Türkiye kompozit malzemede bir dünya gücü

İsmail Hakkı Hacıalioğlu – Kompozit Sanayicileri Derneği Genel Sekreteri

Kompozit Sanayicileri Derneği ve faaliyetleri hakkında kısaca bilgi alabilir miyiz?

2005 yılında kurulduğu günden bu yana tüm sektörü kucaklar bir konuma ulaşan Kompozit Sanayicileri Derneği, toplamda 107 kurum ve kuruluştan 115 üyesi bulunan bir bünyeye sahiptir. Şekib Avdagiç’in dernek başkanlığını yaptığı derneğimiz gün geçtikçe kadrosunu daha da güçlendirme prensibi ile ilerliyor. Sürdürdüğü faaliyetler, kazandığı konum ve yer aldığı platformlar çerçevesinde sektörün vazgeçilmez çatı örgütü olma niteliğine kavuşmuştur. Bununla birlikte, derneğimiz Türkiye Odalar ve Borsalar Birliği Kimya Sanayii Sektör Meclisi’ne, Türkiye Odalar ve Borsalar Birliği Plastik, Kauçuk ve Kompozit Sanayii Sektör Meclisi’ne ve Türkiye Odalar ve Borsalar Birliği Savunma Sanayii Sektör Meclisi’ne üyeyiz. Yazılı mecranın gücüne olan inancımızdan ötürü 2012 yılında yayın hayatına başlayan, sektörün tek yayın organı olan “Composites Turkey” dergisinin nitelikli bir şekilde yayınlanmasını sağlıyoruz. Kuruluşundan beri nitelikli iş gücü sağlanmasına dönük olarak meslek standartlarının oluşturulmasını ve bunların ulusal standartlar haline gelmesini sağlamış bu anlayışa yönelik de eğitim faaliyetlerini sürdürmeyi de prensip haline getirdik. Bununla birlikte derneğimiz kurulduktan sonra lobi faaliyetleri sürdürmeyi de ihmal etmemiştir. Fakat her ne olursa olsun kendini anlatmaya ilk olarak üniversite öğrencilerinden başlayan Kompozit Sanayicileri Derneği, ülkemizdeki hemen hemen her üniversiteyi tek tek gezerek, kompozit malzemenin ne olduğunu, alternatif bir malzeme olarak kişinin nasıl değerlendirmesinin gerek olduğunu anlatıyor. İnancımıza göre, yarının karar vericileri bu bahsettiğimiz üniversite öğrencileri olacak. Bu yönde de istediğimizi elde ettiğimize inanıyoruz. İnancımızı perçinleyecek nitelikte bir gelişme olarak bir üyemiz Gebze Teknik Üniversitesi’nde Kompozit dersi vererek literatürde daha fazla bu malzemenin isminin geçmesini sağlıyor. Bunun ötesinde devletin kompozit malzemeye ve gelişimine dönük alacağı kararlarda danışma organı gibi bir görev üstleniyor ve hemen hemen haftada bir kez Ankara’da belirli konularda istişare etmek için yer alıyoruz.

Derneğinizin yaptığı çalışmalardan genel olarak bahseder misiniz?

Derneğimizin kurulduğu günden bu yana sürdürmekte olduğu eğitim çalışmalarına, konferans, seminer ve benzeri faaliyetleri önümüzdeki dönemde de devam etmesini öngörüyoruz. Ülkemiz, sektörün ihtiyaç duyduğu kimyasal hammaddeleri ithal ederken, ülkemizde üretilen takviye malzemeleri ve reçineler ile teknik tekstillerin ve bitmiş ürünlerin ihracatı ile de dış ticarette bir dengeye kavuşmuştur. Haliyle de bugün dünya çapında iş yapan firmaları ile de uluslararası alanda adından söz edilen bir konuma ulaşmıştır. Bu gelişmenin en somut örneği olarak Türkiye, sektörün uluslararası en önemli buluşması olan 12-14 Mart 2013 tarihleri arasında Paris’te yapılan JEC 2013 Paris fuarının Onur Ülkesi olarak ilan edilmiştir. Bu onure edici faaliyetlerimizi gelecek yıllarda da sürdüreceğiz. Bunun ilk ayağı olarak ise aynı şekilde, JEC 2019 Paris Fuarına İstanbul Ticaret Odası önderliğinde Ulusal Katılım organizasyonu içerisinde katılarak Türk Kompozitinin yeteneklerini tüm ilgililerin dikkatlerine sunmayı hedefliyoruz. Derneğimiz ayrıca 2019 yılının 10, 11 ve 12 Ekim tarihlerinde İstanbul’da düzenleyeceği “Türk Kompozit Sanayi Zirvesi” ile önemli bir buluşmaya 4. kez ev sahipliği yapma hazırlığındadır. Bu çalışmalarımız ile de sektörün geleceğine daha umutlu bakabiliyoruz.

