Honeycomb (Bal Peteği) Yapısı Nedir? Ne İşe Yarar? Nasıl Üretilir?

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 benzerlik gösterdiği için Honeycomb yani Bal Peteği yapı ismini almıştır. Bal peteği yapılar alt üst katman arasına çekirdek yapının bir yapıştırıcı yardımı ile birleştirilmesi ile oluşturulmaktadır. Petekli kompozit yapılar yaklaşık olarak 1940 yılından sonra havacılık sektöründe, uçakların gövde panellerinde kullanılmaya başlanmıştır.

Honeycomb (Bal Peteği) Yapısı Ne İşe Yarar?

Malzemenin kullanımın gerçekleştirileceği şartlar ve ortam kullanılacak malzemenin sahip olması gereken özellikleri belirleyen ölçütlerdir. Bu ölçütler arasında; yorulma, sürünme, sıcaklık, çevre, korozyon, rijitlik, mukavemet, hafiflik, insan ve maliyet faktörü sayılabilir. Fakat hava araçlarında en önemli husus ağırlık olduğu için bal peteği gibi hafif yapılara ihtiyaç vardır.

İlginizi Çekebilir: Uçaklar Neden Beyaz İz Bırakır

Bal peteği yapıların ağırlık/mukavemet oranının önemli olduğu yerlerde (otomotiv, demiryolu, hava araçları gibi) kullanılır. Aynı zamanda çarpışmalarda enerji absorbe etmede kullanılırlar. Örneğin, yüksek hızlı trenlerin ön kısımlarında ve otomobil şaselerinde kullanılan petek yapılar kaza anındaki darbeleri absorbe ederek yaşam hücresi oluşturur yolcuların ve sürücünün hayatını korumada, yaralanmaların azalmasında pasif güvenlik sistemi olarak kazanın olumsuz yönlerini ortadan kaldırmak için kullanılır.

Eksenleri ve açıklıkları her zaman yatay düzendedir. Çekirdeğin altıgen yapı şeklinde olması, en küçük yüzey alanda en geniş kaplamayı elde etmemizi sağlar. Yani yüzey malzemelerle birleştiği noktada plakalara temas yüzeyleri az olmasına karşın kapladığı alan geniştir. Bu sayede altıgen yapı ile az malzeme kullanımı gerçekleştirilerek istenen kafes yapı elde edilir.

Honeycomb Yapı Alt Üst Katman

Alt ve üst katmanın esas görevi eğme ve kayma direnci sağlamaktır. Alt üst katman alüminyum çelik, paslanmaz çelik, karbon/epoksi, cam elyaf/epoksi, aramid/epoksi, kontrplak, kağıt gibi yapılardan oluşmaktadır. Genelde çalışmalarda alt üst tabaka aynı kullanılmaktadır. Farklı yüzeyler farklı genleşme katsayılarına sahip olacaklarından yapıda yüzey bozulmasına sebep olmaktadır.

İlginizi Çekebilir: Türkiye’de Üretilen 3 Yerli İnsansız Hava Aracı (İHA)

Honeycomb Yapı Çekirdek

Günümüzde çok çeşitli çekirdek yapılar kullanılmaktadır. Bal peteği yapılarda esas mekanik davranışı karşılayan kısımdır. Bal peteği yapılardaki çekirdekler farklı yapılarda (altıgen, kare, dikdörtgen, zigzag, elipsoit, yumurta kolisi vb.), içi boşluklu, içi dolu, farklı malzemelerden (köpük, alüminyum, balsa ağacı, bakır, kağıt, epoksi vb.), farklı birleştirme yöntemleriyle (yapıştırma, kalıplama vb.) oluşturulmaktadır. Alt taraftaki resimde farklı çekirdek yapıları görülmektedir.

Bal Peteği Çekirdek Yapısı Nasıl Üretilir?

Bal peteği yapılarda çekirdek genelde altıgen olarak üretilir. Bağlantı noktalarından yapıştırıcı vasıtası ile çekirdeği oluşturan parçalar birbirine bağlanmaktadır. Bal peteği sandviç yapıların kullanımı çekirdek malzemenin alt ve üst yüzeye yapıştırma işleminin mükemmelleşmesiyle yaygın bir hale gelmiştir.

