Karabük Üniversitesi (KBÜ) Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi öğretim üyelerinden Doç. Dr. Gökhan Sur ile Kastamonu Üniversitesi Küre Meslek Yüksekokulu Motorlu Araçlar ve Ulaştırma Teknolojileri Bölüm Başkanı Dr. Öğr. Üyesi İsmail Kayabaşı tarafından geliştirilen malzeme üretim tekniği, Türk Patent ve Marka Kurumu'nun tescilinden geçti.
“Dikey Ayırıcı Kalıplama Tekniği ile Farklı Arayüzey Geçişine Sahip Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzemelerin Toz Metalurjisi Tekniği ile Üretimi” adıyla tescillenen buluş, malzeme bilimi ve endüstriyel üretimde uzun süredir karşılaşılan yapısal problemlere yerli bir çözüm sunuyor.
Çalışmanın başlangıcı, Dr. Öğr. Üyesi İsmail Kayabaşı'nın Karabük Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsünde, Doç. Dr. Gökhan Sur'un danışmanlığında hazırladığı doktora tezine uzanıyor. Ar-Ge çalışmalarına Prof. Dr. Ali Rıza Motorcu, Prof. Dr. Hasan Gökkaya ve Dr. Öğr. Üyesi Sedat Güven de bilimsel ve akademik katkılarıyla destek verdi. KBÜ bünyesinde temelleri atılan ortak çalışma, yürütülen araştırmaların ardından patentli bir teknoloji olarak sonuçlandı.
Geleneksel Üretimdeki Soruna Yeni Bir Yaklaşım
Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzemelerin (FDM) üretiminde kullanılan geleneksel tekniklerde, farklı katmanlar arasındaki geçiş yüzeyleri düz biçimde oluşturuluyordu. Bu yapı, yüksek şiddetli darbe ve şok durumlarında malzemenin çatlamasına veya katmanların birbirinden ayrılmasına yol açabiliyordu.
Geliştirilen yöntem, toz metalurjisinin hızlı üretim ve düşük maliyet avantajlarını koruyarak katmanlar arasındaki geçişlerin farklı geometrilerde tasarlanmasına imkan tanıyor. Düz yüzeyler yerine üçgen, trapez ve dairesel biçimlerin kullanılabilmesi, arayüzey yapısının ihtiyaca göre kontrol edilmesini sağlıyor. Böylece endüstriyel üretimde katman özelliklerinin tutarlı ve tekrarlanabilir biçimde elde edilmesi hedefleniyor.
Laboratuvar Deneylerinde Dikkat Çeken Sonuçlar
Alüminyum ve Bor Karbür (B₄C) tabanlı zırh malzemeleri üzerinde gerçekleştirilen laboratuvar çalışmalarında, katmanlar arasındaki geçişlerde ilk kez 30, 45 ve 60 derecelik trapez geometriler kullanıldı.
Üç nokta eğme deneyleri ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) incelemeleri sonucunda, 30 derecelik trapez geçişe sahip numunelerde 629 MPa çapraz kırılma dayanımı ölçüldü. Fırınlama ve presleme aşamalarının iyileştirilmesiyle geçiş bölgelerinde mikroskobik çatlak ya da ayrılma oluşmadığı belirlendi. Test edilen malzemelerde ayrıca 170 HBN sertlik ve 2,7057 g/cm³ yoğunluk değerlerine ulaşıldı.
Hava Araçlarından Elektronik Harp Savunmasına
Geliştirilen dikey ayırıcı mekanizması ve özel arayüzey tasarımı, özellikle savunma sanayisinde yerli üretim kapasitesinin artırılması açısından önemli bir potansiyel taşıyor. Teknolojinin ilk aşamada İHA, SİHA ve helikopter gibi hava araçlarında bulunan elektronik devre kutuları, yakıt depoları ve pilot kabinleri gibi hassas bölümlerin korunmasında hafif ve darbe emici balistik zırh olarak değerlendirilmesi planlanıyor.
Çalışmanın geleceğe yönelik araştırma hedefleri arasında elektronik harp tehditlerine karşı koruma sağlayabilecek malzemelerin geliştirilmesi de bulunuyor. Elektriksel ve manyetik sönümleme özelliği taşıyan farklı kompozit tozların aynı teknikle birleştirilmesiyle katmanlar arasında özel geometrik yapılar oluşturulması hedefleniyor. Bu yapıların radar dalgalarını hapsederek sönümleyebilen akıllı koruyucu malzemelerin geliştirilmesine katkı sağlaması öngörülüyor.
Yerli Teknolojinin Seri Üretime Geçmesi Hedefleniyor
Çalışmanın laboratuvar aşamasından endüstriyel üretime aktarılabilecek seviyeye geldiğini belirten Doç. Dr. Gökhan Sur, geliştirilen yöntemin katmanlar arasındaki bağlantı yapısını farklı geometrilerle kontrol etmeyi mümkün kıldığını ifade etti.
Sur, teknik sayesinde çok katmanlı fonksiyonel derecelendirilmiş malzemelerde düz geçişlerin yanı sıra üçgen, trapez, dairesel ve farklı karmaşık geometrilerin uygulanabildiğini belirterek, bu yaklaşımın ani ve yüksek hızlı darbelere, yüksek sıcaklığa ve yüke bağlı olarak birleşme bölgelerinde meydana gelebilecek çatlama ve katman ayrılmalarının önlenmesine yardımcı olduğunu aktardı.
Teknolojinin seri üretime geçirilmesi ve ticarileştirilmesi için savunma sanayisi kuruluşları başta olmak üzere yerli üreticilerle Ar-Ge ve lisanslama alanlarında iş birliğine açık olduklarını kaydeden Sur, gelecekte elektriksel ve manyetik sönümleme yeteneğine sahip farklı toz bileşenlerini aynı üretim altyapısında bir araya getirmeyi hedeflediklerini bildirdi.
Sur, katmanlar arasında oluşturulacak üçgen ve trapez geometriler aracılığıyla radar sinyallerini ve elektronik harp dalgalarını kendi içinde hapsederek sönümleyebilecek yerli “Akıllı Kalkan” malzemelerinin geliştirilmesini de uzun vadeli hedefler arasında gösterdi.
Karabük Üniversitesi, bilimsel araştırmaları teknolojiye ve ekonomik değere dönüştürme hedefi doğrultusunda yerli imkanlarla yürüttüğü Ar-Ge çalışmalarını sürdürerek bölgesel kalkınmaya ve ülkenin teknolojik kapasitesine katkıda bulunmaya devam ediyor.