Kompozit malzeme tam olarak nedir?

Teorik anlamda bahsetmek gerekirse; kompozit malzeme ortam koşullarına dayanıklı, esnek ama yeterli mekanik dayanıma sahip olmayan plastik veya polyester matriks reçine ile yüksek mekanik dayanımlı takviye edici cam, karbon ve aramid elyafının bir araya getirilmesi ile elde edilen üstün nitelikli bir mühendislik malzemesidir. Bu noktada tarihin ilk kompozit malzemesinden bahsetmemiz gerekirse, cevabımız kerpiç olur. Kerpiç aynı zamanda samanla çamurun karışımı şeklinde en basit kompozit malzemesi olarak da nitelendirebilir. 1946’dan sonra tüm dünyada ticari boyuta gelen, ilk uygulamalardan bu yana hem takviye malzemelerinde hem de matriks malzemelerde birçok yeniliklere gidilerek yeni kombinasyonlar uygulanması sonucu daha yüksek performans değerlerine sahip olarak hizmet vermiştir. Çok hızlı bir gelişme göstererek bu gelişmeyi hızla sürdürmeye devam eden bir malzeme niteliğinde olan kompozit malzemeler, çağdaş bir malzeme olma niteliğini de aşmış ve geleceğin malzemesi olma niteliğine ulaşmıştır diyebiliriz. Bundan bahsederken de özellikle belirtmek gerekirse kompozit malzemeler, kimyasal bir reaksiyon değildir. Yani iki kimyasal maddeyi karıştırıp sonucunda bir kimyasal madde elde edemiyorsunuz. Aynı zamanda bir karışım da diyemeyiz. Bakırla bir başka metalı karıştırıp yeni bir alaşım da elde etmiyorsunuz. Kompozit malzemede matris reçine ya da polimer ile takviye eden malzeme arasında bir ara yüz var. Bu ara yüz takviye eden malzemedeki kimyasalı ifade ediyor. Bu kimyasal takviye eden malzemenin üzerindeki belirli atomlarla matris arasında bir bağ oluşturuyor. Kompozit malzemenin tüm özelliği budur. Bu ara yüz kompozit malzemeyi tarif ediyor. Yani bir kompozit malzeme dizayn ederken bu ara yüzün mühendisliğini yapmak gerekiyor. Ondan sonra ortaya çıkan ürün her ikisinin de; takviye edenin de takviye edilenin de ayrı ayrı sahip olduğu özellikleri çok üst boyutlara taşıyor ve güçlendiriyor. Bu nedenle de tasarımlanabilen ve sinerjik bir malzemeden bahsediyoruz.

Kompozit malzemeler daha çok hangi alanlarda kullanılıyor?

Sonsuz ömürlü ve neredeyse sonsuz kullanım alanına sahip olan kompozit malzemelerin üstün özellikleri sayesinde çok büyük bir potansiyele de sahip olduğunu görüyoruz. Kompozit malzemelerde gerek matriks reçine özellikleri, gerek takviye malzemesinin türü ve yerleştirme biçimi kompozitin mekanik, kimyasal ve ısıl özelliklerini fazlasıyla yükseltebildiğinden diğer konvansiyonel malzemelere oranla kompoziti çok farklı bir boyuta taşımaktadır. Şöyle ki, konvansiyonel malzemelerle imalat yapılırken yanlızca malzemeye şekil vermekle yetinilirken kompozit ürün imalatında şekil verilirken, aynı zamanda malzemenin kendisi de üretilmektedir. Bu nedenle konvansiyonel malzemelere çok ciddi bir rakip konumuna gelen kompozitlerin ülkemizde de kullanımı giderek hızla yaygınlaşmaktadır. Kompozit ürünlerin günümüzde mühendisler, tasarımcılar, üreticiler ve yöneticiler tarafından yaygın olarak kabul görmesindeki en önemli etken sunduğu değişik performans avantajlarıdır. Kompozit malzemeler tüketiciler ve üreticilerin kullanımında çeşitli faydalar sağlamaktadır. Kompozitlerin sağlayacağı bu faydaların daha iyi anlaşılması sonucunda tasarımcılar, mühendisler ve tasarımlarını son ürüne dönüştüren ilgili diğer meslek grupları, işlerini daha kolay ve etkin şekilde yapabilirler.

Kompozit malzemenin avantajlarından bahsedebilir misiniz?

