Otomotiv endüstrisinde karbon elyaf uygulamaları ile ilgili gelişmeler ve sürdürülebilirlik yaklaşımları

Abstract

Tekstil mühendisliğinin çalışma alanında olan karbon elyafı ve karbon kumaş takviyeli kompozit malzeme uygulamaları son on yıl içinde otomotiv mühendisliği alanında yaygın şekilde kullanılmaktadır. Karbon elyaf ve kumaş takviyeli kompozit malzemeler otomotiv mühendisliğinde dönüştürücü bir malzeme olarak, elyaf sürdürülebilir ulaşım çözümleri arayışında çok önemli bir oyuncu haline gelmiştir. Bu tez çalışmasında sürdürülebilirlik hususlarına odaklanarak otomotiv endüstrisindeki karbon elyaf uygulamaları çeşitli boyutları ile araştırılmıştır. Çalışma kapsamında karbon elyafın keşfi, araç tasarımında kullanımı, yüksek mukavemetli, hafif bir malzeme olarak sağlanan avantajlar ve karbon takviyeli kompozitler ile ilgili sürdürülebilirlik yaklaşımları sistematik olarak açıklanmaktadır. Çevresel sürdürülebilirliğe yönelik acil ihtiyacı ele alan çalışma, karbon elyafın gelecekteki yörüngesini şekillendirmede geri dönüşümün rolünü ortaya koymaktadır. Araştırma, enerji yoğun üretim süreçlerini analiz ederek ve geri dönüşüm yöntemlerini savunarak, geri dönüşüm uygulamalarını karbon elyaf endüstrisine entegre etmenin potansiyel çevresel faydalarını ve ekonomik uygulanabilirliğini vurgulamaktadır. Karbon elyaf teknolojisindeki yenilikler ve ilerlemeler, yüzey modifikasyonu, nanokompozit formülasyonlar ve yeni üretim süreçlerinde ile dikkat çekmeye devam etmektedir. Yenilikçi yaklaşımlar sadece mekanik özelliklerin geliştirilmesi ile sınırlı kalmamakta, aynı zamanda uygun maliyetli ve sürdürülebilir üretim yöntemlerinin önünü açarak endüstri inovasyonunu ve pazar rekabet gücünü arttırmaya odaklanmaktadır. Sürdürülebilirlik hususları, malzeme seçiminden kullanım ömrü sonu yönetimine kadar hammadde, üretim süreçleri, kullanım süreci ve imha sürecine kadar tüm evreleri kapsamaktadır. Çalışmada, yaşam döngüsü değerlendirmeleri, döngüsel ekonomi ilkeleri ve sürdürülebilir üretim uygulamaları incelenerek, otomotiv uygulamalarında karbon elyaf entegrasyonuna bütünsel bir yaklaşımı ortaya konmakta; maliyet odaklı dezavantajların çevresel etki avantajları ile Dengelenmesi önündeki bulgular vurgulanmaktadır. Ayrıca pazar eğilimleri ve gelecek beklentileri, otomotiv sektöründe artan karbon elyaf talebi ile bilgiler özetlenmektedir. Asya ülkelerinde artan otomobil üretimi ve hafif malzemelere geçişi yönlendiren sıkı emisyon düzenlemeleri ile dünya otomotiv imalatında karbon elyaf pazarının artan önemi hakkında bilgi verilmektedir.

Carbon fiber and carbon fabric reinforced composite material applications, which are in the field of textile engineering, have been widely used in the field of automotive engineering in the last ten years. Carbon fiber and fabric-reinforced composite materials area transformative material in automotive engineering, and the fiber has become a crucial player in the search for sustainable transportation solutions. In this thesis, carbon fiber applications in the automotive industry are investigated in various dimensions by focusing on sustainability issues. With in the scope of the study, the discovery of carbon fiber, its use in vehicle design, its advantage as a high-strength, lightweight material, and sustainability approaches related to carbon-reinforced composites are systematically explained. Addressing the urgent need for environmental sustainability, the study reveals the role of recycling in shaping the future trajectory of carbon fiber. By analyzing energy-intensive manufacturing processes and advocating for recycling methods, the research highlights the potential environmental benefits and economic viability of integrating recycling practices into the carbon fiber industry. Innovations and advances in carbon fiber technology come to the fore by showcasing groundbreaking research in surface modification, nanocomposite formulations, and new manufacturing processes. These advances not only improve mechanical properties but also pave the way for cost-effective and sustainable production methods, increasing industry innovation and market competitiveness. Sustainability considerations permeate every aspect of research, from material selection to end-of-life management. By examining life cycle assessments, circular economy principles, and sustainable manufacturing practices, the study advocates a holistic approach to carbon fiber integration in automotive applications, balancing economic imperatives with environmental management. Market trends and future prospects offer a glimpse into the growing demand for carbon fiber in the automotive industry. With Asia's leading automobile manufacturing and stringent emissions regulations driving the shift to lightweight materials, the global carbon fiber market in automotive applications is poised for significant growth.