close

Enter

Log in using OpenID

6.Ünite - Turaniler.com

embedDownload
HEDEFLER
İÇİNDEKİLER
TALAŞSIZ ÜRETİM
YÖNTEMLERİ
• Giriş
• Döküm
• Plastik Şekil Verme
• Toz Metalurjisi
• Kaynakla Birleştirme
• Bu ünitede insanların hayatını
kolaylaştırmak ve ihtiyaçlarını
karşılamak için, doğada bulunan
malzemeleri istenilen biçim ve
boyuta getirmede kullanılan
yöntemlerden biri olan talaşsız
imalat yöntemlerini tanıyabilecek,
• Uygulamada önemli bir yere sahip
olan döküm yöntemleri ve döküm
işleminde kullanılan elamanlar
(model, maça, çıkıcı, besleyici vb.)
hakkında bilgi sahibi olabilecek,
• Plastik (kalıcı) şekil verme, toz
metalurjisi ve kaynakla birleştirme
imalat yöntemleri hakkında temel
bilgi ve kazanımlara sahip
olabileceksiniz.
MAKİNA VE TEÇHİZAT
Prof. Dr. Yaşar TOTİK
ÜNİTE
1
ÜNİTE
6
Talaşsız Üretim Yöntemleri
GİRİŞ
Son yıllarda insanların yaşam standartlarının yükselmesinin temel
sebeplerinden biri, endüstri ve sanayide yaşanan olağan üstü teknolojik
gelişmelerdir. Bu gelişmelerin temelinde, malzeme bilimindeki yenilikler ve bu
malzemelerin seri ve ekonomik olarak üretimini sağlayan imalat yöntemlerindeki
gelişimeler yatmaktadır. Üreticiler; her bir imalat yönteminin imkânlarını, avantaj
ve dezavantajlarını belirleyerek amaçladıkları tasarıma en ucuz ve doğru olarak
ulaşmak için gerekli bilgiye sahip olmak zorundadır.
Üretim; doğada
bulunan maddeleri
istenilen özellik ve
biçimdeki ürünlere
dönüştürmek için
uygulanan fiziksel ve
kimyasal işlemler
olarak tanımlanır.
İmalat (üretim) teknolojisinin temel amacı, tasarlanan ürünlerin en düşük
maliyetle, en yüksek kalitede ve en verimli yöntemle elde edilmesidir. İmalat
(üretim); doğada bulunan maddeleri istenilen özellik, boyut ve biçimdeki ürünlere
dönüştürmek olarak tanımlanabilir. İmalatın temel prensibi ise şekil vermedir.
İmalat yöntemlerini genel olarak iç dönüşümler ve dış dönüşümler olarak
sınıflandırabiliriz. İç dönüşümler; kimyasal arıtma, ısıl işlemler gibi malzemelerin
kimyasal dönüşüme uğradıkları tekniklerdir. Dış dönüşümler ise; malzemelerin
istenilen biçim ve boyuta getirilmesi için kullanılan tekniklerdir. Şekil 6.1’de, imalat
veya üretim yöntemleri ana hatlarıyla şematik olarak belirtilmiştir. Biçim verme
anlamında olan dış dönüşümler başlığı altında imalat yöntemleri, iki ana gruba
ayrılmıştır. Bunlar;
•
•
Şekil verme işleminde malzemenin kütlesinin azaldığı yöntemler talaşlı
imalat yöntemleri
Malzemenin kütlesinin korunduğu durumları kapsayan yöntemler
talaşsız üretim yöntemleridir.
Üretim yöntemlerinin tamamında; üretilecek parçaların geometrisi,
malzeme türü, boyut toleransları, yüzey kalitesi ve mekanik özellikleri gibi etkenler
göz önüne alınarak, en uygun üretim yöntemi seçilebilir.
Şekil 6. 1. Üretim Yöntemleri
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
2
Talaşsız Üretim Yöntemleri
TALAŞSIZ ÜRETİM YÖNTEMLERİ
Döküm Yöntemi
Döküm işlemi,
üretilmek istenen
parçanın biçimine sahip
bir boşluk bulunan
kalıplara sıvı metalin
doldurulması ve bu sıvı
metalin katılaşması ile
gerçekleştirilir.
Talaşsız üretim yöntemlerinden biri olan döküm; sıvı hâlde akıcı olan
ergitilmiş metal veya alaşımların, üretilmek istenen parçanın şekli ve boyutuna
sahip boşluk içeren kalıplara doldurularak katılaştırıldığı bir imalat yöntemidir. Sıvı
metalin içine döküldüğü kalıp olarak, her dökülen parçadan sonra bozulan kalıplar
kullanıldığı gibi, çok sayıda parçanın üretimine imkân tanıyan kalıcı (metal)
kalıplarda kullanılabilir. Metalin katılaşmasından sonra kum kalıplarda kalıp
bozularak, kalıcı kalıplarda ise kalıp açılarak dökülen parça çıkarılır.
Bu yöntemde; tek bir seferde basit ve karmaşık şekilli parçalar ergitilebilen
herhangi bir malzemeden üretilebilir. Döküm yoluyla üretilebilen parçaların
boyutları birkaç milimetreden birkaç metreye ve ağırlıkları da birkaç gramdan
birkaç tona kadar değişebilmektedir. Ayrıca, iç boşlukları olan veya eğri yüzeylere
sahip karmaşık şekilli veya çok büyük kısımlardan oluşan parçaların imalatı için
oldukça uygundur.
Günümüzde, mevcut döküm yöntemleri ile her türlü geometrik şekle sahip
parçaların imalatı mümkündür. Ancak tüm imalat yöntemlerinde olduğu gibi
yüksek kalite ve düşük maliyette üretim yapılabilmesi; değişik tasarım
opsiyonlarının değerlendirilmesine, en uygun şekillendirme yönteminin seçimine
ve bu yöntemin verimli şekilde kullanılmasına bağlıdır.
Kalıplama malzemeleri,
kalıplama yöntemleri,
ergitme ocakları,
döküm malzemeleri gibi
alanlarda sürekli
geliştirilen döküm
teknolojisi, günümüzde
yaygın olarak kullanılan
bir imalat yöntemi
hâline gelmiştir.
Şekil 6. 2. Döküm Yöntemleri
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
3
Talaşsız Üretim Yöntemleri
Farklı döküm yöntemlerinin sınıflandırılması Şekil 6. 2.’de gösterilmiştir.
Döküm tekniğinde kaliteyi, büyük ölçüde erimiş metalin içine döküldüğü kalıpların
türü ve hazırlanışında gösterilen özen belirler. Uygulanacak kalıplama yönteminin
seçiminde:
•
•
•
•
•
•
Üretilecek parça sayısı
Amaçlanan üretim hızı
Boyut hassasiyeti
Yüzey kalitesi
Metalürjik kriterler
Yönteme özgü diğer özellikler dikkate alınır.