Kompozit malzemelerin avantajlarını birkaç ana başlık altında inceleyebiliriz. Bu başlıklar kompozit malzemenin avantajlarını oluştururken aynı zamanda sektör açısından ne kadar değerli olduklarının da kanıtlarıdır diyebiliriz. İlk büyük özelliğinden bahsetmemiz gerekirse kompozit malzemeler, yüksek mukavemet değerleri sağlayan malzemeler arasında en etkin olanlardan birisidir. Çekme, eğilme, darbe ve basınç dayanımı gibi mekanik değerlerin sağlanmasına yönelik tasarlanabilmektedirler. Birim alan ağırlığında hem takviyesiz plastiklere, hem de metallere göre daha yüksek mukavemet değerleri sunmaktadırlar. Ürüne sağladığı yüksek hafiflik özelliği etkin bir şekilde kullanılmasındaki en önemli nedenlerden biridir. Bir diğer özelliğinde ise tasarım gücünden bahsedebiliriz. Kompozitler bir tasarımcının aklına gelebilecek her türlü karmaşık, basit, geniş, küçük, yapısal, estetik, dekoratif ya da fonksiyonel şekle sokulabilirler. Çeşitli mekanik, çevresel baskılar altında termoset kompozit ürünler şekillerini ve işlevselliklerini korumaktadırlar. Kompozitler takviyesiz termoplastiklerin viskoelastik ve büzüşme özelliklerini sergilemezler. Diğer bir yandan kompozitlerin göze çarpan elektrik yalıtım özellikleri, birçok komponent’in üretimi konusunda açık bir tercih nedenidir. Kullanım açısından tüketiciye bariz bir şekilde yarar sağlayan özelliği: paslanmaz ve aşınmaz olmalarıdır. Çeşitli kimyasal ve ısıl ortamlara dayanım sağlamak amacı ile geliştirilmiş birçok reçine sistemi mevcuttur. Uygun tasarlandığında kompozit ürünlerin en az bakımla, uzun süreli hizmet ömrüne sahip olmaları sağlanabilir. Kompozit ürünler çelik türündeki geleneksel malzemelerde karşılaşılan “birçok parçanın birleştirilmesi ve sonradan monte edilmesi” işlemini “tek parçada kalıplama” olanağı ile ortadan kaldırırlar. Böylece üretim maliyetinin daha düşük olması ve montaj sırasında karşılaşılabilecek sorunların azaltılması sağlanmaktadır.

Çok güçlü bir mühendislik malzemesinden bahsediyoruz. Bu ürün aynı zamanda pahalı mıdır?

Kompozit malzemelerin birim ağırlık başına mukavemetleri çok yüksektir. Haliyle kullanım yerine ve şekline göre de ücreti değişebilir. Metalden elde edilen mukavemeti kompozit ile de elde etmek mümkündür. Uçaklar bunun en tipik örneği olarak gösterilir. Genel olarak verdiğim bir örneği sunmam gerekirse; uzay mekiğinin konisi kompozittir. Uzay mekiğinin eriştiği hız düşünüldüğünde atmosferden çıkarken maruz kaldığı ısı ve sürtünmeler ciddi oranları ifade ediyor. Birçok metal varken; metal yerine kompozit malzemeden yapılmıştır. Nedeni ise çok basit; yüksek mukavemeti, ısı direncidir. Normal malzemelerle sorununuzu çözdüğünüz zaman diliminde kompozit malzemeye ihtiyaç duyulmuyor fakat diğer malzemelerle sorun yaşamaya başladığınızda çözüm ortağınız kompozit malzemeler oluyor. Örnek ile açıklamamız gerekirse; çelik su boruları son derece yaygın bir biçimde kullanılıyor. Bu çelik borular bir süre sonra paslanıyor ve pası önlemek için ise katodik koruma yaptırılması gerekiyor. Sonradan sürekli katodik koruma adı altında çalışmak zorunda kaldığınızdan bir işletme masrafı ortaya çıkıyor. Buradaki çözüm ise kompozit malzemedir. Kompozit malzeme hafif, 50 yıl ömürlü, katodik malzeme gerektirmeyen bir tür olduğundan uzun süreli yüksek meblağlardan kurtarıcıdır.

Kompozit malzemelerin doğaya herhangi bir zararları var mıdır?

