ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo

Malzeme Seçimi ve Tasarımı

•Download as PPTX, PDF•
•
Alper GÜNEREN
Alper GÜNEREN

Balistik koruyucu yelek tasarımı

1 of 43
Downloaded 176 times
BALİSTİK KORUYUCU YELEK MMM 4711 TASARIM VE MALZEME SEÇİMİ Alper GÜNEREN 2010512022 Eray KAPLAN 2010512025 Furkan KARADUMAN 2010512028 Uğur KARAALİ 2010512026 Proje Yöneticisi Proje Danışmanı Prof.Dr.Kazım ÖNEL Doç. Dr. Uğur MALAYOĞLU
İÇİNDEKİLER Koruyucu Yelek Nedir? Beklenen Özellikler Tasarım Kevlar Üretimi Kalite Kontrol
Malzeme Seçimi ve Tasarımı
NEDEN KORUYUCU YELEK  Daha öncelerde savunma sanayiinde kullanılan çelik yeleklerin bir takım olumsuz özelliklerinden dolayı yeni koruyucu yelek tasarımlarına ihtiyaç duyulmuştur.  Kullanılan koruyucu çelik yeleğin -Üretim maliyeti -Ağır oluşu -Gelişen teknolojiye ayak uyduramaması alternatif bir tasarımın geliştirilmesine neden olmuştur.
Amaç  Kurşun geçirmez yelek ya da balistik koruyucu yelek, ateşli silahlardan çıkan kurşunların etkisini azaltmak ve patlama sonucunda oluşabilecek şarapnelden korunmak amacıyla giyilen bir kişisel zırhtır.  İhtiyaç duyulan gereksinimlerin karşılanması doğrultusunda tasarlanması planlanan koruyucu ürünün; savunma sanayiinde ve savaş donanımlarında daha verimli sonuçlar sağlaması hedeflenmektedir.  Temel amaç koruyucu yeleğin minimum kütlede olmasıdır.
Balistik Koruyucu Yelek
• Yumuşak yelekler, örülmüş ya da katmanlar halinde hazırlanmış liflerden oluşur ve giyen kişiyi küçük kalibreli tabanca ve çifte mermileri el bombası gibi patlayıcıların şarapnel parçalarından korur. • Metal ya da seramik levhalar da yeleklerde tüfek fişeklerine karşı ekstra koruma sağlamak amacıyla kullanılabilir Balistik Koruyucu Yelek
Beklenen Özellikler
Balistik dayanım özelliği mermi veya fragmantların enerjisini kendi üzerlerine yayarak azaltma ve noktasal etkiyi yok etme esasına dayanır. Balistik koruyucu sistemlerin enerji absorbsiyon özellikleri üzerinde etkili olan faktörleri;  Kullanılan lifin özellikleri  Kumaş sıklığı  Gramajı  Kaç kat kumaş kullanıldığı  Atılan merminin büyüklüğü ve şekli  Vuruş hızı ve vuruş açışı olarak sayabiliriz.
Balistik Dayanım • Yelekte kullanılan her bir katman merminin enerjisini azaltır. Her bir katmanda merminin ani darbe enerjisi lifler tarafından absorbe edilir ve dokuma kumaş yapısal özelliğinden dolayı diğer liflere iletilerek yayılır. • Enerjinin diğer liflere transferi sonraki kumaş katmanlarına da yayılarak devam eder. Bu özellikten dolayı noktasal ani darbe enerjisi çok geniş bir alana yayılarak etkisini önemli ölçüde kaybeder.
Malzeme Seçimi ve Tasarımı
 Balistik dayanım, limiti mermi hızına bağlı olarak açıklanır ve merminin kumaştan geçmeye başladığı hız ile tanımlanır.  Birbirine bitişik iplikler üzerinde ani darbe şokunun konumu enine yönde şok dalgalanmasının yayılma hızına ve kumaştaki atkı ve çözgü ipliklerinin kalınlığına bağlıdır.
Hafiflik  Balistik koruyucu yeleklerde aranan bir diğer önemli özelliklerden biride minimum yoğunluktur. Yani malzemenin olduğunca hafif olmasıdır.  Balistik koruma performansı kumaş gramajına ve yelekte kullanılan katman sayısına bağlı olarak artar.  Bununla birlikte yeleğin ağırlığı da artar ve aynı zamanda maliyeti yükselir. Bu iki özellik birbirleriyle tezattırlar ve mutlaka her yelek tipi için doğru bir şekilde optimize edilmelidir.
