Geleceğin Asansörlerinde Polimer Matris Kompozit (PMC) Uygulamaları
Yazan: Emre Köroğlu, Ali Kılıç | Kabinler ve Kabin Aksesuarları | Ocak 9, 2025
Okuma süresi 17 dakika
Polimer matris kompozitler, yüksek özgül mukavemet, çelik ve alüminyuma kıyasla önemli ağırlık azaltımı, tasarım esnekliği, korozyon direnci ve enerji tasarrufu sunarak asansör tasarımında yakın vadede bir dönüşüm vaat ediyor. Kanıtlanmış uygulamalar arasında, hareketli kütleyi ve işletme maliyetlerini azaltan KONE UltraRope ve TKE'nin MULTI için ürettiği CFRP kabin panelleri yer alıyor. El yatırma, VARTM, pultrüzyon ve filament sarma gibi yaygın PMC üretim teknikleri, kabinlerin, çerçevelerin, kapıların, halatların ve diğer hareketli parçaların üretimini mümkün kılıyor, ancak yaygın kullanım, düzenleyici ve teknik zorluklarla karşı karşıya. Yanmazlık gereksinimleri, reçeteye bağlı işlem parametreleri, geri dönüştürülebilirlik ve yeni tasarım becerileri ele alınmalıdır. Bunlar çözülürse, PMC'ler asansör bileşenlerini ve sistem mühendisliğini yeniden şekillendirecektir.
Emre Köroğlu, Ali Kılıç
Bu bildiri, İspanya'nın Barselona kentinde düzenlenen 2023 Uluslararası Asansör ve Yürüyen Merdiven Sempozyumunda sunulmuştur.
Özet
Küresel olarak en popüler araştırma alanlarından biri yenilikçi inşaat malzemeleridir. Pek çok araştırmacı, çok yakın gelecekte inşaat sistemlerine yönelik mühendislik yaklaşımını değiştirebilecek yüksek performansları ve çok yönlülükleri nedeniyle özellikle polimer matrisli kompozitler (PMC) üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu sempozyumun temasında bahsedilen 2030 yılı dikkate alındığında, yeni nesil asansörler için tahminimizin yakın bir gelecek olması gerektiği açıktır. Önümüzdeki 10 yıl içinde mevcut olanlardan son derece farklı olacak fütüristik asansör tasarımları geliştirmek için tahmini bir projeksiyon uygulanabilir olmalıdır. Son dönemde yaşanan pandemiye karamsar bir bakış açısıyla bakıldığında asansör teknolojisinde köklü bir değişim için 10 yıl yeterli olmayabilir. Ancak her halükarda asansör sektörünün her paydaşının maliyetlerini düşürmeye çalışırken ürünlerini müşterileri nezdinde daha çok tercih edilir hale getirmeye çalıştığı bugün için de gelecekte de olacağı kesin bir gerçektir. Ürün:% s. Bu gerçeğe göre, ürünü daha çok tercih edilir kılacak yeni fikirlerin 10 yıl içinde uygulamaya dönüşmesi mümkün görünüyor. Endüstrinin birçok sektöründe PMC malzeme kullanımının giderek artması nedeniyle, bu fikirlerden biri, asansörü daha hafif, daha güçlü, daha estetik ve daha enerji verimli hale getirmek için asansör bileşenlerinde PMC malzemelerinin kullanılması olacaktır. Bu nedenle bu yazıda kompozit malzeme çeşitleri, asansör parçaları için kompozit malzemelerle uygun imalat yöntemleri, asansörler için kompozit malzemelerin avantajları ve asansör yönetmeliğine uygun kompozit uygulamalarının zorlukları ele alınacaktır. Özetle, bu makale, asansör bileşenleri için yenilikçi alternatifler olan PMC malzemelerinin asansör uygulamaları hakkında tatmin edici bilgiler sunmaktadır.