Döküm İşleminde Kullanılan Elamanlar
Model Tasarımı
•
•
•
Serbest modeller
Levhalı modeller
Özel model ve model tertibatları olarak sınıflandırılır.
Şekil 6. 3.’de ahşap malzemeden yapılmış serbest ve levhalı model örnekleri
gösterilmiştir.
Şekil 6. 3. Serbest ve levhalı model örnekleri
Örnek
Döküm yönteminde
modelin doğru tasarımı
ve kaliteli olarak
üretimi çok önemlidir.
Kötü model kullanarak
iyi döküm
gerçekleştirmek
mümkün değildir.
Model; üretilecek parçanın yaklaşık birebir kopyası olup kalıp içinde
dökülecek sıvı metalin dolduracağı boşluğu elde etmek için kullanılır. Modellerin
biçim ve boyutlandırılmasında, katılaşma sonrasında parçanın soğuyarak
büzülmesi, işleme payları, modelin kalıptan sıyrılmasını kolaylaştıracak eğimler ve
maça yuvalarının da düşünülmesi gerekir. Model malzemeleri olarak; ahşap,
metal, alçı, köpük ve plastik malzemeler kullanılır. Ahşap, kolay ve çabuk
şekillendirildiği için en yaygın olarak kullanılan kalıp malzemesidir. Metal modeller
ise kullanım sırasında daha uzun ömürlü özelliklere sahip olduğu için seri
üretimlerde tercih edilmektedir. Döküm yöntemlerinde kullanılan modeller;
•Örneğin az sayıda dökülecek bir malzeme için ahşap model
malzeme kullanımı yeterli olacaktır. Bu sayede hem zaman
tasarrufu, hem de ekonomik avantaj sağlanacaktır.
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
4
Talaşsız Üretim Yöntemleri
Yolluk ve Besleyiciler
Döküm sırasında ergimiş metalin kalıp boşluğuna akışını kontrol ederek,
kalıp boşluğunun tamamen doldurulmasını sağlamak için açılan dikey ve yatay
kanallara yolluk adı verilir. Dikey yolluklar; yatay düzleme dik olarak yerleştirilirler
ve direkt olarak kalıp boşluğuyla temas etmezler. Yatay yolluklar ise yatay
düzlemde bulunur ve kalıp ile direkt temas hâlindedirler. Bu yolluk sistemleri
ergimiş metalin kalıbı bozmadan sakin bir biçimde kalıbı doldurmasını, bazı pislik
ve cürufun kalıp boşluğuna girmemesini sağlarlar.
Metaller katılaşırken; sıvı, sıvı-katı ve katı hallerinde büzülürler ve hacimleri
azalır. Bu durum ise; dökülen parçalarda iç ve dış büzülme boşluklarına sebep olur.
Bu tür hatanın önlenebilmesi için, besleyici ve çıkıcı adı verilen boşluklardan
faydalanılır. Böylece, büzülme boşluklarının çıkıcı ve besleyiciler içerisinde
meydana gelmesi sağlanarak, homojen bir döküm elde edilmiş olur. Döküm
parçanın katılaşmasından sonra, çıkıcı ve besleyiciler kesilir. Şekil 6. 4.’de çıkıcı,
besleyici ve yolluk sistemlerinin şematik resimleri gösterilmiştir.
Besleyicilerin hacmini
ve şeklini, beslenecek
dökülecek parçanın
büyüklük ve biçimleri
belirler.
Şekil 6.4. Besleyici, çıkıcı ve yolluk sistemi
Maçalar ve Maça Yapımı
Döküm parçalarının boş çıkması istenen iç kısımlarında maça adı verilen
özel parçalar kullanılır. Şekil 6.5’ de görüldüğü gibi dökmek istediğimiz parçanın iç
şeklini veren maçalar; kum, metal ve seramikten yapılabilir. Fakat maçalar genel
olarak, kumdan imal edilirler. Kullanılmaya hazır bir şekilde imal edilmiş maça, iki
ucundan kalıba oturtulur. Maça imalinde kullanılan kumun mukavemeti ve gazları
geçirme kabiliyeti yüksek olmalı, döküm işlemi sonunda döküm parçadan kolayca
temizlenebilmelidir.
Şekil 6.5. Maçanın şematik gösterimi
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
5
Talaşsız Üretim Yöntemleri
Döküm Yöntemleri
Kum kalıba döküm
Kum kalıba döküm
yöntemi, döküm
parçalarının tek veya
küçük çaplı seri üretimi
için uygundur.
Demir çelik veya demir dışı metallerin dökümünde en çok kullanılan kalıp
malzemesi, ucuz ve refrakter özelliğe sahip silis kumudur. Kum kalıba döküm
yöntemi; el kalıplama ve makine kalıplama olarak ikiye ayrılır. El kalıplamada kalıp
kumuna şekil vermek için modeller, maça kutuları, döndürme ve sıyırma şablonları
kullanılır. Kuma nihai şekil verme işlemi manuel olarak çeşitli araçlar kullanılmak
suretiyle sıkıştırılarak gerçekleşir.
Makineler yardımıyla gerçekleştirilen kum kalıba döküm yönteminde ise,
kalıp kumuna çeşitli makineler kullanılarak şekil verilir. Yaş kum kalıba döküm
dökümhanelerde en sık kullanılan yöntemdir. Burada kalıp malzemesi: kum
tanecikleri, kil, su ve diğer katkıların bir karışımıdır. Kum tanecikleri kalıp
malzemesinin esasını, bünyesine su alan kil ise bağlayıcıyı oluşturur. Şekil 6.6. kum
kalıba döküm yönteminin aşamalarını göstermektedir.
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
6
Talaşsız Üretim Yöntemleri
Altlık-Model-Derece
Bir dökümhane; model
hane, kalıplama, maça
üretimi, eritme,
bitirme, kalite kontrol
gibi bölümlerden
oluşur.
İnce Kum Serpimi
İri Kumu Sıkıştırma
İri Kumu Ekleme
Derecenin Ters Çevrilmiş
Hali ve Pimlerinin Takılması
Yolluk ve Çıkıcıların Montajı
Modelin Çıkarılışı
Derecelerin Kapatılması ve
Kalıbın Kesit Görünüşü
Sıvı metalin Dökümü ve Nihai Parça
Şekil 6. 6. Kum kalıba döküm yönteminin aşamaları
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
7
Talaşsız Üretim Yöntemleri
Metal kalıba (kokil) döküm
Kum kalıplarda bir defa
döküm yapıldıktan
sonra kalıp bozulmakta
veya kumun kalıplama
özelliği kaybolmaktadır.