Mukavemet ve Tokluk  Tokluk, bir malzemenin kırılmadan önce sönümlediği enerjinin bir ölçüsüdür. Bir malzemenin kırılmadan bir darbeye dayanması yeteneği söz konusu olduğunda önem kazanan bir mühendislik özelliğidir.  Mukavemet ise malzemenin hasara karşı gösterdiği direnç olarak nitelendirilebilir. - Akma Dayanımı - Çekme Dayanımı - Kopma Gerilmesi
Mukavemet ve Tokluk
Esneklik  Balistik koruyucu yelek yapımında dikkat edilmesi gereken önemli özelliklerden biriside malzemenin esnekliğidir. Çünkü balistik koruyucu yelek kullanıcıların hareketini kısıtlamamalı ve rahat bir şekilde hareket etmeleri sağlamalıdır.  Eskiden ağır ve esnek olmayan çelik yeleklerin yerine , “Kevlar” adı verilen bu iplikle, yelekler esnek ve hafif (ortalama 5 kg.) bir hale geldi.
Malzeme Seçimi ve Tasarımı
Malzeme Seçimi ve Tasarımı
Fonksiyon-Özellik Tablosu Parça Fonksiyon Özellik I. Ana Malzeme i. Kurşun tarafından uygulanan darbeyi sönümleyerek ara malzemeye iletmek. i. Ergonomik olmalı ii. Mukavim olmalı iii. Uygulanan darbe altında formunu korumalı iv. Kırılgan olmamalı v. Hafif olmalı vi. Kullanıcının hareketini engellemeyecek esnek ve şekil değiştirebilir olmalı I. Ara Malzeme i. Darbe enerjisini yaymak ve yok etmek. i. Yüksek ıslatabilirlik ii. Ana malzemenin ipliklerini bir arada tutmalı iii. Bir noktadan darbeyi homojen olarak yayma I. Dış kumaş i. Kaplama i. Su geçirmemeli ii. Ana malzemeyi darbe dışındaki etkenlerden korumalı
Ana Malzeme Tasarım Tablosu Tasarım Tablosu Fonksiyon Balistik darbe sönümleme yapan kiriş Hedef Minimum kütle Kısıtlar Malzeme boyutları KIC <KICo şartı (Kırılma tokluğu yeterince yüksek olmalı) Mukavemet (F kuvvetini sınırlı çökme ile taşımalı) Serbest Değişken Malzeme cinsi
İndeksler Kırılma Tokluğu için malzeme indeksi: 𝑴 𝟏 = 𝑲 𝑰𝑪 𝝈 𝒇 Elastik çökme için malzeme indeksi: 𝑴 𝟐 = 𝑬 𝟏 𝟐 𝝆 Kalınlık sınırı için malzeme indeksi 𝑴 𝟑 = 𝝈 𝒇
Ana Malzeme Seçimi 𝑴 𝟏 = 𝑲 𝑰𝑪 𝝈 𝒇 Kırılma Tokluğu için malzeme indeksi: 𝑴 𝟑 = 𝝈 𝒇
Malzeme İndeks M = 𝐊 𝟏𝐜 𝛔 𝐟 [m1/2] Genel Özellikler Alüminyum alaşımları 0,20  İndeksi yüksek olmasına rağmen ergonomik ve hafiflik yönünden ana malzeme için uygun değildir dış kaplama olarak kullanılabilir. Çelik 0,16  Koruyucu yelek olarak kullanılan malzemelerdir. Yüksek dayanımlı kompozitlerin bulunması ile önemini kaybetmiştir. Titanyum alaşımları 0,15  Pahalı ve yoğunluğu yüksektir. Magnezyum alaşımları 0,14  Mukavemeti yeterli seviyede değildir. Gerekli dayanım için kalın bir yelek tasarımı yapılır fakat hafiflik sağlanamaz. Kompozitler 0,11  İndeksi diğerlerine göre düşük görülmesine rağmen takviye malzemeleri ile metallere göre çok dayanıklı özelliklere bürünmektedirler.  Mikro şekil faktörü toleransı ile hafif ve özel üretim teknikleri ile darbe enerjisi yayma özellikleri çok yüksektir.