1. Giriş
Kompozit yapılar iki veya daha fazla farklı malzemeden birbiri içinde çözünmeden üretilir. Bu, üstün özellikler göstermeleri için makro/mikro/nano ölçekte yeni bir kombinasyon sağlar. Bileşenler, matris ve takviye malzemesi (lif) olarak adlandırılır. Matris yapıyı bir arada tutar, donatı malzemesini korur ve uygulanan kuvveti donatı malzemelerine iletirken, donatı malzemesi (lif) yapının maruz kalacağı yükü taşır. Lifleri korozif ve oksidatif etkilerden koruyan matris malzemesi, kullanım alanına göre polimer, metal veya seramik olabilir. Aşınmaya dayanıklı, yüksek kırılma tokluğuna ve basınç dayanımına sahip metal matrisler, her bir takviye bileşeni ile iyi bir arayüz oluşturamamakta ve bu da imalatını zorlaştırmaktadır.[1,2] Seramik matrisler aşırı sıcaklıklara, ışığa, erozyona ve aşınmaya karşı dayanıklıdır.[2] Sertlikleri nedeniyle son derece kırılgandırlar ve kopma anında düşük uzama gösterirler. Bu nedenle, dünya çapında üretilen kompozit malzemelerin %90'ı polimer matristir.[1] Polimer matrisler ısıya tepki verme davranışlarına göre termoset veya termoplastik olarak ikiye ayrılır. Termosetler, kolay üretilmeleri ve izotropik olmaları nedeniyle termoplastiklere göre daha çok tercih edilmektedir.[3] PMC malzemelerinin en önemli özelliği yüksek özgül dayanım değerine sahip olmalarıdır. Alüminyuma göre XNUMX kat daha yüksek özgül elastisite değerine sahip polimer matrisli kompozit malzemeler, otomotiv, havacılık ve savunma sanayi gibi hem mukavemet hem de hafiflik istenen alanlarda alüminyum alaşımlarına göre tercih edilmektedir. PMC'nin birçok farklı takviye malzemesi ile uyumlu olması, karmaşık parçaların imalatını da kolaylaştırmıştır.[2] Polimer matrislerle birlikte kullanılan takviye malzemeleri genellikle cam, karbon veya aramid elyaftır.[4]
PMC üretiminde termoset ve termoplastik reçine ile uyumlu çeşitli üretim yöntemleri mevcuttur. Çok temel bir sistem, sıvı reçinenin bir silindir ile takviye tabakaları arasına dağıtılmasına dayanan el yatırmasıdır. İkinci bir yaklaşım olarak, püskürtmeli döşeme sırasında takviye elemanı ve matris reçinesi birlikte bir yüzeye püskürtülür. Sıkıştırma kalıplama yönteminde, elyaf ve matrisin açık bir kalıba yerleştirilmesiyle kalıbın sıkıştırılmasıyla yüksek basınçlarda parça geometrisinin oluşturulması esasına dayanır. Bu yöntemlerin dışında vakum infüzyon, pultrüzyon ve filament sarma yöntemleri en çok tercih edilen diğer yöntemlerdir. Vakum infüzyon yönteminde, erimiş matris, boşaltılmış bir kalıba yerleştirilen takviye elemanının üzerine enjekte edilir ve boşluk doldurulduktan sonra reçine kürlenir. Pultrüzyon yönteminde, takviye elyafları önce reçine banyosuna batırılır, daha sonra kalıpta şekillendirilir ve profilin son şekli kürlenme sıcaklıklarında oluşturulur. Filament sarmada, pultrüzyondan farklı olarak reçine banyosundan sonra, takviye elyafları üzerindeki fazla reçine atılarak, kurutma cihazında bir mandrel üzerine elyafların sarılmasıyla profil formu oluşturulur.
