# Delaminasyon nedir? Kompozitte katlar arası ayrılma Delaminasyon, laminant kompozitte katların reçine ara katmanı boyunca ayrılmasıdır. Nedenleri, kırılma modları, test standartları, tespit ve önleme. - Web sayfası: https://3dwovens.com/tr/knowledge/what-is-delamination - Son güncelleme: 2026-09-24 Yazar: 3Dwovens Mühendislik Ekibi > **Kısa cevap:** Delaminasyon, laminant kompozitte komşu katların birbirinden ayrılmasıdır. Çatlak, elyafların bulunmadığı reçine ara katmanı boyunca ilerler. Darbe, serbest kenarlar, delikler, eğilme ve üretim kusurları başlıca nedenleridir. Çoğu zaman yüzeyden görünmez ve basma dayanımını düşürür; bu nedenle kompozit tasarımında belirleyici hasar modlarından biridir. > **Şekil: 2B laminantta ve 3B dokumada katlar arası çatlağın ilerleyişi.** Şematik gösterim. Laminantta çatlak, reçineden oluşan ara katman boyunca az enerjiyle ilerler; kalınlık yönündeki iplikler çatlak yüzeylerini birbirine bağlayarak ilerlemeyi yavaşlatır. ## Delaminasyon neden oluşur? Bir laminant, elyaf takviyeli katların üst üste serilip reçineyle birleştirilmesiyle üretilir. Elyaflar yalnız kat düzleminde uzanır; kalınlık doğrultusundaki çekme gerilmelerini ve katlar arası kayma gerilmelerini yalnız reçine taşır. Reçinenin dayanımı ve kırılma tokluğu elyafa kıyasla düşük olduğundan, iki kat arasındaki ince reçine bölgesi yapının en zayıf halkası hâline gelir. Yalnız düzlem içi yük taşıyan bir laminantta bile katlar arası gerilmeler oluşabilir. Pipes ve Pagano (1970), farklı yönlerde dizilmiş katlardan oluşan laminantların serbest kenarlarında, katlar arasındaki elastik uyumsuzluk nedeniyle yerel katlar arası gerilmelerin ortaya çıktığını göstermiştir. Delik kenarları, kat bitimleri, kavisli bölgeler ve bağlantı noktaları da aynı nedenle delaminasyonun sık başladığı yerlerdir. ### Başlıca nedenler - **Düşük hızlı darbe:** Takım düşmesi, çarpma, taş sıçraması veya bir drone kazası. Darbe, ön yüzde küçük bir iz bırakırken katlar arasında ve arka yüzde geniş bir hasar alanı oluşturabilir (Abrate, 1998). - **Talaşlı işleme:** Delme sırasında matkabın giriş yüzünde üst katları sıyırması ve çıkış yüzünde alt katları itmesi delaminasyon oluşturur. Kesim ve delme sırasındaki önlemler [karbon plaka CNC kesim rehberinde](https://3dwovens.com/tr/knowledge/carbon-plate-cnc-cutting-guide.md) ele alınır. - **Üretim kusurları:** Boşluklar (porozite), reçinesiz kuru bölgeler, katlar arasına giren yabancı madde veya yetersiz kür. - **Yorulma:** Tekrarlı yükler altında küçük kusurlar büyüyerek delaminasyona dönüşebilir. - **Nem ve sıcaklık:** Reçinenin nem alması ve camsı geçiş sıcaklığına (Tg) yaklaşan çalışma sıcaklıkları katlar arası dayanımı düşürür. ## Kırılma modları Katlar arası çatlağın ilerleyişi kırılma mekaniğinde üç temel modla tanımlanır: - **Mod I (açılma):** Çatlak yüzeyleri birbirinden dik doğrultuda ayrılır. - **Mod II (kayma):** Çatlak yüzeyleri, çatlağın ilerleme doğrultusunda birbirine göre kayar. - **Mod III (yırtılma):** Çatlak yüzeyleri, çatlak cephesine paralel olarak zıt yönlerde kayar. Gerçek yapılarda delaminasyon çoğunlukla bu modların birleşimiyle, yani karışık modda ilerler. Malzemenin delaminasyona direnci, her mod için ölçülen kritik enerji salınım hızıyla (GIc, GIIc) ifade