Elastik çökme için malzeme indeksi: 𝑴 𝟐 = 𝑬 𝟏 𝟐 𝝆
Kompozitler Malzeme Yoğunluk (g/cm3) Çekme Dayanımı (MPa) Modülüs (GPa) E-Cam 2.55 2000 80 S-Cam 2.49 4750 89 Alüminyum 3.28 1950 297 Karbon 2.00 2900 525 Kevlar 29 1.44 2860 64 Kevlar 49 1.44 3750 136
Performans Sıralaması Malzeme İndeks M = E1/2/ρ [GPa1/2/ mgm-3] Genel Özellikler Karbon fiber 11,46  Ultraviyole ışında bozunurlar.  Birleşme özellikleri kötü olabilir ve üretim sonucu mikro çatlak oluşabilir. Kevlar 49 8,09  İndeksi yüksektir ama sünekliği düşüktür. Kevlar 29 5,55  Yaygın olarak tercih edilen koruyucu yelek malzemesidir. Alumina(Al2O3) 5,25  Kevlare göre indeksi düşüktür.  Hareket kabiliyetini kısıtlayıcıdır. S-Cam 3,79  Kevlare göre indeksi düşüktür.  Kevlare alternatiftir. E-Cam 3,51  İndeksi düşüktür.
Malzeme Seçimi ve Tasarımı
Ara Malzeme 1. Silika bazlı dolgu malzemesi Kevlar kumaşı 2 bar basınç altında %60 silika oranına sahip silika bazlı sıvı (STF) içine gömüldüğünde 465 g/m2 yoğunluğundayken 129.3 J enerji absorblayabilmiştir. 2. Reçine dolgu malzemesi Epoksi+mantar, epoksi+kil ve epoksi+kil+mantar matrislerinin içine yerleştirilmiş Kevlar liflerinin darbe enerjilerini %75-80’i absorblanabilmiştir. 3. Toz alümina (Al2O3) dolgu malzemesi Kevlar-29 lif ve Al2O3 toz takviyeli kompozit malzemeler kalınlık oranına bağlı olarak yaklaşık 20mm kalınlıkta 600J’e kadar enerji sönümleyebilmektedir
Malzeme Seçimi ve Tasarımı
b) b a) saf epoksi reçine matrisli Kevlar, b) b) nanokil ile doldurulmuş epoksimatrisli kevlar a)
Kevlar Kevlar, çok hafif karbon kökenli çok sağlam liflerden oluşan bir malzemedir. Kevlar günümüzde zırh, sağlam halat yapımı, yanmayan koruyucu giysi yapımında kullanılmaktadır. , Kevlar çok yüksek çekme gerilimine dayanabilen liflerden oluşan ipliksi bir yapıdır. "Aynı ağırlıktaki çelikten 5 kat daha sağlamdır" sloganı ile pazarlanmaktadır. Kevlar; • Dokunabilir • Kumaş haline getirilebilir • Kesilebilir • ve dikilebilir.
Kevlar
Kevlar Önemli özellikleri:  Genellikle rengi sarıdır  Düşük yoğunlukludur.  Yüksek dayanıklılık.  Yüksek darbe dayanımı,  Yüksek aşınma dayanımı,  Yüksek yorulma dayanımı,  Yüksek kimyasal dayanımı vardır.  Kevlar elyaflı kompozitler cam elyaflı kompozitlere göre 35% daha hafiftir.
Üretim Süreci Şekil 10.Aramid monomerinin polimerizasyon şeması [12] Konsantre Sülfürik asitin kullanımından doğan sebeplerden ötürü Kevlar üretimi pahalıdır.
 Bazı balistik koruyucu yelekler müşterinin korunma ihtiyaçlarını veya boyutunu karşılamak için özel olarak yapılır. Ancak çoğu standart koruma yönetmeliklerine uygun (32 en, 38 boy) standart giyim sanayi boyutları vardır.
 Kevlar yapmak için, polimer poli-para-fenilen terefitalamid önce laboratuarda üretilmelir. Bu işlem polimerizasyon olarak bilinen bir işlemdir ve uzun zincirlerin kombine molekül halini içerir.  Çubuklar şeklindeki polimerler ile elde edilen kristal halinde sıvı daha sonra Kevlar iplik oluşturmak üzere bir iplik teli çekme gözünün (bir duş başlığı gibi görünen küçük delikler dolu küçük bir metal plaka) boyunca geçirilir.
