TUSAŞ'ta termoplastik kompozit üretimi

TUSAŞ tarafından 2 ayda bir yayımlanan “TUSAŞ MAG” dergisinin 119. sayısında TUSAŞ’taki termoplastik kompozit üretimi ile ilgili bir yazıya yer veriliyor.

TUSAŞ MAG dergisinin 119. sayısına, mobil uygulamamızın dergi bölümünden ücretsiz olarak ulaşabilirsiniz.

Dergide yer alan “Termoplastik Kompozitler Gelecek İçin Hazırlanıyor” başlıklı yazıyı, takipçilerimize sunuyoruz:

TERMOPLASTİK KOMPOZİTLER GELECEK İÇİN HAZIRLANIYOR

Termoset malzemelerin kullanıldığı havacılık sektörüne hızlı ve üretim kolaylığı avantajıyla damga vuran termoplastik malzemelerin birkaç yıl içerisinde sektördeki hâkimiyet sağlayabileceği öngörülüyor. Bu alanda yatırım yapmaya ve insan kaynağı yetiştirmeye başlayan şirketimiz, bünyesine kazandırdığı teknolojilerle şimdiden rakiplerinden sıyrılmış durumda. Termoplastik kompozitlerin üretim süreci Malzeme Mühendisliği ve İnovasyon Müdürlüğü tarafından yürütülürken, birçok birimimiz diğer projelerimizde olduğu gibi yine büyük bir iş birliği içerisinde hareket ediyor.

Termoplastik, günlük hayatımızda kullandığımız plastik malzemelerin bir türü olarak karşımıza çıkıyor. Termoplastik teknik anlamda ise sıcaklık altında yumuşayarak basınç ile kolaylıkla kısa sürede şekillendirilebilen, geri dönüştürülebilir ve hemcinsi malzeme ile kolaylıkla yapıştırılabilir polimer esaslı malzemeler olarak tanımlanıyor.

Termoplastiklerin havacılık sektöründeki önemi

Termoplastiklerin özelliklerini göz önünde bulundurduğumuzda, havacılık sektöründe geleneksel olarak kullanılan termoset malzemelere göre kayda değer avantajlar elde ediliyor. Termoplastik malzemeler, termoset malzemelerden farklı olarak hacimsel olarak geniş, yüksek enerji tüketimi oluşturan ve uzun saatler boyunca proses zamanları gerektiren otoklav ile kürleme işlemi gerektirmiyor. Hidrolik bir pres sisteminde, ısıtılmış kalıplar arasında bir termoplastik plakanın şekillendirilmesi dakikalar içerisinde olabiliyor. Yine aynı çerçevede, üretimden hatalı çıkabilen, ya da kullanım sırasında deformasyona uğrayan parçalar, tamamen çevreye duyarlı bir şekilde, termosetler gibi yakılmadan, geri dönüştürülebiliyor ve yeniden kullanılabiliyor. Ayrıca termoplastik malzemeler kendi türevinden olan termoplastikler ile indüksiyon, rezistans ve ultrasonik kaynak gibi kaynak teknolojileri ile birbirine birleştirilebiliyor ve böylelikle perçin, cıvata gibi bağlantı elemanlarının kullanımını azaltılırken, montaj operasyonlarında hızlı ve otomasyona elverişlilik sağlıyor.

Havacılık sektöründe 15 yıl içinde ise sivil uçak sayısının iki katına çıkması bekleniyor. İşte bu noktada termoplastik malzemeler hızlı üretim süreçleri ile yapısal parçaların üretiminde ön plana çıkıyor. Yapılan hesaplamalara göre sadece üretim sürelerinin kısalmasıyla bile en az yüzde 30 oranında üretim maliyetleri azaltılabiliyor. Şu an kullanımı az olması dolayısıyla yüksek maliyete sahip termoplastiklerin birkaç yıl içerisinde kullanımının artmasıyla birlikte maliyetlerin de azalacağı düşünülüyor.

Termoplastik malzemeler nasıl üretiliyor?

Temel olarak proses döngüsünü elyaf üretimi, termoplastik reçine üretimi, elyaf ile reçinenin birleştirilerek prepreg üretimi, prepreglerden konsolidasyon işlemi ile plaka üretimi ve plakanın şekillendirilerek parça üretimi şeklinde tanımlayabiliriz.

Şirketimizde, termoplastik malzeme şekillendirme prosesinde karbon elyaflar ile takviye edilmiş termoplastik reçineli plakalar kullanılıyor. Termoplastik reçine olarak yüksek performans sınıfında, yüksek mukavemetli malzemeler tercih ediliyor. Şekillendirme prosesi için şu aşamalardan geçiliyor: Plakanın ısıtıcıların bulunduğu bölgede ön ısıtma işlemine tabi tutularak yumuşaması sağlanır. Sonrasında ise hidrolik pres üzerine entegre şekildeki ısıtılmış kalıpların arasında şekillendirilerek parça elde edilir. Şekillendirilen parça takibinde kesim, kalite kontrol ve boyama aşamalarını tamamlayarak montaj hattına sevk edilir. Bu proses adımlarındaki işlem parametreleri üreticilerden gelen talepler ve parça özellik isterleri doğrultusunda iyileştirilir. Şirketimizde termoplastik malzemeler ilk olarak bünyemizde yürütülen Ar-Ge çalışmasının olgunlaştırılması ve ardından üretim sistemine evrilmesi şeklinde gerçekleştirildi. Bu çalışmalarla termoplastikler hakkında birikim ve tecrübe elde edilirken, insan kaynağı da yetiştirildi. Bu alanda şirketimizde yer alan teknolojiler ise dünyanın sayılı havacılık firmalarıyla eş zamanlı olarak tesislerimize kazandırıldı.