İşlemi tamamlanmış bir inert malzemeden bahsediyoruz. Reaksiyonları tamamlanmış olduğundan her ne malzeme olursa olsun gömün toprağa 50 yıl sonrasında çıkarın yine aynı kalacaktır. Bu yönüyle herhangi bir sıkıntısı yoktur ama bu durum geri dönüşümü açısından sorun yaşatmaktadır. Kağıdı doğaya attığımızda çözünme ya da parçalanma söz konusuyken bir kompozit malzeme için aynı durum söz konusu değildir. Bu durumda çok pahalı şartlarda geri kazanmak ya da bertaraf etmekten başka şansımız kalmamaktadır. Türkiye ve dünyada ise genel bir anlayış olarak üreticiler seçimlerini bertaraf etmekten yani yakılmasından yana kullanıyorlar. Amerika başta olmak üzere; Avrupa ve ülkemizin de dahil olduğu 3 tane komisyon bulunuyor, bizler bu duruma çözüm arıyoruz. Geri dönüştüremediğimiz ise çaremizi yakmakta bulunuyoruz. Kompozit malzemenin kalorifik değeri yüksek olduğundan kompozit malzemeyi yakarken, petrol ya da türevi bir şey kullanmaya gerek duymuyoruz. Bu açıdan da çevreci bir malzemedir diyebiliriz.

Kompozit malzemenin kullanım alanlarından bahsedebilir misiniz?

Kompozit malzemeler, otomotiv başta olmak üzere; havacılık, savunma sanayi, raylı sistemler, denizcilik gibi birçok ana sektörün kullanım alanına girmiştir. Kompozitin otomotiv sektörüne girmesindeki ana amacı ise; daha çok menzille daha çok yol gidecek olmalarının istenmesinden kaynaklı araçların ağırlığını hafifletmek isteniyor. Türkiye’de kompozit gövdenin ilk örnekleri ise Anadolu Kompozit A.Ş. tarafından çıkarılmıştır. Bu açıdan Anadolu Kompozit A.Ş. kompozit ve otomotiv sektörleri açısından önemli bir isimdir. Diğer bir yandan Türkiye’de cam elyafın üretimi büyük bir güç diyebiliriz. Önemli bir potansiyele de sahip olan Türkiye’de en hassas nokta talebin yaratılmasıdır. Otomotiv sektöründe kompozit malzeme de kendi içerisinde birkaç malzemeye ayrılıyor. Cam elyaf takviyeli ve karbon elyaf takviyeli olanlar olarak ikiye ayırabiliriz. Karbon ve cam elyafın birbirleri açısından kıyaslanabilir özellikleri bulunmaktadır. En önemlisi ise karbon elyaf nerelerde kullanılır tarzında bir sorunun cevabı ise aslında bütçenin önemli olmadığı yerlerde olarak cevaplandırılabilir. Örneğin uzay mekaniğinin konisinde karbon elyaf kullanılır. Hafiflik ve fonksiyonel olarak karbon elyaf özelliklerine göre cam elyaftan bir adım daha öndedir. Bu özelliğinden kaynaklı, cam elyafın kullanılmaması ise özellikle tercih ediliyor. Otomotiv sektöründe de BMW İ3, İ7 ve İ8 modeli araçların tamamıyla karbon elyaftan oluştuğu göze çarpar. Üst segment ya da Tesla’nın araçları buna keza karbon elyaftan oluşur. Farklı bir alandan örnek sunmak gerekirse, yüksek hızlı teknelere ulaşmak için üreticiler olabildiğince hafiflikten yana şanslarını kullanırlar. Denizaltılar da keza büyük aküler koyabilmek için akü kutularını kompozit malzemeden yapılır. Çünkü kompozit malzeme aynı zamanda denizin altında da çok yüksek bir basınca dayanabilen bir mühendislik malzemesidir. Savunma sanayisinde ise ağırlıklı olarak karbon kompozitler kullanılıyor. Bunlar tabii ki de tesadüfi değildir. Tamiri ve bakımı kolay bir malzeme olduğundan seçim şansı da haliyle çok yüksek oluyor. Hafiflik, korozyon dayanımı, direnç, kimyasal dayanaklılık, uzun ömür gibi kriterler öne çıktığı zaman kompozit malzeme büyük çözüm ortağıdır.

Otomotiv sektörünün kompozit malzeme konusundaki yaklaşımını öğrenebilir miyiz?

