Savunma sanayii endüstrisinde, kara araçları, uçaklar, İHA’lar, deniz araçları, personel koruma ekipmanları üretimlerinde; hafif ağırlığına karşı yüksek dayanımları, dağılmalar da metallere oranla daha az yakın çevreye zarar vermeleri ve daha az bakım gerektiren malzemeler olduklarından, kompozitler yer yer kullanılmaktadır.

Peki, kompozit malzemelerin yapılarını bu kadar güçlü kılan nedir?

    Kompozit malzemeler tanım olarak; iki veya daha fazla bileşen malzemeden üretilen malzemelerdir. Bu bileşen malzemeler, özellikle farklı kimyasal veya fiziksel özelliklere sahiptirler. İstenilen sonuca yönelik uygulama yöntemleriyle ortaya çıkan ürün, bir araya gelen bileşen malzemelerin toplamı kadar fiziksel ve kimyasal özellik gösterir. Örneğin karbon elyaf-epoksi tabanlı karbon fiber parçaları; hem esnek, hem dayanımı yüksek ve hafif malzemelerdir.

  Askeri ürün çözümleri sunan işletmeler; ağırlığı azaltmanın, yakıt verimliliğini artırmanın ve genel sistem performansını iyileştirmenin yollarını aramaya başladı. Metal ve metal alaşımları tasarımın ayrılmaz bir parçası olsa da, yenilikçi, hafif malzemeler arayışı sonunda kompozitleri ortaya çıkarttı. Örnek olarak ; karbon fiber, fiberglass, doğal elyaf takviyeli kompozitler, darbe dayanımları yüksek ve hafif olmaları nedeniyle zor şartların olduğu alanlarda vazgeçilmez parçalar haline gelmişlerdir.

  Askeri uygulamalarda kompozit kullanımı için öncü firma olarak nitelendirebileceğimiz TPİ Composites, 2007 yılında Amerikan ordusuna, nispeten daha hızlı olmasına ve zor zeminlerde hareket kabiliyetine göre üretilen HMMWV (Yüksek Hareket Kabiliyetli Çok Amaçlı Vasıta) araçlarının gövde yapılarını tamamıyla kompozit malzemelerden üretmek üzerine ilk sonuçlarını elde etti.  TPI, bu kompozit prototipin geleneksel HMMWV’lere kıyasla yaklaşık 410 kg tasarruf ettiğini ve daha dayanıklı bir alternatif sunduğunu söylemişti.  Ağırlıktan elde edilen tasarrufun yanı sıra, yakıt tüketimi ve darbe dayanımı gibi pozitif etkenlerin de eklendiği düşünüldüğünde, elde edilen sonuçlar maliyet yükünü göz ardı edilebilir kılıyor.

    Havacılık sektröünde ise çok daha önceleri kullanıma başlanmış olan kompozit malzemeler, yolcu uçaklarının yapımında vazgeçilmezlerdir. Yüksek kabiliyet isteyen savaş uçaklarına da etkisini gösteren kompozitler uçak gövdelerinde en çok tercih edilen malzemelerdir.

    Ulaşım amacı ile kullanılan uçaklar böyleyken, savaş uçaklarının bu inovasyondan geride tutmak mümkün değildir. Amerikan savaş uçakları filosunun en önemli uçaklarından biri olan F-35’lerin kompozit parçaları da uçağın önemli bölgelerinde kullanılmıştır. ‘Kısmen bütçe dostu olarak pazarlanan bir avcı uçağı üretmenin zorluklarından biri, uçağın her bileşenini maliyet açısından optimize etmek için özel dikkat gösterilmesi gerektiğidir. F-35’in yapısal ağırlığın yaklaşık yüzde 35’ini ve avcı uçağının görünür yüzeyinin çoğunu oluşturan ana malzeme karbon fiber kompozittir.’ Optimum maliyeti/kalite oranını elde etme çabası ve kullanım alanındaki zorluklar göz önüne alındığında, kullanılabilecek ağırlıkça kompozit miktarı özenle seçilmiştir.