2. Asansör Yapımında PMC Malzemeleri
Bu sorunun cevabını bulmadan önce konuya biraz geniş bir perspektiften bakmamız ve kompozit malzemelerin neden diğer yapı malzemelerine alternatif olduğunu anlamamız gerekiyor. Aslında anlamak zor değil. Çünkü performansları göz önüne alındığında, kompozit malzemelerin neden diğer birçok malzemeye ciddi bir alternatif olabileceği açıktır. Aynı mekanik özellikleri sergileyen polimer matrisli kompozitler (PMC), çelikten %60 ila %80 ve alüminyumdan %20 ila %50 daha hafiftir.[5,6] Tek başına bu özellikler, kompozit malzemeleri birçok mühendislik uygulamasında oldukça tercih edilen bir alternatif haline getirmiştir. Ayrıca kompozit malzemelerin kullanıldıkları alanlarda hafiflik, tasarım esnekliği ve dayanıklılık gibi avantajlar sağladığı, bunun da inşaatı kolaylaştıracağı ve bir yapının sürdürülebilirlik puanını artıracağı düşünülmektedir.[7]
Kompozit malzemeler, üstün mekanik özellikleri, tasarım esnekliği ve nispeten düşük maliyetle yüksek performansı nedeniyle başta ulaşım, inşaat, otomotiv ve havacılık olmak üzere çeşitli uygulamalarda sıklıkla kullanılmaktadır.[8] Kullanım oranları her geçen gün artmaktadır, örneğin otomotiv sektöründe 2015 yılından bu yana kompozit malzemelerin kullanımında yıllık büyümede %5’lik bir artış görülmektedir.[5,9,10] Boeing B-787 Dreamliner uçağında kullanılan kompozit malzemenin kütlesi, tüm uçağın kütlesinin yaklaşık %50'sidir.[11] Genel bir bakış açısından, küresel kompozit pazar büyüklüğü 2019 yılına kadar 1188.4 milyar ABD dolarına ulaşmıştır[12], kompozit malzemelere yönelik dünya çapındaki talep ise 2015 yılında yaklaşık 22.2 milyar ABD doları olmuştur.[5,9,10], … vb. bu tezi desteklemektedir.
Özetle yukarıdaki teknik ve istatistiksel veriler, kompozit malzemelerin geleceğin malzemesi olacağına işaret etmektedir. Bu nedenle asansörlerde PMC'leri neden kullanmalıyız sorusuna verilebilecek en iyi cevap başka bir soruyu beraberinde getirecektir: Neden kullanmıyoruz? Asansörlerin yapısal ağırlığını hafifletme hedefleri göz önüne alındığında; hareketli bileşenlerin ağırlığını azaltarak enerji verimliliği sağlamayı hedeflemek; korozyon gibi çevresel koşullara daha dirençli olan kritik yapısal bileşenlerin dayanıklılığı; farklı mimari tasarımların gerçekleştirilmesine imkan verecek kadar esnek ve estetik üreterek fark yaratmak... ve tüm bunları yaparken mekanik dayanım kriterlerini karşılamamız gerekiyorsa PMC malzemeden başka alternatif yok.
Yukarıda sıralanan gereksinimler günümüz koşullarında keyfi gibi görünse de yakın gelecekte asansör sektörünün karşı karşıya kalacağı bir zorunluluktur. Bina yüksekliklerinin artması ve bina formlarının çeşitlenmesi günümüzün fonksiyonel asansör tasarımlarının da yenilenmesini zorunlu kılacaktır. Bu tür ihtiyaçlarla başlayacak dönüşümde PMC malzemelerinin asansör sektöründeki rolü oldukça büyük olacaktır.
3. PMC Malzemelerinin Asansör Bileşenleri Olarak Uygulanması
3.1. Mevcut Teknoloji Durumu
Literatürde PMC malzemelerin asansörlerde kullanımına dair bilinen iki örnek bulunmaktadır. Bunlardan biri, karbon fiber takviyeli asansör halatı KONE UltraRope®, diğeri ise TK Elevator (TKE) tarafından geliştirilen lineer motorlu asansör sistemi MULTI için tasarlanmış kompozit asansör kabinidir. Her iki tasarım fikrinin de temel motivasyonu aynıdır: hafiflik.