Metal kalıplarda ise
kalıp açılarak dökülen
parça çıkarılmakta ve
aynı kalıp ile çok sayıda
döküm
yapılabilmektedir.
Kalıp malzemesi olarak çelik veya dökme demirin gibi metal ve alaşımların
kullanıldığı döküm yöntemine, kokil döküm adı verilir. Bu bakımdan kokil döküm
yöntemi, "metal kalıba döküm" olarak da bilinir. Kokil döküm için hazırlanacak
kalıp maliyeti, kum kalıba göre çok yüksektir. Fakat kokil döküm kalıpları çok
sayıda döküm için kullanıldığından seri üretim için ekonomik olmaktadır.
Kokil kalıbın ısı iletkenliği kum kalıba göre yüksek olduğundan, dökülen
metal hemen soğur ve kendini çekme sebebiyle kalıba yapışmaz. Metalin kalıba
yapışma ihtimalini azaltmak için, grafit veya kil ihtiva eden bir sıvı kalıp cidarlarına
püskürtülür veya sürülür. Bu püskürtülen malzeme sıcak metal ile temas ettiği zaman, gaz haline geçerek yapışmayı önler. Şekil 6.7.’de kokil kalıba döküm
işlemlerinin şematik hâlleri gösterilmiştir.
Hareketli Kapak
Kalıbı açıp kapatan
hidrolik sistem
Sabit Kapak
Kalıp Boşluğu
Maça
F
F
Nihai Ürün
F
Şekil 6. 7. Metal (Kokil) kalıba döküm yönteminin aşamaları
Basınçlı Döküm
Sıvı metalin basınç altında metal kalıba doldurulmasıyla elde edilen döküm
işlemidir. Basınçlı dökümde; sıvı metalin basınç altında kalıp boşluğuna
gönderilmesi sebebiyle, yüksek hızda kalıbın çok hızlı bir şekilde doldurulması
sağlanmış olur. Genellikle dökülecek malzemenin ergime sıcaklığı, 1000°C’nin
altındadır. Basınçlı döküm ile çok küçük ve hassas, hepsi aynı özellikte ve seri
halde parça dökülebilir. Döküm işleminden sonra kalıptan çıkan parçalara
genellikle ek bir işlem uygulamaya gerek kalmaz. Ayrıca parçaların içyapıları hızlı
soğuma sebebiyle küçük taneli ve yüksek mukavemetlidir. Basınçlı döküm yöntemi
ile kurşun, kalay, çinko, alüminyum ve magnezyum gibi metal ve alaşımların
dökümü yapılabilmektedir.
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
8
Talaşsız Üretim Yöntemleri
Şekil 6. 8. Basınçlı (püskürtme) döküm
Şekil 6.8.’de gösterildiği gibi ergimiş metalin kalıba sevk edilmesi, pistonlu
püskürtme makinaları (sıcak hazneli) veya basınçlı hava püskürtme (soğuk hazneli)
makinalarıyla gerçekleştirilir. Ergitilen alaşım, piston ve kanallar vasıtasıyla kalıba
gönderilir.
Savurma (santrifuj) döküm
Merkezkaç döküm de denilen bu usulde ergimiş malzeme, dönel bir hareket
ile şekillendirilir. Genel olarak diğer döküm usullerinde ergimiş metal yerçekiminin
etkisi altında iken, savurma dökümde merkezkaç kuvvetinin etkisi altında da
kalmaktadır. Şekil 6. 9’da şematik olarak gösterildiği gibi döküm sırasında kalıp
dönel bir hareket yapmaktadır. Pota taşıyıcı sistem sabit olup, yalnızca potanın
eğilmesi hidrolik bir tertibat sayesinde gerçekleştirilmektedir. Kalıp ekseni düşey
veya yatay olabilir. Buna göre, yatay eksenli ve düşey eksenli döküm adını alır.
Savurma döküm
sayesinde boru, halka
gibi dönel şekilli
parçalar maçasız olarak
dökülebilirler.
Şekil 6. 9. Savurma (santrifuj) döküm
Döküm esnasında merkezkaç kuvvetin tesiri ile gazlar sıvı haldeki
malzemeden kolayca atılır ve hatasız, yüksek mukavemetli bir döküm elde edilir.
Merkezkaç kuvvetin gaz giderici ve temizleyici tesiri, devir sayısı artıkça büyür.
Gazlar ve özgül ağırlıkları ergitilen malzemeden küçük olan yabancı maddeler,
eksene doğru hareket ederler.
Sürekli (continous) döküm
Sürekli döküm usulü, ergimiş metalin su ile soğutulan, iki ucu açık bir
kalıptan geçirilerek katı hale dönüştürülmesi metodudur. Genellikle, şekilsiz veya
az şekilli uzun parçaların dökümü yapılmaktadır. Daha çok düşük ergime
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
9
Talaşsız Üretim Yöntemleri
sıcaklığına sahip malzemeler ve bakır alaşımlarına tatbik edilir. Şekil 6.10.'da düşey
bir kalıp ile sürekli döküm vasıtasıyla çubuk mamul imali görülmektedir.
Şekil 6. 10. Sürekli (continous) döküm
Hassas döküm
Mum ve benzer
modeller kullanılarak
hazırlanan kalıpların
ısıtılması ve eriyen
model malzemesinin
kalıptan dışarı akıtılarak
kalıp boşluğunun
oluşturulması
prensibine dayanır.
Bu döküm yöntemi; dereceli hassas döküm ve seramik kabuklu hassas
döküm yöntemi olarak ikiye ayrılır. Şekil 6.11’de gösterildiği gibi dökümden önce
dökülecek parçanın mumdan bir modeli yapılır. Bu model üzerine yolluk ve çıkıcılar
yerleştirilir. Daha sonra bu model sıvı hâldeki seramik malzeme içerisine
yerleştirilir ve seramik malzeme kalıp etrafında bir kabuk teşkil edecek şekilde
katılaşması sağlanır. Bundan sonra içerisinde mum model bulunan seramik kabuk
ısıtılır. Böylece mum eriyerek dışarı akar ve seramik içerisinde dökülmesi istenen
parçanın şeklinde bir boşluk elde edilmiş olur. Ergitilmiş metal bu boşluğa dökülür
ve katılaşmadan sonra seramik kalıp kırılarak parça çıkarılır.
Son derece karışık parçalar temiz ve düzgün bir şekilde bu usulün tatbikiyle
elde edilebilir. Özellikle talaş kaldırılarak işlenmesi veya dövülebilmesi mümkün
olmayan alaşımlardan yapılacak hassas parçalar bu yöntem ile imal edilir.
