Yapıştırıcıların Kullanım alanları

Günümüzde yapıştırıcıların esas yük taşıma ve aktarma elemanı olarak kullanıldığını birçok uygulama vardır. Bunların en önemlilerinden bir tanesi havacılık uygulamalarıdır (Baker, 2012), (Shaojie, 2008). Diğer endüstrilere kıyasla havacılık ve uzay uygulamalarında güvenlik ve güvenilirlik en önemli tasarım kriterlerinden birisi olmasına rağmen, yapıştırıcıların en çok kullanıldığı sektörlerin başında gelirler. Bu durum da yapıştırıcıların ne kadar önemli ve güvenilir bağlantı elemanlarından olduğunun göstergesidir. Yapıştırıcı bağlantılı uçak şaseleri, ikinci dünya savaşı zamanlarından günümüze kadar gelen uzun bir süreç boyunca kullanılmaktadır (Strausberg ve Link, 1990). Kompozit alanındaki ilerlemeler sebebiyle yapıştırıcılara olan talep artmıştır çünkü havacılık sanayinde hafiflik ve dayanıklılığı bir arada sunan metal kompozit bileşenler farklı yapılar olması sebebiyle yapıştırıcılardan başka bir yöntemle bir araya getirmek oldukça zordur. Havacılıkta sıkça kullanılan bal peteği konstrüksiyonları da petek ile alt üst katmanların yapıştırıcı reçine ile bir araya getirilmesiyle oluşturulur (Masuda ve Fukuda, 1995), (Akkuş, 2016). Gösterdikleri

yüksek mukavemet, titreşim sönümleme ve yüzey kalitesi özellikleri kanat yapımında sıkça kullanılırlar. Bir helikopter kanadında kullanılan bal peteği konstrüksiyonu şekil 3.20’de gösterilmektedir. Boeing 747’de kullanılan bir bal peteği konstrüksiyonun 300 kilograma kadar yükleri güvenle taşıyabildiği bildirilmiştir (Ebnesajjad, 2010).

Lear fan uçaklarının %80 inden fazlası karbon fiber takviyeli kompozit malzemelerden üretilmiştirler. Bu uçağın üretimindeki bağlantıların çoğunda hem şase de hem de gövde de yapıştırıcılar kullanılmaktadır. 2016 itibariyle tespit edilen verilere göre havacılık alanında kullanılan yapıştırıcı pazarının 2.41 milyar dolara ulaştığı bildirilmiştir (Açık, 2017).

Şekil 3.20. Savaş helikopteri rotoru Amerikan ordusu (Adams ve ark., 1997)

Havacılık sektöründe neden yapıştırıcıların kullanıldığı on bir madde ile özetlenmektedir;

➢ Ağırlığın azaltılması

➢ Yüksek yorulma dayanımı ve sonik damperleme özelliği ➢ Tasarımın basitleştirilmesi

➢ Pürüzsüz dış yüzeyler

➢ Farklı yapıların kolaylıkla birleştirilebilmesi ➢ Üretim zamanı ve maliyetindeki düşüş ➢ Çatlak ilerlemesini ve büyümesini önleme ➢ Sızdırmazlık

➢ Yüksek mukavemet

➢ Büyük yapıları bir arada tutabilmesi

Şekil 3.21’de bir yolcu uçağının yapısal olarak hangi bölümlerinde yapıştırıcı kullanıldığı gösterilmektedir.

Şekil 3.21. Uçak gövdesinin görüntüsü a-Pilot kubbesi yapısı, b- yük taşıyan uzunlamasına kirişler, c- pencere çerçeveleri, d- kanatlardaki kirişler, e- kanatçıklar ve flaplar, f- dış yüzeyler ve arka kanatçıklar, g- basınçlı bölgenin kapatılması, h- kanatların hareketli kısımları, j- kanatçıklar, k- dikey kirişler ve kanat

destekleri, l- basınç bölgesindeki tüm kirişler (Adams ve Wake, 1984)

Bir uçak kanadının içerisinde kullanılan yapıştırıcılı bölgelerinin detaylı görünümü ise şekil 3.22’de gösterilmektedir.

Şekil 3.22. Yapıştırıcıların uçak kanadı içerisinde kullanıldığı bölümler (Adams ve Wake, 1984)

İnşaat sektörü, yapıştırıcıların kullanıldığı bir diğer alandır. Epoksi ve polyesterler beton içerisinde cıvataların tespitinde kullanılırlar. Köprülerde epoksi reçineler tasarım eksikliklerini gidermek ve köprü için belirlenen tasarım yükünü artırmak için kullanılırlar (L’hermite ve Bresson, 1971) (Macdonald ve Calder, 1982) tarafından bildirilen bir çalışmada, köprünün 5-6 mm kalınlığındaki 254 mm

uzunluğundaki çelik levhalar kumlama yöntemiyle yüzeyleri pürüzlendirilmiş ve epoksi reçine ile bağlanmışlardır.

Demir yolu taşımacılığında kullanılan metro, tramvay ve tren gibi araçlarda bulunan sürgülü kapıların rahat çalışması için hafif konstrüksiyonlar gereklidir. Bu sebeple bu kapıların imal edilmesinde yapıştırıcılar ile bağlantıları yapılmış alüminyum konstrüksiyonlar kullanılmaktadır. Kapıların kullanıldığı yere ve şartlara göre poliüretan, nitril poli propan yapıştırıcılar kullanılmaktadır.