edilir. Bu değer ne kadar yüksekse, çatlağı birim alan kadar ilerletmek için o kadar fazla enerji gerekir. Laminantlarda Mod I tokluğu genellikle en düşük değerdir; bu nedenle açılma yükleri ve kalınlık yönündeki çekme gerilmeleri özellikle kritiktir. ## Darbe hasarı ve darbe sonrası basma dayanımı Kompozit yapılarda delaminasyonun en yaygın kaynağı düşük hızlı darbedir. Darbe enerjisi elyafları koparmaya yetmese bile katlar arasında birbirinin üzerine binen delaminasyonlar ve reçine çatlakları oluşturabilir. Yüzeyde neredeyse hiç iz bırakmayan bu hasara havacılıkta gözle zor fark edilen darbe hasarı (BVID) denir. Delaminasyon özellikle basma yükü altında tehlikelidir. Birbirinden ayrılmış katlar, bağımsız ince plakalar gibi davranarak yerel olarak burkulur ve hasar büyür. Bu nedenle darbe hasarının etkisi, darbe sonrası basma dayanımı (CAI) ile ölçülür: önce plakaya kontrollü bir darbe uygulanır (ASTM D7136), ardından hasarlı plaka basma yüküyle kırılır (ASTM D7137). Havacılık yapılarında tasarım değerleri genellikle, gözle zor fark edilen bir darbe hasarı bulunan yapının da tasarım yüklerini taşıyabileceği varsayımıyla belirlenir. ## Delaminasyon nasıl ölçülür? Delaminasyon direnci ve darbe hasarına tolerans, standart test yöntemleriyle ölçülür. Başlıcaları şunlardır: | Standart | Ölçülen özellik | Numune ve yükleme | |---|---|---| | ASTM D5528 | Mod I katlar arası kırılma tokluğu (GIc) | Çift ankastre kiriş (DCB), açılma yükü | | ASTM D7905 | Mod II katlar arası kırılma tokluğu (GIIc) | Uçtan çentikli eğilme (ENF), üç nokta eğilme | | ASTM D6671 | Karışık mod I/II kırılma tokluğu | Karışık mod eğilme (MMB) | | ASTM D2344 | Kısa kiriş dayanımı (katlar arası kaymanın karşılaştırmalı göstergesi) | Kısa kiriş, üç nokta eğilme | | ASTM D7136 | Düşme ağırlıklı darbe hasarına direnç | Plaka, kontrollü darbe enerjisi | | ASTM D7137 | Darbe sonrası basma dayanımı (CAI) | D7136 ile hasarlanmış plaka, basma | Kırılma tokluğu testlerinde numunenin orta düzlemine, genellikle ince bir yapışmaz film yerleştirilerek başlangıç çatlağı oluşturulur. 3B dokunmuş kompozitlerde bağlayıcı iplikler çatlağın düz bir düzlemde ilerlemesini engellediğinden, bu testlerin sonuçları laminantlarla doğrudan karşılaştırılırken dikkatli yorumlanmalıdır. ## Tespit yöntemleri Delaminasyonun yüzeyden görünmemesi, kompozit yapılarda tahribatsız muayeneyi zorunlu kılar. Yaygın yöntemler: - **Görsel muayene ve tık testi:** Hızlıdır ve ek ekipman gerektirmez; ancak yalnız yüzeye yakın ve büyük ayrılmaları gösterir. - **Ultrasonik muayene:** Ses dalgalarının ayrılma yüzeyinden yansımasıyla delaminasyonun konumu ve alanı haritalanır (C-tarama). Kompozit muayenesinde en yaygın yöntemdir. - **Termografi:** Yüzeye verilen ısının yayılma farkları, altındaki ayrılmaları gösterir; geniş alanları hızlı tarar. - **Bilgisayarlı tomografi:** Hasarın üç boyutlu görüntüsünü verir; genellikle laboratuvar ölçeğindeki numuneler için kullanılır. ## Delaminasyon nasıl önlenir? Delaminasyonu azaltmanın iki temel yolu vardır: katlar arasındaki reçinenin tokluğunu artırmak veya katları kalınlık yönünde elyafla birbirine bağlamak. Tokluğu artırılmış reçineler (termoplastik ya da kauçuk katkılı epoksiler) ve katlar arasına yerleştirilen tok ara