 Kevlar Fiber sonra sertleşmesine yardımcı olmak için bir soğutma banyosundan geçer.  Su püskürtülür, daha sonra sentetik kevlar lifi rulo üzerine sarılmaktadır.  Kevlar üreticisi daha sonra, genel olarak bükücüye gönderir, burada kevlar fiber dokuma için uygun hale getirilir.
Malzeme Seçimi ve Tasarımı
 Balistik koruyucu yelekler kevlar liflerinden dokunmuş kumaşlardan birçok kat üst üste dikilerek oluşturulur.  Bu oluşturulan panel şekilli kevlarlar dolgu malzemesi olarak epoksi reçineler kullanılarak yelek kalıbı üzerine belirli açılarla serilir ve vakum destekli reçine infüzyon üretim yöntemleri prosesleri esas alınarak pişirme ve kalıptan çıkarma işlemleri yapılır.
Kalite Kontrol  Balistik koruyucu yeleği oluşturan parçalara çekme testleri uygulanır ve elde edilen kompozisyonların gerilme mukavemetleri test edilir.  Tüm balistik koruyucu yelekler aynı değildir. Bazı yelekler düşük hızlı mermilerden korurken bazıları yüksek hızlı mermilerden koruyabilmektedir.  Yelek düşükten en yüksek koruma yapısına göre sınıflandırılmalıdır. Örnek olarak I, II-A, II, III-A, III, IV gibi sınıflandırılmaları vardır.
 Yelek ıslak ve kuru şekilde test edilir. Çünkü lifler bu ortam içinde farklı özellikler gösterebilir.  Her atış bir önce atılan mesafenin 5 santimetre gerisinden yapılmalıdır. İkisi 300 açı ile diğer dördü 00 açı ile olmak üzere altı atış yapılır. Bir atış illaki dikiş üzerine düşmelidir.  Testi geçmek için yelek penetrasyon göstermemeli ve kil kuklada hiç bir delik oluşmamalıdır. Mermi göçük bırakma sınırı ise 4,4 santimetreden derin olmamalıdır.
Malzeme Seçimi ve Tasarımı
DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER… Projemizde yardımcı olan Tekstil Mühendiliği Bölümüne Teşekkür ederiz. Befru BÜYÜKBAYRAKTAR Almira BÜTÜN

More Related Content

Malzeme Seçimi ve Tasarımı

  • 1. BALİSTİK KORUYUCU YELEK MMM 4711 TASARIM VE MALZEME SEÇİMİ Alper GÜNEREN 2010512022 Eray KAPLAN 2010512025 Furkan KARADUMAN 2010512028 Uğur KARAALİ 2010512026 Proje Yöneticisi Proje Danışmanı Prof.Dr.Kazım ÖNEL Doç. Dr. Uğur MALAYOĞLU
  • 2. İÇİNDEKİLER Koruyucu Yelek Nedir? Beklenen Özellikler Tasarım Kevlar Üretimi Kalite Kontrol
  • 4. NEDEN KORUYUCU YELEK  Daha öncelerde savunma sanayiinde kullanılan çelik yeleklerin bir takım olumsuz özelliklerinden dolayı yeni koruyucu yelek tasarımlarına ihtiyaç duyulmuştur.  Kullanılan koruyucu çelik yeleğin -Üretim maliyeti -Ağır oluşu -Gelişen teknolojiye ayak uyduramaması alternatif bir tasarımın geliştirilmesine neden olmuştur.
  • 5. Amaç  Kurşun geçirmez yelek ya da balistik koruyucu yelek, ateşli silahlardan çıkan kurşunların etkisini azaltmak ve patlama sonucunda oluşabilecek şarapnelden korunmak amacıyla giyilen bir kişisel zırhtır.  İhtiyaç duyulan gereksinimlerin karşılanması doğrultusunda tasarlanması planlanan koruyucu ürünün; savunma sanayiinde ve savaş donanımlarında daha verimli sonuçlar sağlaması hedeflenmektedir.  Temel amaç koruyucu yeleğin minimum kütlede olmasıdır.
