Bal Peteği (Honeycomb) Kompozit Paneller ve Özellikleri

1. Bal Peteği (honeycomb) Kompozit Panel – Levha Nedir?

Balpeteği kompozit paneller, yüksek mukavemetli ve ince iki tabaka arasında petek şeklinde çekirdek (kor) yerleştirilmesi ve bileşenlerin birbirine yük transferini bir yüzeyden diğerine aktarabilecek güçlü yapıştırıcılar ile bağlanması ile oluşturulan, düşük ağırlıklarla yüksek rijitlik elde edilen malzemelerdir.

Balpeteği kompozit paneller hafifliğin istendiği; ağırlığın kritik problem olduğu, aynı zamanda yüksek mukavemet ve rijitlik istenen yerlerde kullanılır

Balpeteği paneller temelde üç grup malzemeden oluşmaktadırlar. Bunlar;

1. Alt ve üst yüzey levhaları
2. Ara yapıştırıcı,
3.  Çekirdek (kor) malzemesidir.

Balpeteği (Honeycomb) kor geometrisi, sandviç panel yüzeylerine düzenli ve kuvvetlendirilmiş destek vermektedir. Balpeteği kor geometrisi ile yüzey tabakalar arası kullanılan yapıştırıcı, her iki elemanı kuvvetli bir şekilde bağlayarak bir bütün olarak hareket etmesini sağlamaktadır. Sonuçta yüksek burulma rijitliği ve eğilme rijitliğine sahip bir yapı elde edilmektedir.

Balpeteği yapılı kompozit levhaların hücre (kor) kısmını altıgen petek ya da balpeteği denilen hafif yoğunluklu kısım oluşturmaktadır. Balpeteği hücrelerin alt ve üst yüzey örtüsü ile kaplanması sonucu ise sandviç kompozit levhalar elde edilmektedir.

Balpeteği (Honeycomb)  kompozit paneller hafifliğin istendiği; ağırlığın kritik problem olduğu ve aynı zamanda yüksek mukavemet istenen yerlerde kullanılır. Amaç, malzeme kalınlığını hafif yapılar ile arttırarak direngenliği artırmaktır. Bu malzemeler yüksek mukavemetli alt ve üst yüzeylere yük transferini bir yüzeyden diğerine aktarabilecek güçlü yapıştırıcılar ile bağlanırlar.

Balpeteği kompozit yapılarda bilinenin aksine sadece altıgen petek yapısı kullanılmamaktadır, birçok varyasyon kullanılmaktadır. Bu varyasyonlar içerisinden en çok bilineni ve kullanılanı altıgen petek yapısıdır.

Bal peteği kompozit panellerin geçmişi oldukça eskiye aittir. İlk defa 1845 yılında yumurta taşıma kutusunda kullanılmaya başlayan paneller daha sonra 1919 yılında havacılık sektöründe kullanılmaya başlanmıştır. 1940 yılından sonra havacılık sektöründe, uçakların gövde panellerinde, yüksek sertliği ve düşük ağırlığı nedeniyle sivil uçak sanayi sektörü dâhil olmak üzere çok sayıda uçak parçası üzerinde kullanılmıştır. Bal petek yapısının dış yüzeylere yapıştırılması oldukça zor olmasına rağmen üstün mukavemet/ağırlık oranı nedeniyle son yıllarda ön planda olan bir malzemedir.

2. Bal Peteği Kompozit Panellerin Nerelerde Kullanılır? Uygulama Alanları Nedir?

Bal peteği kompozit paneller;

• Yapılarda dış cephe kaplamasında,
• Çatı panelleri ve tavan panellerinde,
• Islak zeminlerde,
• Duvarlarda,
• Levhalarda ve kapılarda,
• Gemilerin ve yatların güvertelerinde,  kamara bölmelerinde ayrıca iç dekorasyon panellerinde,
• Metro ve raylı sistemlerin iç dekorasyonlarında,
• Yürümeye elverişli zemin panellerinde ve iyi izolasyon özelliğiyle spor salonlarında ve havaalanlarında,
• İnşaat kalıplarında ve destek parçalarında

kullanılabilmektedir.

Ayrıca bal peteği (Honeycomb)  kompozit paneller, düşük kütleler için yüksek eğilme kabiliyeti sayesinde yaygın olarak uzay yapılarında kullanılır. Yapısal tasarımı daha da optimize etmek için, bal peteği panellerde yüksek modüllü kompozitler gibi ileri malzemeler kullanılmaktadır. Geleneksel bal peteği sandviç panellerindeki alüminyum alaşımlı yüzey levhaları, lifli kompozit malzemelerle değiştirilmektedir. Bu özellik sayesinde güneş panelleri, antenler gibi yapısal elemanlar için de kullanılabilmektedir.