tabakalar, çatlak ucunda daha fazla enerji tüketerek ilerlemeyi yavaşlatır. Ancak çatlak yine reçine içinde ilerler; kazanç reçinenin kendi tokluğuyla sınırlıdır. Kalınlık yönü takviyesi ise farklı bir mekanizmayla çalışır. Dikiş, Z-pim, tufting ve 3B dokuma yöntemlerinde katlar arasından geçen iplik ya da çubuklar, çatlak yüzeylerini birbirine bağlar. Çatlağın açılması için bu elemanların sıyrılması veya kopması gerekir; bu da çatlak arkasında bir köprüleme bölgesi oluşturur ve ek enerji tüketir. Literatürde kalınlık yönü takviyesinin Mod I delaminasyon tokluğunu belirgin biçimde artırdığı, darbe hasar alanını küçülttüğü ve darbe sonrası basma dayanımını yükselttiği raporlanmıştır (Mouritz, 2007; Tong ve diğerleri, 2002). Bedeli, bazı yöntemlerde düzlem içi özelliklerde görülebilen azalmadır. | Yöntem | Çalışma biçimi | Düzlem içi özelliklere etkisi | Uygulama notu | |---|---|---|---| | Tok reçine veya ara tabaka | Çatlak ucunda plastik deformasyonla enerji tüketir | Genellikle sınırlı | Kazanç reçinenin tokluğuyla sınırlıdır | | Dikiş | Kuru katlar kalınlık boyunca iplikle dikilir | İğne delikleri ve elyaf sapması nedeniyle azalabilir | Kuru kumaş ön şekillerine uygulanır | | Z-pim | İnce kompozit veya metal çubuklar kalınlık yönünde prepregin içine sokulur | Pim çevresinde elyaf sapması ve reçine cepleri | Genellikle yerel olarak, bağlantı bölgelerine uygulanır | | 3B dokuma | Bağlayıcı iplikler dokuma sırasında katmanları kilitler | Mimariye bağlı; kıvrım etkisi olabilir | Ön şekil tek parça üretilir; özel tezgâh gerekir | ### Tasarım ve üretimde alınan önlemler Malzeme değiştirilmeden de delaminasyon riski azaltılabilir: - **Kat dizilimi:** Komşu katlar arasındaki açı farkının büyük olması, serbest kenarlarda katlar arası gerilmeleri artırır. Kat dizilimi kenar gerilmeleri de gözetilerek seçilir. - **Kat bitimleri:** Kalınlığın değiştiği bölgelerde katlar tek bir hatta değil, kademeli olarak bitirilir. - **Delik ve kenar mesafesi:** Delikler serbest kenarlardan ve birbirinden yeterli uzaklıkta açılır; bağlantılarda yükü yayan pullar kullanılır. - **Kalınlık yönündeki yükler:** Parçaya dik çekme yükü bindiren detaylardan, örneğin yüzeye dik doğrultuda çekilen bağlantılardan ve dar yarıçaplı kavislerden kaçınılır. - **Üretim kalitesi:** Kat serme sırasında katlar arasına yabancı madde girmesi önlenir, kür çevrimi reçine üreticisinin önerisine göre uygulanır ve kritik parçalar ultrasonik muayeneden geçirilir. ## 3B dokumada delaminasyon [3B dokumada](https://3dwovens.com/tr/knowledge/what-is-3d-weaving.md) katmanlar, dokuma sırasında kalınlık boyunca ilerleyen bağlayıcı ipliklerle birbirine kilitlenir. Yapıda katları yalnız reçinenin bağladığı sürekli bir ara yüzey bulunmadığından, laminanttaki gibi katlar boyunca az enerjiyle yürüyen bir ayrılma oluşmaz. Bir çatlak başlasa bile ilk bağlayıcı ipliğe ulaştığında köprülenir ve ilerlemesi için ipliğin sıyrılması ya da kopması gerekir. Bu, 3B dokunmuş bir parçanın hasar almayacağı anlamına gelmez. Aşırı yükte reçine çatlakları, lif-reçine ayrılmaları ve elyaf kopmaları yine oluşur. Fark, hasarın yayılma biçimindedir: laminantta hasar katlar arasında geniş bir alana yayılabilirken, 3B dokumada daha küçük bir bölgede kalır ve yapı yük taşımayı