Otomotiv sektörü, kompozit malzemenin aslında en çok hizmet ettiği ama cevap vermekte en çok zorlandığı sektördür. Bunun sebebi ise; otomotiv sektörünün seri malzeme talep etmesidir. Örneğin; Türkiye’de bir buçuk milyon otomobil üretilirse bunun karşılığında da bir buçuk milyon tampon üretimi yapılmalıdır. Bu kadar yüksek rakamlarda kompozit malzemeyi yapacak insan yok. Çünkü kompozit malzeme mass productions’a uygun bir malzeme değildir. Bunu diğer alanlar üzerinden düşünürsek; uçak için belirli bir rakam sunulabiliyor. 50 tane kompozit isteniyorsa bunun temini en sağlıklı şekilde sağlanabiliyor. Bu yüzdendir ki, belirli ürünlerin üretimi için daha hızlı üretim tekniklerine geçmemiz ya da daha çok firmanın bu alanda üretime geçmesi lazım. Bu durum tabii sadece ülkemiz için değil tüm dünya için gereklidir. Önümüzdeki dönemde elektrikli araçlar ve otonom araçlar çağımızın teknolojileridir. Bilindiği üzere otonom araçların öncelikle hareket edebilmeleri için çok yaygın bir internet ağına ihtiyaçları var. Bu tür araçları da metal yaptığınız zaman manyetik alanın ve bu iletişim ağının etkilenmesi söz konusu. Bundan korunmak için de mümkün olduğu kadar metal parça kullanmamak gerekiyor. Bu yüzden de otonom araçlar tamamen kompozit malzemeden oluşturulmalı. Elektrikli araçların da kompozit malzemeden oluşturulması gerekiyor. Elektrikli araçların çalışma prensibinde ne kadar büyük akü koyarsanız o kadar çok mesafe kat edeceksiniz demektir. Büyük akü koymak için de aracı olabildiğince hafifletmeniz gerekmektedir. Bunun için de ihtiyaçları olan ana malzeme kompozittir.

Kompozit sektörünün küresel olarak son durumunu değerlendirebilir misiniz?

Dünya kompozit pazarı yıllar bazında incelendiğinde, rakamları itibariyle hacimsel olarak büyüdüğünü gösterir. Rakam vermemiz gerekirse; 2016-2021 yılları arasında ortama büyüme rakamının yıllık %5 civarında olacağı tahmin edilmektedir. Dünya kompozit pazarında kompozit sektörünün uygulama alanları incelendiğinde hacim bazında ilk 4 sektörün; taşımacılık, yapı-inşaat, elektrik-elektronik ve boru-tank olduğu görülmektedir. Değer bazında ise kompozit ürünleri kullanan ilk 4 sektör; taşımacılık, yapı-inşaat, elektrik-elektronik ile savunma ve havacılıktır. Burada en çok dikkat çeken husus savunma ve havacılık sektörüdür. Hacim bazında sektörel dağılımda %0,4 ile sonda yer alan sektör, değer bazında %13 ile ilk 3 sektör arasında yer almıştır. Bu da savunma ve havacılık sektörlerinde kullanılan kompozit ürünlerin ne denli katma değerli olduğunun göstergelerinden biridir. Kompozit sektörünün gelişmesi uygulama alanlarına göre farklılıklar içermektedir. Denizcilik, Yapı ve İnşaat ve Tüketici mallarındaki büyümenin yıllık 0-2% arasında olması beklenirken, elektrik ve elektronik, boru ve tank, taşımacılık ve uzay ve havacılık sektörlerinde büyümenin yıllık 3%-7% arasında gerçekleşeceği tahmin edilmektedir. Kompozit pazarının hacim ve değer bazındaki oranlarının yanı sıra bölgesel dağılımları da bu sektörün geleceğini birebir açıdan etkilemektedir. Bölgesel dağılımları en yüksekten itibaren incelediğimizde sırasıyla; Çin, Kuzey Amerika, Avrupa, Afrika ve Ortadoğu ve Güney Amerika Pazarı hacim ve değer bazında kompozit sektörünün önemli ayaklarını oluştururlar.

Kompozit Sanayicileri Derneği

Kompozit Sanayicileri Derneği, kompozit sanayinde teknik gereksinimler doğrultusunda araştırma ve proje çalışmaları yapmak, buna ilişkin olarak yurtiçi ve yurtdışı kuruluşlarla ilişkide bulunmak amacıyla 2005 yılında kurulmuştur. Türk Kompozit Sanayi’nin ham madde, yarı, ara ve nihai ürün üreticilerini, tedarikçilerini ve akademik kurumlarını temsil eden, kar amacı gütmeyen bir dernektir. Kompozit Sanayicileri Derneği, resmi ve özel kurum ve kuruluşlar nezdinde referans kurum olma niteliği kazanmıştır. Aynı zamanda Türkiye’de birçok sektör odalarının da üyesi olan Kompozit Sanayicileri Derneği, üye olduğu Avrupa Kompozit Sanayi Birliği (EuCIA) vasıtasıyla Avrupa Birliği kurum ve kuruluşları nezdinde de referans kurum olma niteliğine kavuşmuştur.