Pultrüzyon yöntemiyle üretilen karbon fiber takviyeli plastik (CFRP) asansör halatı KONE UltraRope, bir tür PMC malzemesidir. Konuyla ilgili kaynaklara baktığımızda, dört farklı epoksi reçine formülasyonunun incelendiği ve asit anhidrit bazlı bir epoksinin CFRP halat üretimi için en uygun epoksi formülasyonu olduğu sonucuna varılmıştır.[13] Bu ürünle KONE, asansör halatının ağırlığını %50'den fazla azaltmayı başardı. 500 m yüksekliğindeki bir binada, geleneksel asansör kaldırma teknolojisinin kullanılması, yaklaşık 27,000 kg ağırlığındaki kütlelerin taşınması anlamına gelir. 500 m yüksekliğindeki bir bina için şaftın içindeki hareketli kütlelerin ağırlığını yaklaşık 13,000 kg'a düşürür. KONE tarafından ürün hakkında verilen tanıtım bilgileri arasında bu aydınlatmanın enerji tüketimi ve işletme maliyetleri açısından %15 ile %40 arasında tasarruf sağladığı vurgulandı.[14
TKE'nin geliştirdiği MULTI sisteminde ise halatların kullanılmadığı lineer motorlu bir asansör sistemi karşımıza çıkıyor. Burada yine tasarımcıları PMC malzeme kullanmaya iten durum hareketli kütlenin ağırlığının azaltılmasıdır. Bunun için asansör kabin panelleri bir çeşit PMC olan CFRP malzeme kullanılarak tasarlanmaktadır. İlgili kaynaklar incelendiğinde CFRP malzemenin kullanıldığı asansör modelinde hareketli kütlenin toplam ağırlığının geleneksel asansör modelindeki ağırlığa göre yaklaşık %40 oranında azaldığı görülmektedir. Aynı kaynak, sadece kabin duvarlarının ağırlıkları karşılaştırıldığında aydınlatmanın %80 olduğunu söylüyor. Ayrıca, “tasarlanan asansör modelinin, asansör muayene parametresinde sunulan dayanım ve rijitlik kriterlerini karşıladığı onaylanmıştır” bildirildi.[15]
3.2. Asansörlerde PMC'lerin Geleceği
Kompozit malzemelerin (özellikle PMC'lerin) hemen her sektörde yaygınlaşmasına paralel olarak PMC kullanılan asansör komponentlerinin çeşitliliğinde mutlak bir artış olacağı kolaylıkla tahmin edilebilir. Yakın gelecekte lineer motorlu asansörlerin (halatsız asansörler olarak adlandırılır) kullanılması beklenirken, yeni binalarda geleneksel halatlı ve hidrolik asansörlerin kurulmaya devam edeceği aşikardır. Yakın gelecekte binalara kurulacak asansör sistemi ne olursa olsun, toplam hareketli kütlenin ağırlığının azaltılması ihtiyacı sektörde yenilikçi fikirlerin ortaya çıkmasını sağlayan bir mühendislik sorunu olarak kalacaktır. Bu problemin odaklanacağı bileşenlerin ve dolayısıyla PMC'lerin kullanılabileceği asansör bileşenlerinin kabin, kabin karkası, karşı ağırlık karkası, kabin kapısı, halatlar, sehim gibi asansörün hareketli yapıları olacağı düşünülmektedir. kasnaklar ve fren dişlisi. Bu bileşenler arasında kabin, kabin çerçevesi ve kabin kapısı tüm sistemlerde bulunurken diğer bileşenlerin kullanımları asansör sistemine göre değişiklik gösterebilmektedir. Bu değişkenlik tahmin edici olarak Tablo 1'de özetlenmiştir.
