Çevresel ve ekonomik koşulların etkisiyle yeni kompozit malzemelerin geliştirilmesi konusu gündemdeki önemini arttırıyor. Lif destekli kompozit yapılarda yaygın olarak kullanılan cam, karbon, aramid gibi lifler ve epoksi, polyester gibi reçineler, endüstriyel alanlardaki yüksek mekanik özelliklerine karşın, geri dönüşümleri çok güç olduğundan çevresel olarak sorun oluşturuyor. Doğal lifler, geri dönüşüm konusunda maliyet avantajı yaratması nedeniyle akademik çalışmaların odak noktalarından biri olarak öne çıkıyor.
Bu konuda araştırmalar yapan Erciyes Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Tekstil Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Levent Önal, ‘Çevre Dostu Kompozit Üretim Yöntemleri ve Otomotiv Endüstrisinde Kullanım Potansiyeli’ konulu çalışmasını tamamladı. Makine halısı üretiminde kullanılan jüt liflerinin atıklarından, otomotiv sanayi için doğal kompozit panel üreten Önal, Uludağ Tekstil İhracatçıları Birliği tarafından düzenlenen 4. Uluslararası Ar-Ge Proje Pazarı Zirvesi'nde, ‘Taşıt Tekstilleri ve Filtrasyon’ alanında birincilik ödülü aldı. Textil Dünyası Dergisi olarak çalışması hakkında bilgi aldığımız Doç. Dr. Levent Önal, hem ekonomik hem de çevresel anlamda önemli olan bu çalışmanın detaylarını anlattı.
Otomotiv Endüstrisi İçin Üretim Gerçekleşiyor
Son 20 yıllık süreçte doğal lifler başta olmak üzere, geri dönüşümlü malzemelerin, kompozit endüstrisinde kullanımı ve çevre ile ilgili bilincin öncelik kazandığını ifade eden Levent Önal, bu alanda pek çok araştırma yürütüldüğünü literatürden takip ettiğini söyledi. 2004 senesinde doktora sonrası eğitimi için gittiği Nottingham Üniversitesi, Kompozit Araştırma Merkezi’nde, biyolojik olarak bozulabilir kompozit malzemeler üzerine çalışma yürütürken, bu alana yoğunlaşma fikrinin oluştuğunu vurgulayan Önal; “Türkiye’ye döndükten sonra, çalışmalar yürütmek için arayış içerisindeyken, Saray Halı’ya yapılan bir teknik gezide jüt lifinin kullanımı ve telef miktarları hakkında bilgi edinme fırsatım oldu. Ardından da Saray Halı’nın da desteği ile 2005 senesinde TÜBİTAK araştırma projemi yazdım ve TÜBİTAK’dan araştırma desteğini almamla da bu alandaki süreç başlamış oldu” dedi. Temel kullanım alanı olarak otomotiv sektörünü seçmesi nedeniyle, otomotiv endüstrisinde kullanılan üretim süreçlerini benimsediklerini açıklayan Önal, temel olarak Basınçla Kalıplama ve Vakum İnfüzyon yöntemleriyle kompozit paneller ürettiklerini hatırlattı.
Bu alandaki ilk projesinin TÜBİTAK tarafından 2008 senesinde 88.000 TL’lik bir bütçe ile desteklendiğini söyleyen Önal, sözlerine şöyle devam etti; “Projeyi 2009 senesinde tamamladım. Bu projeyi destekler nitelikte, Erciyes Üniversitesi Bilimsel Araştırma Birimi tarafından bir yüksek lisans projesi daha aldım. 2012 Bahar döneminde yeni bir TÜBİTAK 1001 projesi daha önerdim. Şu anda inceleme sürecinde. Yeni projemizi Malzeme Mühendisliği Bölümü’nden, Doç. Dr. Mehmet Hançer ve Makine Mühendisliği Bölümünden Yrd. Doç. Dr. Recep Güneş ile birlikte verdik. Proje ekibinde bir doktora bir de yüksek lisans öğrencisi şu anda çalışmalarını yürütüyor.”