Şekil 6. 11. Hassas döküm işleminin aşamaları
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
10
Malzemelerin plastik
şekil değişimini
sağlayan temel
mekanizmalar; kayma,
ikizlenme, tane sınırları
kayması ve yayınma
sürünmesidir.
Bireysel Etkinlik
Talaşsız Üretim Yöntemleri
• Yukarıda verilen temel bilgiler doğrultusunda, malzemelerin
şekillendirmesinde döküm yönteminin önemli bir yere sahip
olduğu görülmektedir. Bu bilgileri dikkate alarak, maça
kullanmadan dikişssiz boru üretimi için hangi döküm yöntemini
kullanırsınız Sebepleri ile birlikte açıklayınız.
PLASTİK ŞEKİL VERME YÖNTEMİ
Şekil değiştirme; bir malzemenin kuvvet etkisi altında başlangıçtaki
boyutunun değiştirilmesi olarak ifade edilmektedir. Şekil değişimi elastik veya
plastik olabilmektedir. Elastik şekil değişimi; kalıcı olmayan şekil değişimi, plastik
şekil değişimi; kalıcı olan şekil değişimi olarak ifade edilir.
Malzemeleri şekil değiştirme yeteneğine göre sünek ve gevrek olarak
sınıflandırılabilir. Malzemeye kuvvet uygulandığı zaman; bu kuvvetin etkisi ile
malzemenin yapısında kalıcı bir şekil değişiminden sonra kırılma meydana geliyor
ise bu tür malzemelere Sünek Malzeme, önemli bir şekil değişimine uğramadan
malzemede kırılma meydana geliyor ise Gevrek Malzeme denmektedir.
Basma Gerilmesi
Çekme Gerilmesi
Kayma Gerilmesi
Şekil 6. 12. Plastik şekil değişiminde temel hareket durumları
Malzemelere etki eden kuvvetler, Şekil 6.12.'de görüldüğü gibi malzeme
üzerinde basma, çekme ve kayma biçiminde şekil değişimine sebep olurlar. Elastik
şekil değişiminde uygulana gerilme ile şekil değişimi arasında lineer bir ilişki vardır
ve bu ilişki Hook Kanunu ile ifade edilir.
Herhangi bir metal i K
ve n sıcaklığa bağlıdır ve
yüksek sıcaklıklarda
düşer. Ayrıca yüksek
sıcaklıklarda süneklik
artar.
σ = E.ε Hook Kanunu
Burada E=elastisite modülünü, ε=elastik bölgede birim şekil değişimini
göstermektedir. Malzemeye uygulanan kuvvet artırılmaya devam edilirse, elastik
bölgeden sonra plastik şekil değişimi başlar. Homojen deformasyona sahip plastik
bölgede gerilme ile şekil değişimi arasındaki ilişki aşağıda verilen ifade ile açıklanır:
σ = Kεn
Burada K = dayanım katsayısı; ve n = şekil değiştirmede pekleşme üsteli’ dir.
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
11
Talaşsız Üretim Yöntemleri
Plastik Şekil Değişimine Etki Eden Faktörler
Malzemelerin plastik şekil değişimi sırasındaki davranışları; malzemenin
kimyasal bileşimi, içyapısı, şekil verme sıcaklığı, şekil verme hızına bağlıdır.
Malzemenin kimyasal bileşim ve içyapısına göre; malzeme ya kolayca şekil
değiştirir ve istenen biçimi alır veya zor şekil değiştirir, istenen biçimi almadan
kırılır. Şekil değişimi sırasında malzemenin sıcaklığına bağlı olarak plastik şekil
değişimi, “soğuk şekil değiştirme” ve “sıcak şekil değiştirme” olarak ikiye ayrılır.
Sıcak şekil değiştirmede; şekil değişiminin ortaya çıkardığı içyapı ve mekanik
özelliklerdeki değişmeler şekil değişimi sırasında ortadan kalkar ve malzeme şekil
değişiminden önceki özelliklerine sahip olur. Soğuk şekil değiştirmede ise; şekil
değişimi sonundaki özellikler, başlangıçtaki özelliklerden farklıdır ve herhangi bir
işlem yapmadan malzeme eski özelliklerini kazanamaz.
Alaşım elemanı ilavesi
malzemenin akma
sınırını yükselttiğinden,
alaşımlı malzeme
alaşımsız malzemeye
göre daha fazla
sertleşir.
Soğuk şekil değiştirmede, kuvvetin etkisi altında malzemenin kristal kafeslerinde kayma, ikiz teşekkülü veya her ikisi birden meydana gelir. Bunun sonunda
taneler uzar. Şekil değişiminin ilerlemesiyle; malzemenin şekil değişimine karşı
mukavemeti artar. Eğer şekil değişimine devam edilirse, malzemede çatlama ve
yırtılmalar meydana gelebilir. Soğuk şekil değişimi sonunda malzemenin
mukavemeti ve sertliği artar, sünekliği azalır. Soğuk şekil değiştirme sonunda
sertliğin artması, "şekil değiştirme sertleşmesi" (Pekleşme) olarak adlandırılır.
Sertleşme miktarı malzemenin cinsine de bağlıdır. Soğuk şekil değişimi sonunda
metallerin sertleşme ve mukavemetlerinin artmasını izah eden çeşitli teoriler
mevcuttur. Bunun sebebi olarak; birbiri ile karşılaşan ve birbirinin hareketini
engelleyen dislokasyonların olduğu ifade edilmektedir.
Plastik şekil değiştirme yeniden kristalleşme sıcaklığının üstünde bir
sıcaklıkta yapılırsa, işleme "sıcak plastik şekil değiştirme" adı verilir ve yeniden
kristalleşme sıcaklığının üzerinde yapılır. İşlem sırasında şekil değiştirme hızı,
derecesi ve sıcaklığı uygun seçilmişse; malzemenin şekil değişimi sonunda sertliği
değişmez, ufak taneli ve yüksek mukavemetli bir yapı elde edilir. Yukarıda sayılan
şartların uygun seçilmesiyle; şekil değişimi sonunda meydana gelen yapı
değişikliği, tekrar kristalleşme ile düzeltilmiş olur. Sıcak şekil değiştirmede, şekil
değişimi için harcanan enerji soğuk şekil değiştirmeden daha azdır. Ayrıca sıcak
plastik şekil değişimi çatlama olmadan şekil değişebilme kabiliyetini yükseltir ve
yüksek sıcaklıktaki hızlı difüzyon ile de döküm ingot yapısındaki kimyasal
homojensizliklerin ortadan kalkmasını sağlar.