  • 7. • Yumuşak yelekler, örülmüş ya da katmanlar halinde hazırlanmış liflerden oluşur ve giyen kişiyi küçük kalibreli tabanca ve çifte mermileri el bombası gibi patlayıcıların şarapnel parçalarından korur. • Metal ya da seramik levhalar da yeleklerde tüfek fişeklerine karşı ekstra koruma sağlamak amacıyla kullanılabilir Balistik Koruyucu Yelek
  • 9. Balistik dayanım özelliği mermi veya fragmantların enerjisini kendi üzerlerine yayarak azaltma ve noktasal etkiyi yok etme esasına dayanır. Balistik koruyucu sistemlerin enerji absorbsiyon özellikleri üzerinde etkili olan faktörleri;  Kullanılan lifin özellikleri  Kumaş sıklığı  Gramajı  Kaç kat kumaş kullanıldığı  Atılan merminin büyüklüğü ve şekli  Vuruş hızı ve vuruş açışı olarak sayabiliriz.
  • 10. Balistik Dayanım • Yelekte kullanılan her bir katman merminin enerjisini azaltır. Her bir katmanda merminin ani darbe enerjisi lifler tarafından absorbe edilir ve dokuma kumaş yapısal özelliğinden dolayı diğer liflere iletilerek yayılır. • Enerjinin diğer liflere transferi sonraki kumaş katmanlarına da yayılarak devam eder. Bu özellikten dolayı noktasal ani darbe enerjisi çok geniş bir alana yayılarak etkisini önemli ölçüde kaybeder.
  • 12.  Balistik dayanım, limiti mermi hızına bağlı olarak açıklanır ve merminin kumaştan geçmeye başladığı hız ile tanımlanır.  Birbirine bitişik iplikler üzerinde ani darbe şokunun konumu enine yönde şok dalgalanmasının yayılma hızına ve kumaştaki atkı ve çözgü ipliklerinin kalınlığına bağlıdır.
  • 13. Hafiflik  Balistik koruyucu yeleklerde aranan bir diğer önemli özelliklerden biride minimum yoğunluktur. Yani malzemenin olduğunca hafif olmasıdır.  Balistik koruma performansı kumaş gramajına ve yelekte kullanılan katman sayısına bağlı olarak artar.  Bununla birlikte yeleğin ağırlığı da artar ve aynı zamanda maliyeti yükselir. Bu iki özellik birbirleriyle tezattırlar ve mutlaka her yelek tipi için doğru bir şekilde optimize edilmelidir.
  • 14. Mukavemet ve Tokluk  Tokluk, bir malzemenin kırılmadan önce sönümlediği enerjinin bir ölçüsüdür. Bir malzemenin kırılmadan bir darbeye dayanması yeteneği söz konusu olduğunda önem kazanan bir mühendislik özelliğidir.  Mukavemet ise malzemenin hasara karşı gösterdiği direnç olarak nitelendirilebilir. - Akma Dayanımı - Çekme Dayanımı - Kopma Gerilmesi
  • 16. Esneklik  Balistik koruyucu yelek yapımında dikkat edilmesi gereken önemli özelliklerden biriside malzemenin esnekliğidir. Çünkü balistik koruyucu yelek kullanıcıların hareketini kısıtlamamalı ve rahat bir şekilde hareket etmeleri sağlamalıdır.  Eskiden ağır ve esnek olmayan çelik yeleklerin yerine , “Kevlar” adı verilen bu iplikle, yelekler esnek ve hafif (ortalama 5 kg.) bir hale geldi.