| Elektrikli Asansör | Hidrolik Asansör Uygulaması / Hydraulic Lift | Doğrusal Motor Kaldırma | |||
| 1:1 | 2:1 veya daha fazlası | Doğrudan | Dolaylı | - | |
| araba | PMC | PMC | PMC | PMC | PMC |
| Araba Askısı / Çerçevesi | PMC | PMC | PMC | PMC | PMC |
| Araba kapısı | PMC | PMC | PMC | PMC | PMC |
| Karşı ağırlık | şirket | şirket | NN | Ş | NN |
| ağırlık askısı / çerçeve | Şirket/PMC | Şirket / PMC | NN | Şirket / PMC | NN |
| halat | PMC | PMC | NN | PMC | NN |
| Yönlendirici makaralar | PMC | PMC | NN | PMC | NN |
| Esnek kablo | şirket | Ş | Ş | Ş | NN |
| Denge zincirleri | Şirket/NN | Şirket/NN | NN | NN | NN |
PMC : Polimer Matris Kompozit
Co. : Geleneksel ürün
PMC : Geleneksel ürün veya Polimer Matris Kompozit
NN : Geleneksel ürün veya Gerek Yok
Tablo 1. Farklı asansör bileşenlerinde PMC parçalarının kullanımı
Tablodan da görüleceği üzere, hemen hemen her hareketli asansör aksamı PMC malzeme kullanılarak üretilebilirken, PMC malzeme kullanımının sistemde yaratacağı hafifleme sonucunda bazı bileşenlerin kullanımının azalacağı öngörülmektedir. artık gerekli olmayacak ve diğerlerinde PMC malzemeleri tercih edilmeyecektir. Örneğin, Tablo 1'e göre PMC malzemeleri kullanıldığında, konvansiyonel bir elektrikli asansör sisteminde denge zinciri kullanımına gerek kalmayabilir ve karşı ağırlık malzemesi ve karşı ağırlık karkasının PMC malzemeleri kullanılarak üretilmesi, amaçları farklı olduğu için tercih edilmeyebilir. ağırlık oluşturmak için. Lineer motor sistemi örneğinde kabin ve kabin karkası bütünleşik bir yapı olarak tasarlanabilir ve asansör sisteminin yapısından dolayı başka bileşenlerin kullanımına gerek kalmayabilir.
PMC'nin asansörlerde kullanımı daha çok hareketli parçalara odaklansa da makine şasesi, raylar ve ray bağlantı konsolları ve hatta kat kapıları gibi diğer asansör bileşenlerinde PMC kullanımı statik yükler veya çevre koşulları açısından değerlendirilebilir. korozyon olarak.
3.3. PMC'lerle Üretilen Asansör Bileşenleri
Termoset PMC'lerin kullanıldığı üretim yöntemlerine baktığımızda yaygın olarak kullanılan beş temel teknikle karşılaşıyoruz. Bunlar; elle yatırma, spreyle yatırma, reçine transfer kalıplama, pultrüzyon ve prepreg teknikleridir. Bu imalat yöntemlerini en son teknoloji olarak kabul edersek, Tablo 1'de belirtilen bileşenlerin tamamının bu bilinen yöntemlerle üretilmesi mümkündür. Üretilecek parça ile ilgili üç temel kriter belirlenerek hangi üretim tekniğinin kullanılacağı bulunabilir. Bu kriterlerden ilki, parça parça mı yoksa yekpare gövde olarak mı üretileceği, ikincisi parçanın geometrisi veya üretilecek parçanın parçaları ve sonuncusu parçadan beklenen mekanik performanstır.