       Denizcilik sektöründe ise kompozitin yeri 1940-1950’lere varıyor. Denizcilik alanında kompozitler ilk olarak 1940’ların sonlarında tekne yapımında kullanılmıştır. Bu çok yönlü malzemelerin gemi yapımında nasıl kullanılabileceği konusunda önemli önyargılar oluşsa da elde edilen sonuçlar tüm bireysel ve kurumsal üreticileri tatmin etmiştir. Korozyona uğramayan yüzeyleri ve çok yönlülüğü ile birleştiğinde, gemi yapımında kullanım için ideal malzemeler olarak yerlerini almışlardır. Günümüzde yat, tekne gibi araçların üretiminde kullanılan en yaygın malzeme fiberglasstır. Doğal olarak bu denli yaygın kullanıma sahip olan fiberglassı askeri uygulamalarda da görmek mümkün.

      1983-1996 yılları arasında Singapur için İsveç gemi inşa şirketi Kockums tarafından üretilen Landsort sınıfı mayın tarama gemisi 47.5 metre uzunluğu ile akustik-manyetik izleri azaltmak ve su altında olası patlamalardan korunabilmek için tüm gövdesi fiberglasstan üretilmiştir.

  Kockums’un 2000 yılında denizlere indirdiği bir başka üretimi olan Visby sınıfı hafif taaruz gemilerinin ise 73 metre uzunluktaki gövdesi sandviç yapıdaki PVC çekirdekli, vinilester matris ve karbon fiber takviyeli kompozitten yapılmıştır. İyi yüzey özellikleri, yangın gibi özel durumlarda üst düzey dayanımı, korozyana uğramayan yüzeyi ve iyi ısı yalıtımı özellikleriyle bu kompozit malzeme tercih edilmiştir.

     Askeri uygulamalarda bir başka kompozit kullanım örneği ise Kevlar Fiberdir. Kevlar fiber, karbon kökenli sağlam liflerden oluşan bir malzemedir. Pilot giysilerinde, kask ve kurşun geçirmez vücut zırhlarında kullanılan kevlar fiber, yumuşak zeminde (insan vücudu) standart kurşunlara karşı esneyebilmesi şartı gerçekleşebildiğinden geçirmezlik sağlar ancak sert zeminlerde aynı performansı sergileyemez. Sık dokunmuş lif yapısı ile üzerine gelen çelik mermiyi kendi lifleri içerisinde yumuşatıp yavaşlatarak merminin vücuda girmesini engeller.

  Kurşun geçirmez yelekler durdurabildikleri kalibre ve mermi tiplerine göre seviye katsayılarına sahiptir. Zırh delici çelik uçlu mermiler kevlar yelekler tarafından durdurulamaz. Bunun için kevlar yelek içerisinde çok sert seramik levhalar kullanılmaktadır. Bu levhalar çelik merminin sivrilik miktarını ucu kırarak azaltır. Sonraki katmandaki kevlar kumaş katmanlarında mermi durdurulur. Kevlar yelekler gövdedeki hayati organları korumayı amaçlar. Yine de kullanıcı tam olarak korunmuş değildir. Bazı durumlarda kurşunun vücuda girmesinden çok kurşunun oluşturduğu darbe ile kemiklerin kırılması veya basınç ile iç organların patlaması tehlikesi ile karşı karşıya kalınır.

   Örneklerde görüldüğü üzere kompozit malzemeler (karbon fiber, fiberglass, kevlar fiber vb.)  kendi aralarında eşsiz bir çeşitliliğe sahipken diğer metal ve plastik malzemelere göre kullanım alanlarında çok önemli avantajları vardır. Askeri uygulamalar gibi maliyetin ikinci planda kaldığı alanlarda, askeri malzemeler-ürünler geliştiren firmaların öncelikli tercihleridir.

https://www.motorship.com/news101/ships-and-shipyards/composites-in-ship-building
https://en.wikipedia.org/wiki/Composite_armour
https://www.moldedfiberglass.com/applications/military-defense/
https://www.naval-technology.com/projects/landsort/
https://www.naval-technology.com/projects/visby/

Daha fazla ürün ve bilgi için :
tila.co
kompozitakademi.com.tr