Ekstrüzyon tipi dövme prosesi için farklı kalıp geometrisi uygulaması
Abstract
İnsanlar yaratılıştan bu yana hayatlarını kolaylaştırmak için taş, metal, ahşap gibi çok çeşitli malzemelere şekil vererek alet, ekipman ve makineler yapmıştır. Teknolojinin ilerlemesi ile yeni malzeme geliştirilmiş ve bu malzemelerin kullanılabilir bir şekilde sokulması için daha modern teknik ve metaller uygulanmaya başlanmıştır. Mühendislik malzemeleri olarak adlandırılan metal veya plastik şekillendirme yöntemleri uygulanarak üretimin artması sağlanmıştır. Ülkemizde sanayileşme çalışmaları Cumhuriyetle birlikte hızlanmıştır. Günümüzde yerli üreticilerin rekabet gücünü koruyabilmesi için yapacakları AR-GE çalışmalarına ve bunların başarılarına bağlıdır. Sanayi anlamlı olarak üretim eldeki hammaddelerin işlenerek istenilen özellik ve biçimdeki bitmiş ürün haline gelmesidir. Bir hammaddenin ürün haline gelebilmesi için birbirinden farklı üç aşamadan geçmesi gerekir. Bunlar; 1- Başlangıç (Hammadde) 2- Proses (Süreç) 3- Sonuç (Ürün) İlk aşamada pazarlanabilir bir ürün elde etmek için gerekli olan hammaddeyi elde etmek gerekir. İkinci aşamada ürün için gerekli tasarımın yapılması ürün yöntemlerinin geliştirilmesi ve verimliliğin arttırılması önemlidir. Üçüncü aşamada üretilen ürünün alıcıya pazarlanması ve yaygınlaştırılmasıdır. Son yıllarda günümüz yaşam standartlarımızın artması büyük ölçüde yüksek kaliteli ürün tasarımı ile bunların seri ve ucuz olarak üretiminin gerçekleşmesi sayesinde olmuştur. Mühendislik disiplini içinde üretim yöntemlerini iç ve dış dönüşümler olarak genellikle iki gruba ayrılarak incelenebilir. İç dönüşümler genellikle cevherin indirgenmesi kimyasal arıtma ısıl işlemler gibi maddelerin kimyasal dönüşüme uğradıkları üretim teknikleridir. Dış dönüşümler ise malzemenin istenilen biçim ve boyuta sokulması anlamında olup, bu teknikler için genellikle üretim yöntemleri adı kullanılmaktadır. Başlıca üretim yöntemleri döküm, kaynak, plastik şekil verme ve talaş kaldırma yöntemleridir. Üretim yöntemlerini sınıflandırdığımızda; 1. Grup biçimlendirmedir. Bu yöntemde belli bir şekle sahip olmayan katı parçacıklar arasında bağlantı oluşturularak bir şekil yaratmaktır. Döküm ve toz metalleri bu gruba dahil edilebilir. 2. Grup şekil değiştirme: Bir katı cismin kütlesini ve biçimini değiştirmeden başka bir şekle dönüştürmedir. Plastik şekil ve bu grupta yer alır. 3. Grup Ayırma: Malzeme üzerinde talaş kaldırarak yapılan şekil vermedir. 4. Grup Birleştirme: Birbirinden ayrı parçalar arasında bağlantı oluşturularak başka elemanlar meydana getirmedir. Kaynak, lehim ve yapıştırma bu gruba dahildir. 5. Grup Kaplama: İş parçasının ömrünü uzatmak için yapılan işlemlerdir. Boyama, galvanizleme ve plastik kaplama bu gruba dahil edilmektedir. 6. Grup Malzeme özelliklerinin değiştirilmesi: İş parçasında optimum özellikler elde etmek amacıyla yapılan işlemlerdir. Üretim yöntemleri içinde plastik şekil vermenin yeri ve öneminin ana hatlarıyla kısaca açıklandığı bu bölüm, sunulan çalışmanın alanını da belirlemiş olmaktadır. Plastik şekil vermenin belirgin karakteristik özellikleri şunlardır: • Bu yöntemde malzemenin kütle ve hacmi sabit kalır, sadece şekli değişir. • Yöntem yüksek sıcaklıklarda uygulanırsa mekanik özelliklerde önemli iyileşmeler görülür. • Plastik şekillendirmeyle hassas parçalar üretilebilir. • Yöntem için kullanılan tezgahlar seri üretime uygundur. Dövme ile şekil verme bir plastik şekillendirme yöntemidir. Çeşitli metallerden geniş aralıkta ve boyutta iş parçaları yapılabilir. Krank milleri, bilyeler, türbin diskleri, dişliler, volanlar, el aletleri, cıvata başları bu yöntemler yapılan parçalardır. Açık veya kapalı kalıplarda parçalar dönüşerek istenilen şekle getirilir. Dövme ilke vermenin avantajı çıkan ürünün yüksek mukavemetli olması, ısıl işleme aynı tepkiyi veren parçalardan oluşmasıdır. Dövmeden sonra da parçalar gerekirse kaynak edilebilir veya talaş kaldırılabilir yapıdadır. Dövmede üretim hızı yüksektir. Bir başka plastik şekil verme yöntemi Ekstrüzyon'dur. Genel olarak ekstrüzyon alüminyum bloğun presin sağladığı büyük kuvvet ile kalıp içersinden geçirilerek kalıbın şekline sahip olan profilin elde edilmesi olarak tanımlanabilir. Alüminyum ekstrüzyon sıcak olarak yapılır. Alüminyum kütükler (biyetler) 420 – 470 °C de ısıtılır, kalıplar 450 °C ısıtılmış olmalıdır. Presten çıkan profilin sıcaklığı, 500 °C civarındadır. Ekstrüzyon aynı zamanda kesit düşürme işlemidir. Alüminyum biyetin kesiti alüminyum profilin kesitine dönüştürülmektedir. Ekstrüzyon tekniği ile kurşun, bakır, alüminyum magnezyum ve bu metallerin alaşımları yaygın olarak ekstrüde edilirler. Çeliğin ekstrüzyonu daha zordur. Fosfat esaslı ve ergimiş cam yağlayıcıların gelişmesi ve kullanılmasıyla birlikte çelik ekstrüzyeni yapılmaktadır. Ekstürüzyon yöntemi ile çubuk boru, şerit gibi ürünler elde edilebildiği gibi, çok karmaşık şekiller ve kesitler elde