Otomotiv endüstrisinde doğal liflerin kullanımına yönelik itici unsuru, Avrupa Komisyonu tarafından 2000 yılında çıkarılan ELV Yasası'yla (End of Life Vehicles) birlikte, Avrupa Birliği ülkelerinde üretilen araçların, 2015 yılı itibariyle yüzde 95 oranında geri dönüştürülebilir ya da biyolojik olarak parçalanabilir olması gerekliliğiyle açıklayan Önal, bu konuda yapılan çalışmaların devam edeceğini hatırlattı. Avrupa Birliği’nde alınan kararlarla çalışmaların hızlanacağını vurgulayan Önal; “Halıda kullanılan jüt ipliğinin yüzde 7 ile 11 arasındaki kısmı üretim aşamasında zarar görerek ayrılıyor. Halının yanlarında 10–15 santimetre civarında oluşan jüt saçaklar halı üretimi esnasında kesilip ayrılıyor. Biz de çöpe gidecek bu atık malzemeyi otomotiv sanayi için yeniden değerlendirerek, ekonomiye kazandırmayı hedefliyoruz'' diye konuştu.
Atık jütün depolama maliyetleri nedeniyle ucuza elden çıkarıldığını savunan Önal, üretilen yeni malzemede, alınan jüt ile polipropilenle karıştırıldığını açıkladı. “Ürettiğimiz numunelerde yaklaşık 300gr/metrekarelik tekstil yüzeyleri kullanıyoruz” diyen Önal şöyle konuştu; “Atığın ham maliyeti 7-9kr/kg, işlenmiş iğneli keçe halindeki maliyeti ise yaklaşık 17 kr civarında, dolayısıyla emsali tüm hammaddeler ile kıyaslanmayacak kadar düşük maliyetli. Ancak birim maliyetini hesaplamak biraz zor, çünkü kompozit panel oluşturma maliyeti, kullanılan reçine tipine ve nihai ürünün kalıp şekline göre değişiklik gösterebiliyor.”
Otomotiv Devleri Doğal Lif Destekli Kompozitleri Tercih Ediyor
BMW, Mercedes, Volkswagen ve Toyoto dahil bütün önde gelen otomobil üreticilerinin doğal lif destekli kompozitleri, D segmenti otomobillerin üretiminde aktif biçimde kullandıklarını da ifade eden Önal; “Bu ürünlerin maliyetlerdeki düşmeler sonucunda C segmenti otomobillerde de kullanılmaya yakın zamanda başlanması öngörüyoruz” dedi. İkame ürünler hakkında da bilgiler veren Önal, “Otomobilde kullanılan doğal lif destekli ürünler ithal olarak gelmektedir. Özellikle ağaç lifi katkılı olanlar Türkiye’de bir özel firma tarafından üretilmeye başlanmıştır. Kompozit yapımında kullanılan ön şeklin üretimi için iki tekstil işletmesi ile görüşme yapıyoruz” diye konuştu.
Diğer ikame ürünler açısından da değerlendirmelerde bulunan Önal, yapılan malzemenin en önemli artısının maliyetinin çok düşük olması olarak değerlendirdi. Önal, ses yalıtımına da etkin bir çözüm olarak öne çıkan malzemenin dezavantajını ise, mekanik özelliklerinin ticari olarak yaygın kullanılan cam lifinden daha düşük olması ve doğal liflerin nem alma özelliklerinin sentetik lifler ile kıyaslanmayacak derecede yüksek olması olarak yorumladı.
Ürünün kullanım alanlarının geliştiğini de vurgulayan Önal Türkiye’deki kullanımın bilgilerine ulaşmanın zor olduğunu dile getirdi. Önal sözlerini şöyle bitirdi; “Otomotiv sektöründeki veri akışı ve üretim büyüklükleri itibariyle tam bir kapalı kutu hükmündedir. Kullanım boyutunu ve imkânlarını anlamak için bir otomobilde kullanıldığı kısımları ele almak daha doğru bir yaklaşım olacaktır. Bu noktada doğal lif kompozitlerin net ve etkin kullanımı kapı iç-yan panellerindedir. Bunun haricinde kaplamalar halinde vites topuzu, direksiyon simidi ve ön konsol söylenebilir. Türk üreticilerin bu alan girmesinde temel itici unsur otomotiv sektöründe kullanılan malzemelere yönelik olarak Avrupa Birliğinin aldığı kararlardır.”