daha kademeli olarak bırakır. ## Pratikte [OWC karbon plaka](https://3dwovens.com/tr/products/owc-plate.md) 3B dokunmuş bir ön şekilden üretilir; kalınlık yönündeki iplikler katmanları birbirine bağlar. Malzemenin delme, kesme ve bağlantı davranışını kendi uygulamanızda denemek için [numune kiti](https://3dwovens.com/tr/products/sample-kit.md) kullanılabilir: kit, tam plakadan kesilmiş küçük dikdörtgen parçalardan oluşur. ## Sık sorulan sorular ### Delaminasyon gözle görülebilir mi? Çoğu zaman görülemez. Düşük hızlı bir darbe ön yüzde yalnız küçük bir iz bırakırken katlar arasında geniş bir ayrılma oluşturabilir. Bu nedenle delaminasyon ultrasonik muayene, termografi veya bilgisayarlı tomografi gibi tahribatsız yöntemlerle aranır. ### Delaminasyon onarılabilir mi? Küçük delaminasyonlar reçine enjeksiyonuyla, daha büyük hasarlar ise hasarlı bölgenin kaldırılıp yama uygulanmasıyla onarılabilir. Onarımın yapısal yeterliliği, parçanın yük durumuna göre mühendislik değerlendirmesi ve muayeneyle doğrulanır. ### Delaminasyon direnci hangi testle ölçülür? Mod I katlar arası kırılma tokluğu ASTM D5528 (çift ankastre kiriş, DCB), Mod II tokluk ASTM D7905 (uçtan çentikli eğilme, ENF), karışık mod ASTM D6671 ile ölçülür. Darbe hasarına direnç ASTM D7136, darbe sonrası basma dayanımı ise ASTM D7137 ile belirlenir. ### 3B dokunmuş kompozitte delaminasyon olur mu? 3B dokumada katları yalnız reçinenin bağladığı bir ara yüzey bulunmaz; kalınlık yönündeki iplikler katmanları kilitler. Bu nedenle laminanttaki gibi katlar boyunca yürüyen bir ayrılma oluşmaz. Reçine çatlakları ve yerel lif-reçine ayrılmaları ise yine görülebilir; hasar daha küçük bir bölgede kalır. ## Kaynaklar - ASTM D5528/D5528M. Standard Test Method for Mode I Interlaminar Fracture Toughness of Unidirectional Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composites. ASTM International. - ASTM D7905/D7905M. Standard Test Method for Determination of the Mode II Interlaminar Fracture Toughness of Unidirectional Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composites. ASTM International. - ASTM D6671/D6671M. Standard Test Method for Mixed Mode I-Mode II Interlaminar Fracture Toughness of Unidirectional Fiber Reinforced Polymer Matrix Composites. ASTM International. - ASTM D2344/D2344M. Standard Test Method for Short-Beam Strength of Polymer Matrix Composite Materials and Their Laminates. ASTM International. - ASTM D7136/D7136M. Standard Test Method for Measuring the Damage Resistance of a Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composite to a Drop-Weight Impact Event. ASTM International. - ASTM D7137/D7137M. Standard Test Method for Compressive Residual Strength Properties of Damaged Polymer Matrix Composite Plates. ASTM International. - Pipes, R. B., Pagano, N. J. (1970). Interlaminar stresses in composite laminates under uniform axial extension. *Journal of Composite Materials*, 4(4), 538–548. - Abrate, S. (1998). *Impact on Composite Structures*. Cambridge University Press. - Mouritz, A. P. (2007). Review of z-pinned composite laminates. *Composites Part A: Applied Science and Manufacturing*, 38(12), 2383–2397. - Tong, L., Mouritz, A. P., Bannister, M. K. (2002). *3D Fibre Reinforced Polymer Composites*. Elsevier.