Plastik Şekil Verme Yöntemleri
Metal ve alaşımların plastik (kalıcı) şekil değişiminde kullanılan yöntemleri,
uygulama biçimlerine göre Şekil 6.13’de gösterildiği gibi sınıflandırılabilir.
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
12
Talaşsız Üretim Yöntemleri
Şekil 6. 13. Plastik Şekillendirme Yöntemleri
Kütle Şekillendirme
Kütle şekillendirme yöntemleri büyük deformasyonlarla ve masif şekil
değişiklikleriyle karakterize edilir. Kütle terimi, yüzey/hacim oranı düşük olan
parçalar anlamındadır. Başlangıç parça şekilleri, silindirik kütükler ve dikdörtgen
çubukları içerir ve plastik şekil verme işlemlerinden sonra ise kesitlerinde değişim
söz konusudur.
Haddeleme yöntemi
Şekil 6.14.’de gösterildiği gibi parçaların, birbirine zıt yönde dönen iki
merdanenin arasından belli bir basınç ve sürtünme ile geçerek şekillendirilmesi
işlemidir. Haddelemede kesit daralırken boyca uzama gerçekleşir; buna karşın
malzemenin eninde şekillenme yok denecek kadar azdır. İşlem sıcaklığına göre
sıcak ve soğuk haddeleme olmak üzere ikiye ayrılır.
Sıcak haddeleme ile çeliklerde slab, blum ve kütük gibi yarı ürünler ile levha,
çubuk, boru, ray ve profiller gibi çeşitli ürünler elde edilebilirken, soğuk
haddelemede ise sac, folyo, ince çubuk ve tel gibi küçük kesitli ürünler elde
edilebilir.
Şekil 6. 14. Hadde işleminin şematik gösterimi
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
13
Talaşsız Üretim Yöntemleri
Dövme yöntemi
Şekil 6.15.’de gösterildiği gibi dövme yöntemi; metalleri istenilen şekle
sokmak için çekiç, pres vb. takım ve makineleri kullanarak şekil verme işlemidir.
İşlemin yapılması sırasında faydalanılan gereçlere göre dövme işlemi açık kalıpta
dövme veya kapalı kalıpta dövme olarak ikiye ayırmak mümkündür.
Yüksek mukavemet
gerektiren parçaların
üretilmesinde dövme
yöntemine başvurulur.
Şekil 6. 15. Dövme işleminin şematik gösterimi
Açık Kalıpta Dövme; karşılıklı hareket eden iki çene arasında malzemenin
şekillendirilmesidir. Bu işleme şahmerdan veya çekiç gibi makinelerle yapılan sıcak
dövme işlemi de denmektedir. Kapalı Kalıpta Dövme; sistemde zımbalar iş
parçasını komple kaplayacak şekilde tasarlanır. Parça, iki kalıp yarımı arasında
sıkıştırılarak şekillendirilir.
Ekstrüzyon yöntemi
Örnek
Tel çekme esnasında
sürtünmeyi azaltmak
için, yağlama yapılması
gerekir. Bu işlem
genellikle kireç, gres
veya kuru sabunla
yapılır.
İstenilen şekle bağlı olarak üretilmiş kalıba konulmuş metalin, yüksek basma
kuvvetiyle kalıptan çıkacak şekilde akmaya zorlayarak şekil verme işlemidir.
Ekstrüzyon, sıcak ve soğuk uygulanabilmesine rağmen ekstrüzyon için gerekli
kuvvetleri düşürmek, yönlenmiş etkileri ve soğuk şekil vermenin etkilerini
azaltmak için sıcak uygulanmaktadır. Şekil 6.16’da ektrüzyon işleminin şematik
resmi gösterilmiştir.
•Temel olarak ekstrüzyon işlemi bir tüpten diş macununun
çıkartılması gibi düşünülebilir.
Şekil 6. 16. Ekstrüzyon işleminin şematik gösterimi
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
14
Talaşsız Üretim Yöntemleri
Tel ve Çubuk Çekme Yöntemi
Şekil 6.18.’de tel veya çubuk çekmenin şematik gösterimi mevcuttur.
Çekme; metalin bir kalıptan geçirilmesi için, diğer taraftan bir çekme kuvveti tatbik
edilmesi işlemidir. Çubuk ve tel çekmede değişik büyüklükler için farklı teçhizat
kullanılmasına rağmen, kullanılan esas prensip aynıdır.
Şekil 6. 18. Tel veya çubuk çekme yönteminin şematik gösterimi
Sac Metal Şekillendirme İşlemleri
Saclar malzemenin
cinsine ve kalınlığına
göre, sıcak veya soğuk
olarak işlenirler.
Boru, kutu, kap, karoseri, tank, kazan ve gemi teknesi gibi mamuller, saclara
plastik şekil verilerek elde edilir. Sacları bükmek, kıvırmak, sıvamak, damgalamak
ve çekerek kap şekline getirmek gibi işlemlerin hepsi birer plastik şekil verme
usulüdür. Şekil 6.19.’da gösterilen sac şekillendirmeleri bükme ve kıvırma işlemiyle
yapılmıştır.
Şekil 6. 19. Bükme ve kıvırma işlemiyle sac şekillendirmesi
Derin veya kap çekme işlemi
Sac levhalardan kap şeklinde cisimler elde etmek için kullanılan en önemli
usullerden birisi derin çekmedir. Şekil 6.20’de gösterildiği gibi, imal edilecek olan
parçanın açılmış şekline uygun bir sac parçası, çekme matrisi üzerine konur. Pot
çember adı verilen bir bastırıcı sac levhayı tutar ve bir ıstampa sac parçasını matris
deliğinden geçirerek, iş parçasının elde edilmesini sağlar.
Şekil 6. 21. Derin çekme işlemiyle sac şekillendirmesi
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
15
Talaşsız Üretim Yöntemleri
Sıvama yöntemi
Sıvama kalıpları
genellikle sert ağaçtan
yapılır. Çok sayıda
yapılması gereken
parçaların kalıpları ise
çelikten yapılır.
Kenarları içeriye doğru dönük, dönel şekilli kaplar sıvama ile imal edilirler.
Düz sac rondela veya önceden preste bir ön şekil verilmiş iş parçası sıvama
tezgâhlarının miline takılmış olan kalıbın alnına dayanır ve bir baskı ile desteklenir.
İş parçasının ortası delik olduğu takdirde, rondela bir vida ile kalıba tespit edilir.
Tezgâh çalışmaya başladıktan sonra, sıvama kalemiyle rondelanın ortasından
çevresine doğru bastırılarak parçanın kalıbın şeklini alması sağlanır. Sıvama
kalemlerinin uç kısımları küreseldir ve iyice parlatılmıştır. Şekil 6.21.’de sıvama
işleminin şematik resmi gösterilmiştir.