Kompozit malzemeler ile komponent üretebilmek için her bir parçanın üretim yöntemi dikkate alınarak tasarım aşamasında değerlendirilmesi ve değerlendirme sonucuna göre komponent tasarımı yapılması uygun olacaktır. Örneğin, geleneksel bir elektrikli asansörün kabin çerçevesinin PMC malzemeleri kullanılarak üretilmesi düşünüldüğünde, burada vermemiz gereken ilk karar, bu yapının bir bütün olarak mı (katı) yoksa parçalar halinde mi üretileceğidir. Bu sorunun mutlak doğru cevabı yoktur. Yani cevap, mühendislik yaklaşımlarıyla yapılan tasarıma göre değişebilir. PMC kullanılarak bu yapı yekpare bir yapı olarak tasarlanabileceği gibi çelikten yapılana benzer bir tasarım yani sonradan birbirine eklenecek parçalar olarak da düşünülebilir. Bu durumda karkas tasarımı katı ise üretim yöntemi VARTM olacaktır, diğer durumlarda ayrı ayrı üretilen parçalar mekanik veya kimyasal olarak birleştirilecektir. Karkası oluşturacak her parçanın üretim yöntemi de benzer şekilde değerlendirilebilir. Bu örnek için Şekil 3-c ve Şekil 3-e'de gösterilen tüm parçaların geometrisi pultrüzyon yöntemine uygundur. Farklı yöntemlerle üretilen parçaların mekanik veya kimyasal bağlayıcılarla birleştirilmesi de mümkündür.
İmalat yöntemine karar verme aşamasında mekanik kısıtlara göre donatı elemanı ve matris malzeme seçimleri eş zamanlı olarak yapılır. Takviye malzemesi olarak karbon elyafı veya cam elyafı, matris olarak ise çeşitli ajanların karışımına sahip epoksi veya polyester reçineler tercih edilebilir. Malzeme tercihlerine simülasyonlar sonrasında karar vermek mümkün olsa da deneysel yöntemlerle yapılan seçimlerin istenilen mekanik performans için doğrulanması gerekmektedir. Bu nedenle istenilen sonuca ulaşmak için hazırlanan reçeteler know-how niteliğindedir. İstenilen sonuçlara ulaşılamazsa, başa dönüp bileşen tasarımını gözden geçirmek kaçınılmaz olabilir. Bu süreci daha anlaşılır kılmak için Şekil 4'te bir akış şeması gösterilmiştir.
3.4. Asansörlerde PMC Ürünlerinin Kullanımının Zorlukları
PMC malzemeleri kullanıldıkları sektörlerin mekanik performans beklentilerini karşılayan hatta birçok uygulamada beklenenin üzerinde performans gösteren üstün yapılardır. Ancak, sektöre bağlı olarak, PMC malzemelerinden beklenen performans sadece mekanik gereklilikleri karşılamayabilir. PMC malzemelerinin kullanımında mekanik gerekliliklerin yanı sıra elektriksel iletkenlik, ısıl iletkenlik, yanıcılık, geri dönüştürülebilirlik vb. çevresel koşulların belirlediği performans parametreleri de belirleyici olabilmektedir. Böyle bir durumun bir örneğine asansör sektöründe rastlanmaktadır. EN 81-20 standardı, EN 13501-1 standardına atıfta bulunmakta ve 5.4.4 maddesinde tanımlanan kabin taşıyıcı yapısının yanmaz malzemelerden yapılması gerektiğini belirtmektedir. Burada taşıyıcı yapıdan anlaşılması gerekenin kabin karkası ve taşıyıcı platform olduğu da ilgili CEN komitesi tarafından soru-cevap bölümünde açıklanmıştır. PMC malzemesinin asansör sisteminde kullanımına en uygun asansör bileşenlerinden biri olan bu yapı hem maruz kaldığı yük ve dolayısıyla gerekli dayanım kriterleri açısından hem de %30'a yakınını oluşturması bakımından Hareket eden kütlenin toplam ağırlığının, standardına göre yanmaz malzemeden imal edilmiş olması gerekmektedir. EN 13501-1 standardına göre tanımlanan alevlenirlik sınıflarının modifiye edilmemiş bir polimer ile sağlanamayacağı açıktır. Yani kabin karkası PMC malzeme ile üretilecek ise karkas tasarımından önce malzeme tasarımı çalışılmalı ve yanmazlık kriterini sağlayacak know-how elde edilmelidir. Literatüre göre, PMC malzemelerinin yanmazlık özelliğinin reçineye karıştırılacak bazı kimyasal maddelerle veya bitmiş bir ürünün yüzeyinin kaplanmasıyla iyileştirilebileceği zaten bilinmektedir. Örneğin düşük toksisiteli, halojensiz, düşük duman yayıcılı fosfat bazlı alev geciktiriciler ile sonuç alınabileceği bildirilmiştir. Ancak bu tür teorik reçetelerin malzemenin mekanik özellikleri veya üretim süreci üzerindeki etkileri gözlemlenmeli ve pratikte optimize edilmelidir.