Savunma Sanayii Başkanlığı (SSB) bünyesinde 2014 yılında başlayan Ar-Ge niteliğindeki KOZA Projesi ile termoplastik alanında çalışmalara başlayan şirketimiz, imalat gruplarının yurt dışındaki ortaklarla yürüttüğü tasarım geliştirme faaliyetleri ile bu alanda ilerlemesini sürdürdü.

Boeing firması ile TÜBİTAK sponsorluğunda gerçekleştirilen proje ile yerli ve millî imkânlar kullanılarak bünyesinde termoplastik üretim sistemini geliştiren şirketimiz, yerli işletmeler ile ortak çalışarak üretim sistemi tasarladı. Proje kapsamında yapısal uçak parçalarının üretimi gerçekleştiriliyor.

İlk defa termoplastik kompozit üretim kabiliyeti oluşturulan şirketimizde, Boeing ile iş ortağı olarak masaya oturulan anlaşma ile havacılık sektöründe az sayıda şirketten oluşan termoplastik kompozit malzemeden uçak parçası üreticileri arasında yerini aldı. Ayrıca, yakın zamanda sahaya inecek olan HÜRJET, ATAK-2 ve Milli Muharip Uçak (MMU) gibi yerli ürünlerimizde de termoplastik malzemeden yapısal parçaların yer alması için gerekli çalışmalar sürdürülüyor.

Şirketimiz hâlihazırda termoplastik şekillendirme üretim prosesinin altyapısına sahip. Bu sistemin fikri hakları konusunda tüm imtiyazlar, yapılan patent başvuruları doğrultusunda, şirketimize ait. Sistem, müşterilerimizin üretim isterlerini eksiksiz sağlayabilme kabiliyetiyle ön plana çıkıyor.

Sadece Boeing ile yürütülen proje kapsamında tasarım, analiz, üretim ve test süreçlerini yürüten 15 kişilik bir ekip yer alıyor. Bu ekip içerisinde Malzeme Mühendisliği, İnovasyon, Kurumsal Kaynak Yönetim, Prototip İmalat Mühendisliği, Kompozit İmalat ve Yapısal Mühendislik Müdürlüklerimizin bünyesinde görev yapan çalışma arkadaşlarımız mevcut. Tüm projelerimizde olduğu gibi termoplastik üretiminde de ailemizin büyük bir iş birliği içerisinde olduğu görülüyor.

Termoplastik üretminin geleceği

Termoplastik üretiminde iddiasını gözler önüne seren şirketimiz, çalışmalarını var gücüyle sürdürmeye devam ediyor. Bu alanda her geçen gün birbirinden önemli kabiliyetler şirketimize kazandırılıyor.

Mevcut durumda yerli ve millî imkânlarla geliştirdiğimiz, patenti şirketimize ait olan termoplastik malzeme üretim sistemi müşterilerin kriterlerini karşılayabilen belirli boyutlarda yapısal parça üretebilecek. Şirketimiz ayrıca, bünyemizdeki ekipler ile tasarım, analiz ve test konularında üretim isterlerini karşılayabiliyor. Yol haritamızdaki ilk mihenk taşlarından birisi ise çok yakın zamanda faaliyete geçecek olan yeni kompozit binamızda termoplastik malzeme üretim alanının oluşturulmasıdır. Bu alanda boyutsal olarak iyileştirme sağlayacak robotik üniteli pres sistemi kurulacak. Sonrasında, konsolidasyon alanında kabiliyetlerimizi güçlendirmek için tam otomasyonlu konsolidasyon üretim sistemleri elde edilecek, tasarım isterleri doğrultusunda seri hâlde plaka üretim kabiliyeti kazanılacak. Şekillendirme ve konsolidasyon sistemlerinin entegre olarak çalışmasıyla termoplastik malzemede seri üretime geçiş fazı tamamlanmış olacak. Bu sayede şirketimiz, seri üretime yönelik konsolidasyon kabiliyetine sahip Boeing ve diğer iki firma arasında yerini alacak.

Şirketimiz, birkaç yıl içerisinde yılda minimum 1 milyon adet termoplastik malzemeden yapısal parça üretme kabiliyetine sahip olmayı hedefliyor. Aynı zamanda, termoplastik malzemede hâlen geliştirilmekte olan teknolojilere yatırım yapmayı sürdürüyor. Termoplastik kaynak sistemleri, otomatik fiber serme sistemleri ve reçine enjeksiyon teknikleri üzerine de geliştirme çalışmaları tüm hızıyla devam ediyor.