Karabük Üniversitesi (KBÜ) Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi akademisyenlerinden Doç. Dr. Gökhan Sur ile Kastamonu Üniversitesi Küre Meslek Yüksekokulu Motorlu Araçlar ve Ulaştırma Teknolojileri Bölüm Başkanı Dr. Öğr. Üyesi İsmail Kayabaşı’nın ortak çalışması olan stratejik malzeme üretim tekniği, Türk Patent ve Marka Kurumu tarafından resmi olarak tescil edildi.

"Dikey Ayırıcı Kalıplama Tekniği ile Farklı Arayüzey Geçişine Sahip Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzemelerin Toz Metalurjisi Tekniği ile Üretimi" başlığını taşıyan patent, malzeme literatüründe ve endüstriyel üretimde uzun süredir karşılaşılan önemli bir yapısal sorunu yerli imkanlarla çözüme kavuşturuyor.

Buluşun temelleri, Dr. Öğr. Üyesi İsmail Kayabaşı'nın Karabük Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü bünyesinde, Doç. Dr. Gökhan Sur danışmanlığında yürüttüğü doktora tezi çalışmalarına dayanıyor. Araştırma ve geliştirme sürecine Prof. Dr. Ali Rıza Motorcu, Prof. Dr. Hasan Gökkaya ve Dr. Öğr. Üyesi Sedat Güven de akademik ve bilimsel katkılarıyla destek sağladı. KBÜ çatısı altında başlayan bu güçlü akademik iş birliği, kapsamlı Ar-Ge süreçlerinin ardından tescilli bir teknolojiye dönüştü.

Geleneksel Yöntemlerdeki Yapısal Soruna Yerli Çözüm

Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzeme (FDM) üretiminde kullanılan geleneksel yöntemlerde katmanlar arası geçiş hattı düz olarak üretilmekteydi. Bu düz hatlar, yüksek darbe ve şok anında parçanın ayrılmasına ve çatlamasına neden oluyordu. Geliştirilen yerli yöntem ise toz metalurjisinin yüksek hız ve düşük maliyet avantajlarını korurken, arayüzey geçişlerini düz formdan bağımsız hale getirerek üçgen, trapez veya dairesel gibi açılı geometrilerle kontrol etmeye olanak tanıyor. Bu mekanik çözüm, endüstride aranan özdeş katman özelliklerinin yüksek tekrar edilebilirlikle üretilmesini sağlıyor.

Laboratuvar Testlerinde Doğrulanan Yüksek Dayanım

Alüminyum ve Bor Karbür (B₄C) esaslı zırh malzemeleri üzerinde yapılan laboratuvar testlerinde, katmanlar arasına dünyada ilk kez 30, 45 ve 60 derecelik trapez geometriler uygulandı. Yapılan üç nokta eğme testleri ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri sonucunda, 30° trapez geçişli numunelerin 629 MPa çapraz kırılma dayanımına ulaştığı kaydedildi. Fırınlama ve presleme döngülerinin optimizasyonuyla geçiş bölgelerinde mikroskobik çatlak veya ayrılma yaşanmadığı doğrulanırken, malzeme 170 HBN sertlik ve 2,7057 g/cm³ yoğunluk değerlerine ulaştı.

Hava Araçlarına Zırh, Geleceğe Elektronik Harp Kalkanı

Geliştirilen dikey ayırıcı mekanizması ve arayüzey geometrisi, özellikle savunma sanayisinde dışa bağımlılığı azaltacak önemli uygulama alanlarına sahip bulunuyor. Teknoloji ilk aşamada İHA, SİHA ve helikopter gibi hava araçlarının operasyon esnasında hedef alınan elektronik devre kutuları, yakıt depoları ve pilot kabini gibi kritik bölümlerinde hafif ve darbe sönümleyici balistik zırh olarak kullanılabilecek.

İleri aşamadaki Ar-Ge hedefleri arasında ise elektronik harp tehditlerine karşı koruma yer alıyor. Elektriksel ve manyetik sönümleme özelliklerine sahip farklı kompozit toz bileşenlerinin bu teknikle bir araya getirilmesi, katmanlar arasında oluşturulacak geometrik labirentler sayesinde radar dalgalarını hapsederek sönümleyebilen akıllı kalkan materyallerinin geliştirilmesine zemin hazırlıyor.

Millî Teknolojiye Kurumsal Katkı

Geliştirilen çalışmanın laboratuvar ölçeğinden endüstriyel boyuta taşınmaya hazır olduğunu belirten Doç. Dr. Gökhan Sur, sürece ilişkin şu değerlendirmede bulundu:

"Geliştirdiğimiz dikey ayırıcı kalıplama tekniği sayesinde, çok katmanlı fonksiyonel dereceli malzemelerin katmanlar arası arayüzey geçişlerini düz formdan üçgen, trapez, dairesel ve arzu edilen farklı karmaşık geometrilere kontrol edebiliyoruz. Bu da ani ve yüksek hızlı şok darbeleri, yüksek sıcaklık ve yük altında parçaların arayüzey birleşim yerlerinden çatlamasını veya ayrılmasını (delaminasyonu) engelliyor. Ülkemizin millî teknoloji hamlesine katkı sunmak adına, bu stratejik teknolojiyi seri üretime taşımak ve ticarileştirmek üzere başta savunma sanayisi firmalarımız olmak üzere tüm yerli üreticilerimizle Ar-Ge ve lisanslama iş birliklerine açığız. İleriye dönük Ar-Ge hedeflerimiz arasında; elektriksel ve manyetik sönümleme yeteneğine sahip farklı akıllı toz bileşenlerini bu dikey kalıplama altyapısıyla bir araya getirmek yer alıyor. Katmanlar arasında oluşturacağımız üçgen ve trapez yapılar sayesinde, gelen radar sinyallerini ve elektronik harp dalgalarını kendi içinde hapsederek sönümleyebilecek yerli 'Akıllı Kalkan' materyallerini geliştirmeyi vizyoner bir gelecek hedefi olarak öngörüyoruz."

Bilgiyi teknolojiye, teknolojiyi ise toplumsal ve ekonomik faydaya dönüştürme misyonuyla hareket eden Karabük Üniversitesi, yerli imkanlarla yürüttüğü Ar-Ge çalışmalarıyla hem bölgesine hem de ülkeye değer katmayı sürdürüyor.