Mevcut asansör standartlarına uygun olarak PMC malzeme geliştirme maliyetine ek olarak, bir başka zorluk da teorik olarak bilinen üretim süreçlerini pratikte uygulamaktır. PMC ile imalata ilişkin tekniğin uygulama yöntemi literatürde netlik kazanırken uygulama esnasında süreci etkileyen parametrelerden pek bahsedilmemiştir. Örneğin, pultrüzyon yönteminin optimum lif sayısı, lif yönlendirme aşamaları, çizgi çekme hızı, kalıp sıcaklığı, soğuma mesafesi gibi işletme parametreleri ancak deneysel çalışma sonuçlarına göre belirlenebilir. Bu ve benzeri işletme parametreleri için standart bir değer kabul edilemez. Bunun temel nedeni PMC içeriğini belirleyen tariflerdeki farklılıktır. Tarife bir malzemenin eklenmesi veya çıkarılması veya mevcut bir malzemenin oransal miktarının değişmesi, operasyonel parametreleri doğrudan etkileyebilir. Olası etkiler ve yeni duruma göre optimizasyon süreci ancak ampirik yöntemlerle mümkündür. Ayrıca kompozit malzeme sektörünün gizliliği ve bilgi paylaşımındaki kısıtlamalar tüm bu süreçleri daha da zorlaştırmaktadır.
Genel olarak PMC malzemeleriyle çalışmak, hem tasarım hem de imalat açısından çelikle çalışmaktan oldukça farklıdır. Çelikler homojen bir yapıya sahip olup, standartlarda tanımlanan kimyasal içeriklerine ve dolayısıyla mekanik özelliklerine göre çeşitlenmektedir. Çelik kullanılan tasarımlarda genel mühendislik yaklaşımı, mukavemet gereksinimine göre uygun kalitede çelik seçimi ile eş zamanlı olarak boyutsal parça tasarımı yapmaktır. Tasarım doğrulamasında elde edilen sonuçlar beklentileri karşılamadıysa, farklı kalitede başka bir çelik seçilerek veya parça boyutları revize edilerek sonuçlar iyileştirilebilir. Ancak kompozit malzemelerle çalışırken süreç bu geleneksel yöntemden biraz farklıdır. Öncelikle PMC malzemeleri çelik gibi homojen olmayabilir. Bu durumda homojen olmayan bu yapının yük altındaki davranışı yeni bir mühendislik problemi ortaya çıkaracaktır. Ancak bu soruna çözüm üretilirken mevcut durum avantaja da çevrilebilir. Örneğin, PMC parçası üzerinde yük yoğunluğunun yüksek olduğu alanlarda, liflerin sayısına veya yönüne müdahale edilerek yerel mukavemet artırılabilir. Özetle, eski moda çelik işleme becerilerine sahip bir mühendislik ekibi, PMC'lerin doğası gereği ortaya çıkan yeni durumları nasıl analiz edeceğini ve bunlara nasıl çözüm bulacağını öğrenmelidir.