Şekil 6. 21. Geleneksel sıvama yöntemi
TOZ METALURJİSİ YÖNTEMİ
Toz metalürjisi yöntemi
ile gözenekli metal
parçaları imal etmek
için, belirli bir
gözeneklilik seviyesinde
yapılabilir.
Toz metalurjisi, metal veya metal dışı tozların farklı birçok işlemden
geçirilerek kullanılabilir parçalar hâline dönüştürülmesini içeren bir mühendislik
bilimidir. Yüksek kaliteli ve karmaşık parçaların ekonomik olarak üretilebilmesi, toz
metalürjisini cazip kılmaktadır. Toz metalürjisi yöntemi ile şekillendirilen parçalar
otomotiv, uzay, sağlık ve tekstil gibi sanayinin farklı alanlarında kullanılmaktadır,
uygulamaları oldukça geniştir. Dişli çarklar, elektrik kontakları, nükleer güç yakıt
elemanları, ortopedik gereçler, yüksek sıcaklık filtreleri, uçak fren balataları ve jet
motor parçaları metal tozlarından üretilen parçalara örnek olarak verilebilir. Bu
yöntem toz üretimi, üretilen tozların karıştırılması, tozların preslenmesi, sinterleme
ve isteğe bağlı işlemler (infiltrasyon, yağ emdirme, çapak alma, vb.) olmak üzere
belirli aşamalardan oluşur. Şekil 6. 22.’de toz metalürjisi yöntemiyle parça
üretiminin aşamaları şematik olarak ifade edilmiştir.
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
16
Talaşsız Üretim Yöntemleri
Toz metalürjisi yöntemi
ile çok az malzeme
kaybı olur. Başlangıç
tozunun yaklaşık %
97’si mamule
dönüştürülür.
Şekil 6. 22. Toz metalürjisi yöntemiyle parça üretiminin aşamaları
Toz Metal Parça Üretimi
Toz metalürjisi ile parça üretimi nihai ölçülerde ve hassas boyutlarda parça
üretimine imkân verdiğinden çok önemli ve üretim miktarı ve karmaşıklığı göz
önüne alındığında, oldukça ekonomik sayılabilecek bir üretim tekniğidir. Bu
teknikle, parça üretimi çeşitli aşamalardan oluşmaktadır. Bunlar, karıştırma,
presleme, sinterleme ve sinterleme sonrası işlemlerdir.
Karıştırma
Bu yöntemde karıştırma işlemi sırasında metal tozuna varsa diğer alaşım
elementleri ilave edilir. Tozlarla birlikte uygun bir yağlayıcı da belirli oranlarda
ilave edilir, yağlayıcı olarak metal stearatlar ve mum kullanılır. Karıştırma
yönteminde önceden alaşımı yapılmış tozlar kullanmaksızın karıştırma sırasında
alaşım yapma imkânı vardır. Demir tozlarının bu şekilde çok sıkışmaları ve alaşım
elementlerinden dolayı sertleşmeleri önlenmiş olur.
Sıkıştırma (Presleme)
Tozların
sıkıştırılmasındaki ana
amaç ham yoğunluk ve
dayanımın elde
edilmesidir.
Sıkıştırma işleminde zıt yönlü zımbaların, tozları bir kalıp içinde sıkıştırdığı
presleme işlemidir. Sıkıştırma çelik veya karbür kalıplar içinde 300-800 MPa gibi
basınçlarla yapılır. Parçalar sinterleme öncesi sıkıştırma sonucu yeterli
mukavemeti aldıklarında kalıptan çıkarılır. Şekil 6.23.’de, sıkıştırma işleminin
şematik resmi gösterilmiştir.
Şekil 6. 23. Sıkıştırma (presleme)işlemi
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
17
Talaşsız Üretim Yöntemleri
Sinterleme
Sinterleme tozların katı
hal bağını sağlamak ve
parçanın dayanımını
arttırmak için erime
sıcaklığının altında
yapılan ısıtma işlemidir.
Sinterleme, gözenekli yapıda bir form kazandırılmış tozların yüzey alanının
küçülmesi, partikül temas noktalarının büyümesi ve buna bağlı olarak gözenek
şeklinin değişmesine ve gözenek hacminin küçülmesine neden olan ısıl olarak
aktive edilmiş malzeme taşınımı şeklinde tanımlanabilir. Sinterleme metalin erime
sıcaklığının altındaki bir sıcaklıkta yapılır.
KAYNAKLA BİRLEŞTİRME YÖNTEMLERİ
Malzemeler, tek bir parçadan ziyade birden fazla parçanın bir araya
getirilmesiyle daha fazla işlev kazanmaktadırlar. İki veya daha fazla parçayı bir
araya getirmeye birleştirme veya bağlama denir. Genel olarak bağlama elemanları
çözülebilen ve çözülemeyen bağlama elemanları olmak üzere iki gruba ayrılır.
Çözülemeyen birleştirme elemanları olarak kaynak, perçinli birleştirme, lehimleme
ve kaynak sayılabilir. Çözülebilen birleştirme elemanları ise cıvata, pim, perno,
kama ve sıkı geçme sayılabilir. Bilindiği gibi bütün kaynaklı birleştirmelerde bir
ısıya ihtiyaç vardır ve bu ısı sayesinde kaynaklı birleştirmeler yapılabilmektedir.
Çoğu kaynak işlemi, herhangi bir basınç uygulanmadan, sadece ısı ile oluşturulur.
Kaynak, kalıcı bir bağlantı sağlar ve birleştirme yöntemleri arasında malzeme
kullanımı ve fabrikasyon maliyetleri bakımından genellikle en ekonomik olanıdır.
Kaynak yöntemleri; ergitmeli ve ergitmesiz olmak üzere iki gruba ayrılır.
Ergitmeli kaynak türleri; oksi-gaz kaynak yöntemi, elektrik ark yöntemi, gaz altı
kaynak yöntemi (TIG, MIG, MAG), toz altı kaynak yöntemi, direnç kaynak yöntemi,
plazma kaynağı, lazer kaynağı ve termit kaynağıdır. Ergitmesiz kaynak türleri ise;
ultrasonik kaynak yöntemi, difüzyon kaynak yöntemi, sürtünme kaynak yöntemi,
sürtünme karıştırma kaynak yöntemi ve patlamalı kaynak yöntemidir.
Ergitmeli Kaynak Yöntemleri
Oksi-Gaz Kaynağı
Oksi gaz kaynağında
temel prensip; aynı cins
metalleri bir alev
sıcaklığı ile ergiterek
ilave telli veya telsiz
yapılan kaynakla
birleştirmektir.
