AI Summary & Key Takeaways
AI InsightWhile the effects of drilling process parameters on delamination in glass fiber reinforced composites produced by hot press molding and hand lay-up techniques were similar, the parts manufactured using 3D printer exhibited different results.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Glass fiber materials have a wide range of applications in industry due to their affordability and light weight. It is important for designers to know the mechanical properties of glass fiber composite materials and possible damage mechanisms that may occur during assembly (such as delamination in drilling). In this study, hole exit defects in glass fiber reinforced plastics (GRP) produced by different manufacturing techniques (hot press molding, 3D printing and hand lay-up) after hole drilling were investigated. In the experiments, three different feed rates (200, 400 and 600 mm/min) and two different tool rotational speeds (1500 and 3000 rpm) were used as process parameters. At the end of the drilling process, delamination rates were calculated. The specimens with the lowest and highest delamination rates were visually inspected. In addition, the hole drilling process was compared in two different GRP materials, which were printed as perforated on a 3D printer and then drilled with a drill. The delamination rate increased with increasing tool feed rate in parts produced by hot press molding technique, while the delamination rate decreased with increasing feed rate in parts produced by 3D printing technique. It was determined that the delamination rate increased at low tool rotation speeds in parts produced by hand lay-up technique. It was also observed that the material production technique was as effective as the process parameters in delamination. While the effects of drilling process parameters on delamination in glass fiber reinforced composites produced by hot press molding and hand lay-up techniques were similar, the parts manufactured using 3D printer exhibited different results.
Özet
Cam fiber malzemeler ekonomikliği ve hafif olması sebebiyle endüstride geniş bir uygulama alanına sahiptir. Cam fiber kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin ve montaj sırasında oluşabilecek olası hasar mekanizmalarının (delik delmede delaminasyon gibi) bilinmesi tasarımcılar için önemlidir. Bu çalışmada farklı imalat teknikleriyle üretilmiş (sıcak presle kalıplama, 3B baskı ve elle yatırma) cam elyaf takviyeli plastiklerde (CTP) delik delme işleminden sonra oluşan delik çıkış hasarları incelenmiştir. Deneylerde işlem parametreleri olarak üç farklı ilerleme hızı (200, 400 ve 600 mm/dak) ve iki farklı takım dönme hızı (1500 ve 3000 dev/dak) kullanılmıştır. Delik delme işlemi sonunda delaminasyon oranları hesaplanmıştır. En düşük ve en yüksek delaminasyon oranına sahip deney numunelerinin görsel muayeneleri yapılmıştır. Ek olarak, 3B yazıcıda delikli olarak basılmış ve sonradan matkapla delinmiş iki ayrı CTP malzemenin delik delme işlemi karşılaştırılmıştır. Sıcak presle kalıplama tekniği ile üretilen parçalarda takım ilerleme hızı artarken delaminasyon oranı artmış, 3B baskı tekniği ile üretilen parçalarda ilerleme hızının artmasıyla delaminasyon oranı düşmüştür. Elle yatırma tekniği ile üretilen parçalarda ise düşük takım dönme hızlarında delaminasyon oranının arttığı belirlenmiştir. Ayrıca delaminasyonda işlem parametrelerinin etkisi kadar malzeme üretim tekniğinin de etkili olduğu görülmüştür. Sıcak presle kalıplama ve elle yatırma tekniğiyle üretilen cam elyaf takviyeli kompozitlerde delik delme işlem parametrelerinin delaminasyona etkileri benzerken, 3B yazıcı ile üretilmiş parçalar farklı davranış sergilemiştir.