Cam Elyaf Takviyeli Polimer (GFRP)Belirli işlemler kullanılarak, takviye edici madde olarak cam elyaflarından ve matris olarak polimer reçineden üretilen yüksek performanslı bir malzemedir. Çekirdek yapısı cam elyaflarından (örneğin,E-cam5∼25μm çaplarında S-cam veya yüksek mukavemetli AR-cam gibi malzemelerden ve epoksi reçine, polyester reçine veya vinil ester gibi termoset matrislerden üretilen GFRP'nin lif hacim oranı tipik olarak %30∼%70'e ulaşır [1-3]. GFRP, 500 MPa/(g/cm3)'ü aşan özgül mukavemet ve 25 GPa/(g/cm3)'ü aşan özgül modül gibi mükemmel özellikler sergilerken, aynı zamanda korozyon direnci, yorulma direnci, düşük termal genleşme katsayısı [(7∼12)×10−6 °C−1] ve elektromanyetik şeffaflık gibi özelliklere de sahiptir.
Havacılık ve uzay alanında, GFRP'nin uygulaması 1950'lerde başladı ve günümüzde yapısal kütleyi azaltmak ve yakıt verimliliğini artırmak için önemli bir malzeme haline geldi. Boeing 787'yi örnek alırsak, GFRP, kaplamalar ve kanatçıklar gibi bileşenlerde kullanılan ve geleneksel alüminyum alaşımlarına kıyasla %20-30 oranında ağırlık azaltımı sağlayan, birincil yük taşımayan yapılarının %15'ini oluşturmaktadır. Airbus A320'nin kabin taban kirişleri GFRP ile değiştirildikten sonra, tek bir bileşenin kütlesi %40 azaldı ve nemli ortamlardaki performansı önemli ölçüde iyileşti. Helikopter sektöründe, Sikorsky S-92'nin kabininin iç panelleri, darbe dayanımı ve alev geciktiricilik arasında bir denge sağlayan (FAR 25.853 standardına uygun) GFRP petek sandviç yapısı kullanmaktadır. Karbon fiber takviyeli polimer (CFRP) ile karşılaştırıldığında, GFRP'nin hammadde maliyeti %50 ila %70 oranında daha düşüktür ve bu da birincil yük taşımayan bileşenlerde önemli bir ekonomik avantaj sağlar. Şu anda GFRP, karbon fiber ile birlikte bir malzeme gradyan uygulama sistemi oluşturarak, havacılık ekipmanlarının hafifletme, uzun ömür ve düşük maliyet yönünde yinelemeli gelişimini teşvik etmektedir.
Fiziksel özellikler açısından bakıldığında,GFRPHafiflik, termal özellikler, korozyon direnci ve fonksiyonelleştirme açısından da olağanüstü avantajlara sahiptir. Hafiflik konusunda, cam elyafının yoğunluğu 1,8 ila 2,1 g/cm³ arasında değişmekte olup, bu çeliğin yalnızca 1/4'ü ve alüminyum alaşımının 2/3'ü kadardır. Yüksek sıcaklıkta yaşlandırma deneylerinde, 180 °C'de 1000 saat sonra mukavemet koruma oranı %85'i aşmıştır. Ayrıca, bir yıl boyunca %3,5'lik NaCl çözeltisine daldırılan GFRP, %5'ten daha az mukavemet kaybı gösterirken, Q235 çeliği %12'lik korozyon ağırlık kaybına uğramıştır. Asit direnci belirgindir; %10'luk HCl çözeltisinde 30 gün sonra kütle değişim oranı %0,3'ten ve hacim genişleme oranı %0,15'ten daha düşüktür. Silanla işlem görmüş GFRP numuneleri, 3000 saat sonra %90'ı aşan bir eğilme mukavemeti koruma oranını korumuştur.
Özetle, benzersiz özellik kombinasyonu nedeniyle GFRP, uçakların tasarım ve üretiminde yüksek performanslı bir temel havacılık malzemesi olarak yaygın şekilde kullanılmakta olup, modern havacılık endüstrisi ve teknolojik gelişmede önemli stratejik öneme sahiptir.
Yayın tarihi: 15 Ekim 2025