Çekirdek yapıda birim alana düşen hücre sayısı, bağlantı kalınlığı arttıkça çekirdek yapıların eğme, basma, soyma, kesme ve darbe kuvvetlerine karşı mukavemetleri artmaktadır. Çekirdek yapıların kesme gerilmelerine karşı davranışları zayıftır. Kesme gerilmesine dayanım hücre sayısı ve alt üst katmanlar değiştirilerek arttırılmaktadır.

Bal Peteği Yapıların Üretim Yöntemleri

Metalik esaslı petek yapılar genelde kıvırma veya uzatma yöntemi ile üretilirler. Kıvırma yönteminde şerit levhalar istenilen ölçüde kıvrılarak düğüm noktalarına yapıştırıcı sürülmesi ile üst üste yığılarak oluşturulur. Uzatma yönteminde rulo halindeki çekirdek malzemesinin yapıştırıcı sürülmesi, rulo halindeki malzemenin üst üste dizilmesi ve sonra istenilen kalınlıkta kesilip çekilmesi ile oluşturulmaktadır. Üretim sonunda yapıda kalan yapıştırıcı veya çapak gibi malzemeler kullanılmadan önce temizlenmelidir.  Bal peteği kompozit malzemeleri üretmede; sıcak pres metodu, vakum metodu ve kalıp yöntemiyle üretim metodu olmak üzere üç üretim yöntemi vardır.

İlginizi Çekebilir: Uçaklar Yere İndikten Sonra Nasıl Durabiliyor?

Honeycomb Uygulama Alanları

Honeycomb Çekirdek ve Honeycomb Paneller hafifliğin istendiği; ağırlığın kritik problem olduğu ve aynı zamanda yüksek mukavemet ve rijitlik istenen mimari yapılarda, endüstriyel tesislerde, havacılık, denizcilik ve uzay sanayinde, stadyum, spor salonları, kongre merkezleri, hava alanları, hızlı tren, metro, gemi, yat, tekne, karavan, prefabrik konut, konteyner, mantolama, ambalaj sanayi, mobilya sanayi, duvar panelleri, iç dekorasyon, asma tavan, çatı panelleri, engelli rampaları, taşınabilir rampalar, clean room (temiz oda) ve benzeri sonsuz kulanım alanına sahiptir.

Yangın önleme, geciktirme ve sönümlendirme etkisi, ısı, ses ve akustik yalıtımı, yüksek darbe, delaminasyon ömrü, eğilme, basma, rüzgar dayanımı, korozyon küf, mantar, bakteri oluşumunu engelleyici, kimyasal direnci yüksek, mukavemetli ileri teknoloji malzemelerdir. Klasik dekorasyon, ahşap, çelik veya alüminyum uygulamaları ile üretilen kapı, panel, mobilya gibi malzemeler bir yapının veya geminin ağırlığını artıran en önemli unsur olarak gözümüze çarpmaktadır.

İlginizi Çekebilir: Turboprop Motor Nedir? Özellikleri Nelerdir?

Günümüzde, kara, deniz, hava ve uzay araçlarında, tüm yapılarda, savunma sanayinde, birçok endüstri kolunda ve günlük hayatın içine girmiş farklı ürünlerin imalatında, yüksek mukavemetli fakat “hafif” ürünler kullanmak neredeyse bir zorunluluk haline gelmiştir. Birçok malzemeyi “masif” olarak kullanmanın ekonomik ya da mümkün olmadığı anlaşıldığından, çeşitli kombinasyonlarla sandviç ürün haline getirilmiş panellerin projelerde daha fazla yer almaya başlamıştır. Panel haline getirilmiş sandviç panellerin temel özelliği; hafif bir çekirdek ve onu saran, katmanlayan bir (ya da daha fazla sayıda) başka malzemeden oluşmalarıdır. Bu amaçla giderek daha fazla kullanım alanı bulan alüminyum çekirdekli paneller, hafiflik, basma ve kesme dayanımı, aleve dayanıklılık, aşınmaya dayanıklılık, korozyona dayanıklılık ve kolay işlenebilirlik özellikleri nedeniyle, kara, deniz yapılarında ve araçlarda önemli avantajlar sağlar.

Kaynak:

  • Experımental And Theoretıcal Investıgatıon Of Mechanıcal Behavıors Of Honeycomb Structures By Usıng Nano Partıcle Reınforced Adhesıve / Harun Akkus
  • Sandviç Kompozitlerde “Balpeteği” Yapısının Optimizasyonu / Aydın Ugur Ozturk

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Honeycomb (Bal Peteği) Yapısı Nedir? Ne İşe Yarar? Nasıl Üretilir?

0