Oksi-Gaz kaynağı; parçaların oksi-gaz alevi ile ergitilerek ek yerlerinden
birleştirilmesidir. Bu kaynak genelde ince sac kaynaklarından sızdırmazlık gereken
yerler ile kalorifer boru bağlantı kaynaklarında kullanılır. Elektrik ark kaynağına
nazaran çok yumuşak ve basınca dayanıklı kaynak verdiği için basınçlı boru
kaynaklarında tercih edilir. Şekil 6.24.’de oksi-gaz kaynağının şematik gösterimi
görülmektedir.
Şekil 6. 24. Oksi gaz kaynağı şematik gösterimi
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
18
Talaşsız Üretim Yöntemleri
Elektrik Ark Kaynağı
Elektrik ark kaynağında, üzeri özel bir örtü ile kaplanmış olan elektrod ile iş
parçası arasında ark oluşturulur. Elektrod örtü cinsleri ve elektrod çapları çeşitlidir.
Her elektrod çapının taşıyabileceği akım (amper) farklı olup, çap büyüdükçe akım
taşıma kapasitesi de artar. Ark, elektrodun iş parçasına çarpmasıyla (kibrit çakar
gibi) tutuşturulur, ark ısısı elektrodu ve örtüyü eritir. Eriyen örtünün oluşturduğu
cüruf ve gazlar kaynak banyosunu havanın zararlı etkilerinden korur. Şekil 6.25.’de
elektrik ark kaynağı uygulaması gösterilmiştir.
Şekil 6. 25. Elektrik ark kaynağı uygulaması
Gazaltı Kaynağı (MIG/MAG)
Bu kaynak türünde
koruyucu gaz olarak
Argon ve Helyum gibi
soy gazlar kullanılır.
Bu yöntemle kaynak için gerekli ısı, sürekli beslenen ve eriyen bir tel
elektrotla kaynak banyosu arasında oluşturulan ark yoluyla ve elektrottan geçen
kaynak akımının elektrotta oluşturduğu direnç ısıtması yoluyla üretilir. Elektrot
çıplak bir tel olup, bir elektrot besleme tertibatıyla kaynak bölgesine sabit bir hızla
sevk edilir. Çıplak elektrot; bir gaz memesinden itilen uygun bir gaz (CO2, Argon)
veya gaz karışımı tarafından korunur. Bu yöntem ile özellikle demir esaslı çelik ve
alaşımların kaynağı yapılmaktadır. Şekil 6.26’da MİG-MAG kaynağı uygulaması ve
şematik resmi gösterilmiştir.
Şekil 6. 26. MIG-MAG ve TIG kaynağının şematik gösterimi
Argon Kaynağı (TIG)
Argon Kaynağında, ark bir Tungsten elektrotun ucunda tutuşturulur.
Bilindiği üzere Tungstenin erime noktası çok yüksektir, bu nedenle elektrot kaynak
sırasında erimez. Dolayısıyla argon kaynağında diğer yöntemlerin aksine elektrot
kaynak banyosuna erimiş ilave metal sağlamaz. Kaynak banyosu ve elektrot bir
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
19
Talaşsız Üretim Yöntemleri
inert gaz (çoğunlukla Argon) ile havanın kötü etkilerinden korunurlar. Argon,
gazaltı Kaynağında olduğu gibi kaynak pensesinde elektrotun etrafından verilir.
Şekil 6.26.’da şematik olarak TIG kaynağı gösterilmiştir.
Tozaltı Kaynağı
Tozaltı kaynağı yüksek hızlı bir kaynak yöntemidir. Bu yöntemde ark, kaynak
sırasında kaynak bölgesine verilen kaynak tozu altında tutuşturulur. Kaynak
sırasında kaynak banyosu, kaynak tozu ile örtülür. Kaynağa yakın olan toz eriyerek
kaynak yüzeyinde cüruf oluşturur, böylece kaynak banyosu hava içindeki oksijen
ve hidrojenin zararlı etkilerinden korunmuş olur. Artan toz, kaynak bölgesinden
emilerek tekrar toz deposuna gönderilir ve tekrar kullanılır.
Elektrik direnç kaynağı
Direnç kaynağı; iş parçalarından geçen elektrik akımına karşı iş parçalarının
gösterdiği dirençten sağlanan ısı ve aynı zamanda basınç tatbikiyle yapılan kaynak
usulüdür. Elektrik direnç kaynağı için gerekli alçak gerilim ve yüksek akım şiddeti
kaynak transformatörlerinden sağlanır. Basınç ise hidrolik veya mekanik
donanımlarla temin edilir.
Elektron Işın Kaynağı
Elektron ışın kaynak
yöntemi ergitme
kaynak yöntemleri ile
elde edilemeyen
mekanik ve mikroyapı
özelliklerin elde
edilmesi için kullanılan
ileri bir kaynak
teknolojisidir.
Şekil 6.27.’de şematik olarak gösterilen elektron ışın kaynağı, kaynak için
gerekli ısının, parça yüzeyine yüksek hassasiyette odaklanmış ve yönlenmiş yüksek
yoğunlukta elektron demeti ile sağlandığı eritme kaynak yöntemi olarak açıklanır.
Şekil 6. 27. Elektron ışın kaynağının şematik gösterimi
Lazer kaynağı
Yoğunlaştırılmış enerji ışınlarının kullanıldığı teknolojik kaynak yöntemidir.
Küçük boyutlardaki parçaların kullanıldığı üretim alanlarında, klasik birleştirme
yöntemlerinin kullanılmadığı durumlarda kullanılmaktadır.
Ergitmesiz Kaynak Yöntemleri
Ultrasonik Kaynak
Şekil 6.28.’de de gösterildiği gibi iki parçanın bir arada tutulduğu ve
birleştirmek üzere arayüzeye ultrasonik frekansta titreşimsel kayma gerilmeleri
uygulandığı katı hâl kaynak yöntemidir.
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
20
Talaşsız Üretim Yöntemleri
Şekil 6. 28. Ultrasonik kaynağı
Difüzyon Kaynağı
Genellikle kontrollü bir atmosferde, difüzyon ve birleşimin oluşmasına
yeterli süre ısı ve basınç kullanan katı hâl kaynak yöntemidir. Yüzeylerdeki plastik
deformasyon minimum olmasına rağmen difüzyon için gereken süre, birkaç
saniyeden birkaç saate kadar uzayabilir. Uzay ve nükleer endüstrilerde yüksek
dayanımlı ve refrakter metallerin birleştirilmesinde kullanılmaktadır.