edilmektedir. Elde edilen şekiller yarı mamul oldu gibi doğrudan kullanılan bitmiş ürünlerde olabilir. Darbeli ekstrüzyon yöntemi ile kurşun, Alüminyum, buhur gibi hafif metallerin soğuk olarak ekstrüze edilmesiyle dış macunu ilaç tüpleri imal edilebilmektedir.AbstractStarting from the genesis, man has been made tools. Machines and equipments to smooth his way of life. By employing a variety of materials like stone wood and metals. In parallel to the improvements in technology, new materials were developed. And modern techniques and methods were put into practice for making use of them. Forming methods for the "engineering materials". Namely metals and plastics have been led to an increase in production. In our country, efforts in industrialization have been accelerated by the republican regime. Today, for the domestic producers, the maintenance of their competitive capacity substantially depends on the r&d studies and the success in them. In the industrial context, "production" means processing the raw material to bring it into an end product with desired form and specificity. A raw material should pass through three stages; namely, 1- Start (raw material) 2- Process 3- Resultant product. At the first stage, the raw material necessary to produce a marketable product, should be obtained. At the second stage, It is important to design the product, improve the production method and the productivity. The third stage involves marketing the product to consumers, and increase the market coverage. Our today's improved life conditions have been realized through the designs of high quality products and their production in a serial and economical manner. Within the engineering discipline, the production methods could be studied in two separate groups; namely, inner and outer transformations. Inner transformations, in general, are the production techniques, in which the materials are chemically transformed by means of or reduction, chemical refinement, heat treatment, etc. Outer transformations, on the other hand, mean forming the material into the desired form and dimensions, and called in general, "the production methods". Primal production methods are; casting, welding, plastic forming (forgeing) and chipping (machining) . If the production methods were to be classified, the first group is "moulding". By this method, the morph solid matter parts are plugged into take the desired form. Casting and powdered metals could be involved in that group. The second one is reforming. By this method, A solid part of material is reformed into the desired shape without changing its mass and volume. Forged plastic forming involves in this group. The third one is removing; that is chipping (machining) the material into the desired form. The fourth one is joining; Separate parts are plugged into each other to form the desired system. Welding, plumbing and gluing involves to this group. The fifth one is covering: Treatments applied to lengthen the life of the product. Involves painting, galvanizing, and plastic covering . The sixth one is changing materials' properties. This chapter, in which the importance of plastic forming is outlined, also defines the theme of our study. The characteristic properties of plastic forming are as follows: *In this method the form of material is changed while its mass an volume remains constant. *When applied at high temperatures, substantial improvements in mechanical properties. *Accurate parts can be produced by plastic forming. *Machinery used for are suitable for mass production. Forming by forging, is a plastic forming method. Various parts in various dimensions can be made of metals. Cranks, bearing, turbine discs, steering wheels, hand tools , bolt heads, etc. Parts are made by forging in open or closed moulds. The advantage of forging is that; the product has high strength and gives the same respond to the heat treatment. After forging, the parts can also be welded, machined. The production rate is high. Another plastic forming method is "extrusion". In general, extrusion can be defined as forming an aluminium block by forcing it to pass through a mould. Aluminium extrusion is applied at high temperatures. Aluminium logs are heated to 470 Degree Celsius. The moulds should be at 450 Degree Celsius. The profile coming out of the mould is at 500 Degree Celsius. Extrusion is also a section reducing process. The section of aluminium logs transform into profile's section. With this technique lead, copper, aluminium, magnesium alloys can be formed. With the improvement of the phosphate based glass lubricants, it also have become possible to extrude the steel. The produced profiles can also be the end products, as well as they can be semi produced materials. By the forced extrusion method, lead, aluminium and copper can be used for making tooth paste and medicine tubes.
Collections
- Fen Bilimleri Enstitüsü [885]