Alüminyum balpeteği paneller konstrüksiyon açısından oldukça hafif olması, mukavemet ve rijitliği oldukça yüksek olması nedeni ile uzay, hava, kara ve deniz  ulaşım araçlarında, inşaat gibi sektörlerde çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle darbe yüklerine maruz kalan bölgelerde yüksek enerji sönümleme kabiliyeti olması nedeni ile yaygın olarak kullanılmaktadır. Balpeteği sandviç panellerin servis ömrü darbe yüklerinin etkisi altında değişim göstermektedir. Özellikle hava ulaşım araçlarının gövde ve kanatlarında yüksek hızda, kuş gibi cisimlerin çarpması nedeni ile tehlikeye maruz kalabilirler. Bu çarpma neticesinde zamanla bu bölgeler daha hızlı hasar oluşumuna neden olabilmektedir. Bu nedenle bu yapıların darbe yükleri altındaki davranışları gerek deneysel gerek ise bilgisayar ortamında analizler yapılarak uygun alüminyum kor yüksekliği belirlenmesi ve bu bölgelerin iyileştirilmesi oldukça büyük önem arz etmektedir.

3. Bal Peteği Kompozit Panellerin Özellikleri

Bal peteği kompozit paneller;

• Yüksek mukavemetli,
• Hafif,
• Yüksek nem ve korozyona dayanıklı,
• Yangına dayanıklı,
• Isı ve ses izolasyon etkisine sahip,
• Kimyasal maddelere karşı dirençli,
• Bakteri ve mantar direncine sahip,
• Kolay temizlenebilir

malzemelerdir.

Balpeteği kompozitler kullanıldıkları uygulamalarda sıcaklık değişimleri sebebiyle termal, yerçekimi sebebiyle kendi ağırlıkları altında gerilmelere ve periyodik zorlanmalara maruz kalabilmektedir. Periyodik zorlanmaların doğal titreşim frekansları ile çakışması sonucunda rezonans durumu söz konusu olmaktadır. Bu durum istenmeyen bir durum olup, ilgili bileşenler üzerinde aşırı yüksek gerilmeler oluşmasına ve fonksiyonlarını yerine getirmelerine engel olabilecek kadar büyük deformasyonlara sebep olabilmektedir.

Balpeteği (Honeycomb) kompozitlerinin kor geometrisinin boyutları, yapının genel boyutları, kullanılan yapıştırıcının mekanik özellikleri ve çalışma sıcaklığı gibi parametreler doğrudan söz konusu kompozitlerin doğal titreşim davranışlarını etkilemektedir. Bu paneller farklı mimari yapılarda, havacılık uygulamalarında, hızlı tren, uzay sanayine yönelik uygulamalarda, ticari uçakların taban kaplamaları, kanat ve kuyruk parçaları, helikopter pervanesi gibi parçalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Son yıllarda birçok binek ve spor otomobillerin tavan, direk ve gövdesinin birçok kısımlarında, spor aletlerinde (yarış bisikleti kaburgası), karayolları hareketli, sabit bariyerlerde, motosiklet kasklarında ve rüzgâr türbini pervanesi gibi uygulama alanlarında da kullanılmaktadır. Bu paneller yapılardaki kullanıma ilave olarak, petekli yapılar enerji sönümleme, mikrodalga kalkanı, uyduların güneş panelleri ve hava akımı doğrultucusu olarak da yaygın bir kullanıma sahiptir.

Kaynaklar: 
İbrahim YOZGATLI -BALPETEĞİ KOMPOZİTLERİNİN ÖNGERİLME ALTINDA DOĞAL TİTREŞİM DAVRANIŞLARINA YAPIŞTIRICI ÖZELLİKLERİNİN VE KOR GEOMETRİSİ ETKİSİNİN İNCELENMESİ
BETÜL BERKTAŞ-BETONARME KİRİŞLERİN ALÜMİNYUM BAL PETEĞİ KOMPOZİT PANELLER İLE GÜÇLENDİRİLMESİ
Ağdacı, O., 2013, Dental İmplant Analizleri, Figes İleri Mühendislik ve Arge teknolojileri Dergisi,
Akil H., Cantwell, W. J., 2003, The Low Velocity Impact Response Of An Aluminium Honeycomb Sandwich Structure, Composites Part B: Engineering