4. sonuçlar
Sonuç olarak geleceğin malzemesi olan PMC'lerin geleceğin asansörlerinde kullanılacağı ve ütopik bir yaklaşımdan çok gerçekçi bir öngörü olarak değerlendirilebilir. Bu tahminin gerçekleşmesi durumunda asansör sektörüne hizmet veren komponent ve sistem üreticilerinin mühendislik yaklaşımları farklılık gösterecektir. Yeni PMC malzemeleri geliştirmek, ihtiyaca uygun reçete hazırlamak, farklı reçetelere göre üretim süreçlerini optimize etmek ve PMC bileşenlerini içeren komple asansör sistemini tasarlamak yakın gelecekte asansör ve aksam üreticilerinin gündeminde olacak.
Referanslar
[1] Kaya A.İ., Kompozit Malzemeler ve Özellikleri, Putech & Composites, Temmuz Ağustos, 2016
[2] Özdemir B., Polimer Matrisli Kompozit Malzeme İmalatı İçin Vakum Destekli Mekanizmaların Geliştirilmesi Ve Performanslarının İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, 2020
[3] Itoh, M., Inoue, K., Hirayama, N., Sugimoto, M., Seguchi, T. (2002), “Yeni Isıya Dayanıklı Silikon Bazlı Polimer Kullanılarak Elyaf Takviyeli Plastikler, Malzeme Bilimi Dergisi, 37 (17), 3795-3801.
[4] Advani S., Hsiao K., Polimer Matris Kompozitleri (PMC'ler) için Üretim Teknikleri, Woodhead Publishing 2012
[5] S. Mazumdar, “State of the Composites Industry,”, Basalt Today, baskı 2016.
[6] Hull, D., ve Clyne, TW, “1996: An Introduction to Composite Materials,” Cambridge University Press, Cambridge, BK
[7] 2021 Yılı Küresel İnşaat Pazarı Görünümü, Composites TÜRKİYE, sf 35
[8] Yakout M., Elbestawi MA, “Kompozit Malzemelerin Eklemeli Üretimi: Sanal İşleme Süreci Teknolojisi (VMPT) Hakkında 6. Uluslararası Konferansa Genel Bir Bakış”, Montréal, 29 Mayıs - 2 Haziran 2017
[9] C. Campbell, Hafif Malzemeler: ASM International, 2012.
[10] M. Zhou, R. Fleury ve M. Kemp, "Optimization of Composite: Son Gelişmeler ve Uygulama", Altair Engineering, Inc., 2011.
[11] J. Merkisz, M. Bajerlein, "Havacılık ve Uzay Endüstrisinde Kullanılan Kompozit Malzemeler", Logistyka, Haziran 2011, 2829-2837.
[12] Kocaoğlu İ.,Kompozit malzeme sektörü ve Türkiyenin durumu, İzmir Kalkınma Ajansı, 24 Mart 2021.
[13] Kwon, DJ, Kim, JH, Park, SM, Kwon, IJ, DeVries, KL, & Park, JM, “Asansör Uygulamaları için Yeni CFRP Halatına Uygun Reçinelerin Hasar Algılama, Mekanik ve Arayüzey Özellikleri, Kompozitler Bölüm B : Engineering,” doi:10.1016/j.compositesb.2018.08, 2016
[14] KONE.com/en/news-and-insights/stories/the-secret-is-in-the-rope.aspx, 21 Eylül 2021'de erişildi
[15] Bae, SY, Yoon, SM ve Kim, YH (2020). “Kompozit Malzemelerle Hafif Kaldırma Yapısı Tasarımı Üzerine Bir Çalışma, Modern Fizik Mektupları B, 34(07n09), 2040032, worldscientific.com/doi/abs/10.1142/S0217984920400321