Yakıt tasarrufu ve verimlilik konularının öneminin arttığı otomotiv sektöründe çeliğe alternatif olarak kullanılan alüminyum ve kompozit malzemelerin artışıyla beraber yapıştırıcı kullanımı da artmaktadır. 2015 yılı itibariyle otomotiv sektöründeki yapıştırıcı kullanımının 5.56 milyar dolar seviyelerine çıktığı bildirilmiştir (Açık, 2017).

Otomobil sektöründe yapıştırıcı kullanımı kaporta, boya ve montaj bölümleri olmak üzere üç bölüme ayrılır. Kaporta bölümünde metal-metal, metal-plastik ve metal kompozit bağlantıları yapıştırıcılar yardımıyla gerçekleştirilir. Bu noktadaki en önemli problemlerden bir tanesi tüm malzemelerin birleştirilmesinde kullanılabilecek tek tip bir yapıştırıcının olmamasıdır. Flanş bağlantıları, titreşimin yüksek olduğu bölgelerde ve hibrit bağlantı bölgelerinde sıkça kullanılmaktadır. Boyacılık bölümünde, kaplama ve dalgalanma önleyici olarak kullanılmaktadır. Montaj bölümünde ise rijitliği artırmak , gerilme konsantrasyonunu düşürmek ve maliyet/işçilik/zaman tasarrufu için kullanılmaktadır (Adams, 2005) (Pocius, 2012).

Yapıştırıcıları diğer bir kullanım alanımı mobilyacılıktır. Ahşap veya ahşap metal mobilya iskeletleri, yüksek burulma ve klivaj gerilmelerine maruz kalabilir. Metal çerçeveler bu iş için kullanılsa da estetik gerekçelerle farklı şekillerde çerçevelerin tercih edilmesi metal çerçevelerin döküm yoluyla elde edilmesini gerektirir. Döküm yoluyla elde edilen çerçeveler, yapıştırıcılar ile birbirine bağlanır. Ahşap yoğunluklu mobilyalarda da hem dolgu malzemesi olarak hem de yüksek gerilmeye dayanıklı bağlantıların elde edilmesinde kullanılırlar. Bu iş için özel olarak tasarlanan polivinil asetat emülsiyonları ve üre formaldehitler endüstride bu iş için sıkça kullanılmaktadır (Adams ve ark., 1997).

Denizcilik uygulamalarında yapıştırıcı ve yapıştırıcılı bağlantıların oldukça geniş bir kullanım alanı vardır. Şekil 3.23 de bir teknenin yapıştırıcı yardımıyla gövde ve üst panel bağlantı uygulaması gösterilmektedir.

Şekil 3.23. Ahşap, metal ve kompozit yapıştırıcı uygulamalarının olduğu tekne üretimi görüntüsü (http://www.turksail.com)

Yapıştırıcılar, küçük balıkçı teknelerinden büyük yatlara ve gemilere kadar birçok modelde kullanılmaktadır. Nem, deniz suyu, değişken iklim şartları ve güneş durumu, gibi tahrip edici çevresel şartlar, denizcilik uygulamalarında yapıştırıcı seçimini ve uygulamasını zorlaştırmaktadır (Roland ve ark., 2004). 2014 kasım verilerine göre denizcilik sektörümde yapıştırıcı pazarı 8,6 milyar dolar seviyelerindedir ve Avrupa’dan Amerika’ya kadar tüm marinalarda kullanılmaktadır. Geleneksel olarak denizcilik uygulamalarında alüminyum ve kaynaklı birleştirme işlemleri kullanılmaktadır. Bu durum gerilme yığılmalarına ve ağırlık artışına neden olur. O sebeple deniz araçlarının üretiminde ağırlığı azaltırken yük taşıma kapasitesi artıran yapıştırıcılar oldukça önemli bir yere sahiptir. Ayrıca kaynak prosesinden kaynaklanan çarpılma (distorsiyon) problemini de ortadan kaldırması sebebiyle artık gerilme (residual stress) oluşumunu ve hassas tasarımların yapılmasını sağlar (Adams, 2005) (Tysarczyk ve ark., 2010).

Elektrik elektronik pazarında yapıştırıcıların pazar payı 6 milyar dolar seviyelerindedir. Çiplerin montajında, kabloların kaplanmasında, elektronik bileşenlerin kaplanmasında, elektronik ekipmanların ana karta sabitlenmesinde yapıştırıcılar sıkça kullanılmaktadır (Da Silva ve ark., 2011) (Möller ve ark., 2015).

Teknolojik gelişmeler, yapıştırıcıların medikal uygulamalarda (cerrahi, dişçilik, veterinerlik) kullanımını da beraberinde getirmektedir (Pocius, 2012). Yapıştırıcılar bu alanda kullanılırken, esneme, nefes alma, absorpsiyon, gözeneklilik, toksik olmama, anti mikrobiyel, canlı dokularla uyumluluk ve saydamlık gibi sıra dışı özellikler

sunarlar. Cerrahi operasyonlarda oluşabilecek çeşitli komplikasyonlardan kaçınmak için basit ve hızlı yapıştırıcılar sıklıkla kullanılırlar (Scognamiglio ve ark., 2016). Yapıştırıcıların bu sektördeki pazar payı incelendiğinde 15 milyar dolar seviyelerinde olduğu görülmektedir. Artan dünya nüfusu ve sağlık problemleriyle beraber bu rakamın daha da artacağı düşünülmektedir.