emilim sağlamak için çekirdek malzemelere delikler, oluklar ve kesikler açılmaktadır. Bu modifikasyonlar akıĢ filesi kullanılmadan sandviç kompozitlerin üretimine imkân sağlamaktadır. Köpük üreticileri (DIAB, Airex,

Baltek Ģirketleri vb.) müĢterilerinin isteği doğrultusunda infüzyon sırasında reçine transferini kolaylaĢtıracak modifikasyon içeren ürünleri tedarik etmektedir [66, 67].

1.5.4.3 Denizel Sandviç Kompozitlerin Vakum Destekli Reçine Ġnfüzyon Metodu ile