  • 19. Fonksiyon-Özellik Tablosu Parça Fonksiyon Özellik I. Ana Malzeme i. Kurşun tarafından uygulanan darbeyi sönümleyerek ara malzemeye iletmek. i. Ergonomik olmalı ii. Mukavim olmalı iii. Uygulanan darbe altında formunu korumalı iv. Kırılgan olmamalı v. Hafif olmalı vi. Kullanıcının hareketini engellemeyecek esnek ve şekil değiştirebilir olmalı I. Ara Malzeme i. Darbe enerjisini yaymak ve yok etmek. i. Yüksek ıslatabilirlik ii. Ana malzemenin ipliklerini bir arada tutmalı iii. Bir noktadan darbeyi homojen olarak yayma I. Dış kumaş i. Kaplama i. Su geçirmemeli ii. Ana malzemeyi darbe dışındaki etkenlerden korumalı
  • 20. Ana Malzeme Tasarım Tablosu Tasarım Tablosu Fonksiyon Balistik darbe sönümleme yapan kiriş Hedef Minimum kütle Kısıtlar Malzeme boyutları KIC <KICo şartı (Kırılma tokluğu yeterince yüksek olmalı) Mukavemet (F kuvvetini sınırlı çökme ile taşımalı) Serbest Değişken Malzeme cinsi
  • 21. İndeksler Kırılma Tokluğu için malzeme indeksi: 𝑴 𝟏 = 𝑲 𝑰𝑪 𝝈 𝒇 Elastik çökme için malzeme indeksi: 𝑴 𝟐 = 𝑬 𝟏 𝟐 𝝆 Kalınlık sınırı için malzeme indeksi 𝑴 𝟑 = 𝝈 𝒇
  • 22. Ana Malzeme Seçimi 𝑴 𝟏 = 𝑲 𝑰𝑪 𝝈 𝒇 Kırılma Tokluğu için malzeme indeksi: 𝑴 𝟑 = 𝝈 𝒇
  • 23. Malzeme İndeks M = 𝐊 𝟏𝐜 𝛔 𝐟 [m1/2] Genel Özellikler Alüminyum alaşımları 0,20  İndeksi yüksek olmasına rağmen ergonomik ve hafiflik yönünden ana malzeme için uygun değildir dış kaplama olarak kullanılabilir. Çelik 0,16  Koruyucu yelek olarak kullanılan malzemelerdir. Yüksek dayanımlı kompozitlerin bulunması ile önemini kaybetmiştir. Titanyum alaşımları 0,15  Pahalı ve yoğunluğu yüksektir. Magnezyum alaşımları 0,14  Mukavemeti yeterli seviyede değildir. Gerekli dayanım için kalın bir yelek tasarımı yapılır fakat hafiflik sağlanamaz. Kompozitler 0,11  İndeksi diğerlerine göre düşük görülmesine rağmen takviye malzemeleri ile metallere göre çok dayanıklı özelliklere bürünmektedirler.  Mikro şekil faktörü toleransı ile hafif ve özel üretim teknikleri ile darbe enerjisi yayma özellikleri çok yüksektir.
  • 24. Elastik çökme için malzeme indeksi: 𝑴 𝟐 = 𝑬 𝟏 𝟐 𝝆
  • 25. Kompozitler Malzeme Yoğunluk (g/cm3) Çekme Dayanımı (MPa) Modülüs (GPa) E-Cam 2.55 2000 80 S-Cam 2.49 4750 89 Alüminyum 3.28 1950 297 Karbon 2.00 2900 525 Kevlar 29 1.44 2860 64 Kevlar 49 1.44 3750 136
  • 26. Performans Sıralaması Malzeme İndeks M = E1/2/ρ [GPa1/2/ mgm-3] Genel Özellikler Karbon fiber 11,46  Ultraviyole ışında bozunurlar.  Birleşme özellikleri kötü olabilir ve üretim sonucu mikro çatlak oluşabilir. Kevlar 49 8,09  İndeksi yüksektir ama sünekliği düşüktür. Kevlar 29 5,55  Yaygın olarak tercih edilen koruyucu yelek malzemesidir. Alumina(Al2O3) 5,25  Kevlare göre indeksi düşüktür.  Hareket kabiliyetini kısıtlayıcıdır. S-Cam 3,79  Kevlare göre indeksi düşüktür.  Kevlare alternatiftir. E-Cam 3,51  İndeksi düşüktür.
  • 28. Ara Malzeme 1. Silika bazlı dolgu malzemesi Kevlar kumaşı 2 bar basınç altında %60 silika oranına sahip silika bazlı sıvı (STF) içine gömüldüğünde 465 g/m2 yoğunluğundayken 129.3 J enerji absorblayabilmiştir. 2. Reçine dolgu malzemesi Epoksi+mantar, epoksi+kil ve epoksi+kil+mantar matrislerinin içine yerleştirilmiş Kevlar liflerinin darbe enerjilerini %75-80’i absorblanabilmiştir. 3. Toz alümina (Al2O3) dolgu malzemesi Kevlar-29 lif ve Al2O3 toz takviyeli kompozit malzemeler kalınlık oranına bağlı olarak yaklaşık 20mm kalınlıkta 600J’e kadar enerji sönümleyebilmektedir
  • 30. b) b a) saf epoksi reçine matrisli Kevlar, b) b) nanokil ile doldurulmuş epoksimatrisli kevlar a)
  • 31. Kevlar Kevlar, çok hafif karbon kökenli çok sağlam liflerden oluşan bir malzemedir. Kevlar günümüzde zırh, sağlam halat yapımı, yanmayan koruyucu giysi yapımında kullanılmaktadır. , Kevlar çok yüksek çekme gerilimine dayanabilen liflerden oluşan ipliksi bir yapıdır. "Aynı ağırlıktaki çelikten 5 kat daha sağlamdır" sloganı ile pazarlanmaktadır. Kevlar; • Dokunabilir • Kumaş haline getirilebilir • Kesilebilir • ve dikilebilir.
