EN 2563 Tek Yönlü Laminatlar - Görünür Tabakalar Arası Kesme Mukavemetinin Belirlenmesi

Bir Avrupa standardı olan “EN 2563 Havacılık serisi - Karbon fiber takviyeli plastikler - Tek yönlü laminatlar - Görünür tabakalar arası kesme mukavemetinin belirlenmesi” standardında, tek yönlü laminatlar formunda karbon elyaf takviyeli plastiklerin eğilme testi yoluyla görünür katmanlar arası kesme mukavemetinin belirlenmesine yönelik bir yöntem açıklanmaktadır.

Bu yöntem, uzunluğun elyaf yönüne paralel olduğu numuneler için tasarlanmıştır. Bu yöntem, aynı şekilde dokunmuş kumaşlar formunda karbon elyaf takviyeli plastiklere de uygulanabilir. Farklı yönlerde yönlendirilmiş katmanlardan oluşan çapraz katlı laminatlar durumunda, bu standartta verilen formülle elde edilen sonuçlar sadece aynı katmanlama ile laminatların karşılaştırılmasında kullanılabilir.

Bu standardın amaçları doğrultusunda, görünür katmanlar arası kesme mukavemeti, ilk kırılma anında numunenin yarı kalınlığında hesaplanan maksimum kesme gerilimini ifade eder.

Bu yöntem, prensip olarak laminatın katmanlarına paralel kesme kuvvetleri altında delaminasyona karşı direncin belirlenmesinden oluşur. Bu belirleme için, dikdörtgen kesitli bir numune iki destek üzerinde eğilme testine tabi tutulur. Yük, desteklerin ortasında bulunan bir yükleme burnu vasıtasıyla numunenin merkezine uygulanır. Bu test, reçine - elyaf ilişkisinin kalitesi hakkında bilgi verir.

Testler için numune, EN 2655 standardına göre hazırlanan panellerden alınır.

Şartlandırma şu koşullara uygun gerçekleştirilir:

• Başlangıç durumundaki testler için EN 2743 standardına göre
• Daldırma sonrası testler için EN 2489 standardına göre
• Nemli atmosfere maruziyet sonrası testler için EN 2823 standardına göre

Test uygulanırken, numunenin merkezinde 0,01 mm’ye kadar genişlik ölçülür. Numunenin merkezinde genişlik boyunca 0,01 mm’ye kadar alınan kalınlığın üç ölçümünün aritmetik ortalamasını hesaplayarak yükseklik belirlenir. Destekler arasındaki mesafe 0,1 mm’ye kadar ölçülür.

Nitelik testi için ve anlaşmazlık durumunda, destekler arasındaki mesafe standart içinde verilen formüle göre ayarlanmalıdır:

Ortam sıcaklığı dışındaki sıcaklıklarda yapılan testler için, şartlandırma ile testin başlangıcı arasındaki süre aşağıdaki koşullara uymalıdır:

• Yaşlandırılmamış veya daldırılmaya tabi tutulmamış numuneler için, test sıcaklığındaki maruz kalma süresi ön testlerle belirlenmelidir.
• Daldırmaya tabi tutulan numuneler için, EN 2489 standardı geçerlidir.
• Nemli atmosfere tabi tutulan numuneler için, EN 2823 standardı geçerlidir.

Numune test fikstürüne yerleştirilir ve ekseninin desteklere dik olduğundan emin olunur. Numune düzgün bir şekilde yüklenir. Yük, yükleme burnunun zaman veya yer değiştirme fonksiyonu olarak kaydedilir. Kırılma anındaki yük kaydedilir.

Bir numune yaklaşık olarak nötr lif ekseninde kaymada kırılırsa, katmanlar arası kayma dayanımı bu standartta verilen formüle göre hesaplanır. Bir numune eğilmede veya plastik deformasyonda kırılırsa, standartta verilen formülle elde edilen sonuç, kırılma anındaki gerçek bir kayma gerilimi değildir. Bu sonuç sadece aynı konuyla ilgili bir dizi testten elde edilen sonuçlarla karşılaştırma yapmak için kullanılabilir.