  • 33. Kevlar Önemli özellikleri:  Genellikle rengi sarıdır  Düşük yoğunlukludur.  Yüksek dayanıklılık.  Yüksek darbe dayanımı,  Yüksek aşınma dayanımı,  Yüksek yorulma dayanımı,  Yüksek kimyasal dayanımı vardır.  Kevlar elyaflı kompozitler cam elyaflı kompozitlere göre 35% daha hafiftir.
  • 34. Üretim Süreci Şekil 10.Aramid monomerinin polimerizasyon şeması [12] Konsantre Sülfürik asitin kullanımından doğan sebeplerden ötürü Kevlar üretimi pahalıdır.
  • 35.  Bazı balistik koruyucu yelekler müşterinin korunma ihtiyaçlarını veya boyutunu karşılamak için özel olarak yapılır. Ancak çoğu standart koruma yönetmeliklerine uygun (32 en, 38 boy) standart giyim sanayi boyutları vardır.
  • 36.  Kevlar yapmak için, polimer poli-para-fenilen terefitalamid önce laboratuarda üretilmelir. Bu işlem polimerizasyon olarak bilinen bir işlemdir ve uzun zincirlerin kombine molekül halini içerir.  Çubuklar şeklindeki polimerler ile elde edilen kristal halinde sıvı daha sonra Kevlar iplik oluşturmak üzere bir iplik teli çekme gözünün (bir duş başlığı gibi görünen küçük delikler dolu küçük bir metal plaka) boyunca geçirilir.
  • 37.  Kevlar Fiber sonra sertleşmesine yardımcı olmak için bir soğutma banyosundan geçer.  Su püskürtülür, daha sonra sentetik kevlar lifi rulo üzerine sarılmaktadır.  Kevlar üreticisi daha sonra, genel olarak bükücüye gönderir, burada kevlar fiber dokuma için uygun hale getirilir.
  • 39.  Balistik koruyucu yelekler kevlar liflerinden dokunmuş kumaşlardan birçok kat üst üste dikilerek oluşturulur.  Bu oluşturulan panel şekilli kevlarlar dolgu malzemesi olarak epoksi reçineler kullanılarak yelek kalıbı üzerine belirli açılarla serilir ve vakum destekli reçine infüzyon üretim yöntemleri prosesleri esas alınarak pişirme ve kalıptan çıkarma işlemleri yapılır.
  • 40. Kalite Kontrol  Balistik koruyucu yeleği oluşturan parçalara çekme testleri uygulanır ve elde edilen kompozisyonların gerilme mukavemetleri test edilir.  Tüm balistik koruyucu yelekler aynı değildir. Bazı yelekler düşük hızlı mermilerden korurken bazıları yüksek hızlı mermilerden koruyabilmektedir.  Yelek düşükten en yüksek koruma yapısına göre sınıflandırılmalıdır. Örnek olarak I, II-A, II, III-A, III, IV gibi sınıflandırılmaları vardır.
  • 41.  Yelek ıslak ve kuru şekilde test edilir. Çünkü lifler bu ortam içinde farklı özellikler gösterebilir.  Her atış bir önce atılan mesafenin 5 santimetre gerisinden yapılmalıdır. İkisi 300 açı ile diğer dördü 00 açı ile olmak üzere altı atış yapılır. Bir atış illaki dikiş üzerine düşmelidir.  Testi geçmek için yelek penetrasyon göstermemeli ve kil kuklada hiç bir delik oluşmamalıdır. Mermi göçük bırakma sınırı ise 4,4 santimetreden derin olmamalıdır.
  • 43. DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER… Projemizde yardımcı olan Tekstil Mühendiliği Bölümüne Teşekkür ederiz. Befru BÜYÜKBAYRAKTAR Almira BÜTÜN