EN 2563 standardı, kısa kiriş yöntemi kullanılarak elyaf takviyeli plastik kompozitlerin görünür katmanlar arası kesme mukavemetini belirleme yöntemini belirten bir Avrupa standardıdır.

Bu standart, şunları yapmak için standart bir test prosedürü sağlar:

• Kompozit malzemelerin katmanlar arası kayma özelliklerini değerlendirmek

• Farklı laboratuvarlar ve endüstriler arasında test sonuçlarının tutarlılığını ve karşılaştırılabilirliğini sağlamak
• Kompozit yapıların malzeme seçimi, kalite kontrolü ve tasarım doğrulamasında yardımcı olmak

Interlaminar kayma mukavemeti, malzemenin katmanlar (laminalar) arasında kaymaya karşı direnç gösterme yeteneğini temsil eder. Özellikle delaminasyonun önemli bir arıza modu olabileceği karbon fiber veya cam fiber kompozitler gibi katmanlı malzemelerde kritik öneme sahiptir.

Bu standart, şu nedenlerle gerekli görülmektedir:

• Tasarım güvencesi: Mühendislerin havacılık, otomotiv, denizcilik ve inşaat uygulamalarında kullanılan kompozitlerin delaminasyon olmadan kesme yüklerine dayanabilmesini sağlamalarına yardımcı olur.
• Kalite kontrol: Üretici firmalar, kompozit parçalarının performans özelliklerini karşıladığını doğrulamak için EN 2563 standardı yöntemini kullanır.
• Standartlaştırma: EN 2563 gibi bir standart olmadan, farklı test yöntemleri karşılaştırılamaz sonuçlar verebilir ve bu da malzeme kalitesini veya performansını güvenilir bir şekilde değerlendirmeyi zorlaştırır.
• Yasal düzenlemelere uygunluk: Birçok endüstri, malzemelerin güvenlik açısından kritik uygulamalarda kullanılmadan önce belirli standartları karşılamasını gerektirir.

Karbon fiber takviyeli plastikler, genellikle epoksi olan ve karbon fiberlerle takviye edilmiş bir polimer matristen yapılmış kompozit malzemelerdir. Karbon fiberler olağanüstü güç ve sertlik sağlarken, polimer matris fiberleri bağlar ve yükleri dağıtır. Bu kombinasyon, hafif, güçlü ve dayanıklı bir malzemeyle sonuçlanır ve bu da onu yüksek performanslı uygulamalar için ideal hale getirir.

Karbon fiber takviyeli plastiklerin temel özellikleri şunlardır:

• Yüksek mukavemet-ağırlık oranı: Çelikten daha güçlü ancak çok daha hafif, ağırlığa duyarlı uygulamalar için idealdir.
• Sertlik: Yüksek elastikiyet modülü, yük altında deformasyona karşı direnç gösterir.
• Korozyon direnci: Metallerin aksine, karbon fiber takviyeli plastikler aşınmaz ve zorlu ortamlarda dayanıklılığı artırır.
• Yorulma direnci: Döngüsel yükleme altında mükemmel performans, onları dinamik uygulamalar için uygun hale getirir.
• Isıl stabilite: Düşük termal genleşme ve geniş bir sıcaklık aralığında iyi performans.
• Tasarım esnekliği: Karmaşık şekillere kalıplanabilir, bu da özel yapısal tasarımlara olanak tanır.

Tek yönlü laminatlar, tüm takviye liflerinin bir matris içinde tek bir yönde hizalandığı kompozit malzemelerdir, tipik olarak epoksi gibi bir polimerdir. Bu hizalama, laminata lif yönü boyunca yüksek mukavemet ve sertlik kazandırır, ancak buna dik olarak çok daha düşük özellikler verir. Kirişler veya yapısal bileşenler gibi belirli yönsel mukavemetin gerekli olduğu havacılık, otomotiv veya spor malzemeleri gibi uygulamalarda kullanılır. Genellikle karbon veya cam olan lifler, onları bir arada tutmak ve yükleri aktarmak için matrise gömülür.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “EN 2563 Havacılık serisi - Karbon fiber takviyeli plastikler - Tek yönlü laminatlar - Görünür tabakalar arası kesme mukavemetinin belirlenmesi” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.