Sürtünme Kaynağı
Şekil 6.29.’da şematik olarak gösterilen sürtünme kaynağında, birleşmenin,
basınçla birlikte sürtünme ısısıyla oluşturulduğu katı hâl kaynak yöntemidir
Şekil 6. 29. Sürtünme kaynağının şematik gösterimi
Patlatma kaynağı
Şekil 6.30.’da gösterildiği gibi, yüksek hızlı patlamanın iki metal yüzeyi hızla
birleştirilmesini sağladığı katı hâl kaynak yöntemidir. Bu yöntemde ilave metal
kullanılmaz, dış ısı uygulanmaz, difüzyon oluşmaz ve kaynak için geçen zaman çok
kısadır.
Şekil 6. 30. Patlatma kaynağının şematik gösterimi
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
21
Tartışma
Talaşsız Üretim Yöntemleri
•İyi bir kaynak dikişinin sahip olması gereken özellikleri tartışınız.
•Kaynak işlemi esnasında dikkat edilmesi gereken önlemleri tartışınız.
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
22
Özet
Talaşsız Üretim Yöntemleri
•İmalat sanayinin hedefi; tasarımı yapılan ve insanların ihtiyaçlarını karşılamak
için imal edilecek ürünlerin düşük maliyette ve yüksek kalitede uygun bir
yöntemle elde edilmesidir. Üretilecek parçaların şekli, malzeme türü, ölçü
toleransları, yüzey kalitesi, mekanik özellikleri gibi etkenler göz önüne alınarak,
en uygun üretim yöntemi seçilebilir. İmalatın temel prensibi ise şekil vermedir.
Şekil verme işleminde malzemenin kütlesinin azaldığı yöntemler talaşlı imalat
yöntemleridir. Talaşsız imalat yöntemleri ise malzeme kütlesinin korunduğu
durumları kapsar. Günümüzde en çok kullanılan talaşsız imalat yöntemleri;
döküm, plastik şekil verme, kaynak ve toz metalürjisi olarak sıralanabilir.
• Döküm işlemi, ergitilmiş malzemelerin üretilecek parçanın şekline sahip kalıba
dökülerek katılaştırma işlemi şeklinde ifade edilir. Döküm yöntemi ile istenilen
mamul parçalar da üretilebildiği gibi, diğer tüm yöntemler için yarı mamul
parçalarda üretilebilir. Bu yöntem ile karmaşık geometriye sahip parçaların hızlı
ve çok sayıda imalatı mümkündür ve büyük boyutlu ve ağır parçalar için diğer
yöntemlere göre ekonomiktir.
•Malzemenin kalıcı şekillendirme işleminin yapıldığı yöntem ise, plastik şekil
değiştirme yöntemidir. Bu yöntemde, şekil değiştirme yeteneğine sahip sünek
malzemelere akma mukavemeti üzerinde bir kuvvet uygulanarak, üretilmek
istenen parçanın şekline sahip kalıp ve zımba arasında şekillendirme işlemi
gerçekleştirilir. Şekil değiştirme sıcaklığına göre sıcak ve soğuk şekil verme olarak
sınıflandırılabildiği gibi, malzemelerin hacim/yüzey oranlarına göre de kütle
şekillendirme ve sac şekillendirme olarak da sınıflandırılabilir. Kütle şekillendirme
yöntemleri; haddeleme, dövme, ekstrüzyon, tel çekme, çubuk çekmedir. Sac
şekillendirme yöntemleri ise bükme, kesme, derin çekme yöntemleridir.
•Metal ve metal alaşım tozlarının önce basınç ile kalıp içerisinde sıkıştırılması,
sonra ergime sıcaklığına yakın sıcaklıklarda sinterlenmesi ile mekanik özellikleri
yüksek malzemeler elde edilmesi yöntemi, toz metalürjisi yöntemidir. Metal
tozların kalıp içinde basınç ile preslenmesi sonrasında, metal tozlarının birbirleri
arasında temas yüzeyleri artırılarak mekanik bağları sağlanır. Bu aşamadan sonra
sinterleme işlemi ile ergime sıcaklığının altında bir sıcaklıkta sinterlenir ve
kademeli olarak soğumaya bırakılır. Sinterleme işlemi mekanik özelliklerde
büyük artış sağlar. Bu yöntem en/boy oranı yüksek parçalarda iyi sonuç verir ve
seri üretime uygun bir imalat yöntemidir.
•Malzemelerin şekillendirilmesinde kullanılan talaşsız üretim yöntemlerinden ve
çözülemeyen birleştirme yöntemi olan kaynak yöntemiyle, aynı ya da farklı cins
malzemelerin ısı/basınç ile birleştirilmesi sağlanır. Kaynak yöntemleri ergitmeli
ve ergitmesiz olmak üzere iki gruba ayrılır. Ergitmeli kaynak türleri; oksi-gaz,
elektrik ark, gaz altı (TIG, MIG, MAG), toz altı, direnç kaynak, plazma ve lazer
kaynağıdır. Ergitmesiz kaynak türleri ise; ultrasonik, difüzyon, sürtünme,
sürtünme karıştırma ve patlamalı kaynak yöntemleridir. Bütün kaynaklı
birleştirmelerde bir ısıya ihtiyaç vardır ve bu ısı sayesinde kaynaklı birleştirmeler
yapılabilmektedir. Çoğu kaynak işlemi, herhangi bir basınç uygulanmadan,
sadece ısı ile oluşturulur. Kaynak, kalıcı bir bağlantı sağlar ve birleştirme
yöntemleri arasında malzeme kullanımı ve fabrikasyon maliyetleri bakımından
genellikle en ekonomik olanıdır.
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
23
Ödev
Talaşsız Üretim Yöntemleri
• Talaşsız yöntemler arasında önemli bir yere sahip olan
döküm yönteminin tercih edilme sebeplerini açıklayınız.
• Bobin hâlinde aluminyum sac levha hangi plastik şekil verme
yöntemi ile üretilebilir. Bu yöntem hakkında bilgi veriniz.
•Toz metalurjisiyle malzeme üretirken tozların sahip olması
gereken özellikleri açıklayarak yığılma açısının önemini
vurgulayınız.
•Hazırladığınız ödevi sistemde ilgili ünite başlığı altında yer
alan “ödev” bölümüne yükleyebilirsiniz.
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
24
Talaşsız Üretim Yöntemleri
DEĞERLENDİRME SORULARI
Değerlendirme
sorularını sistemde ilgili
ünite başlığı altında yer
alan “bölüm sonu testi”
bölümünde etkileşimli
olarak
cevaplayabilirsiniz.
1. Aşağıdakilerden hangisi talaşsız imalat yöntemlerinden biri değildir?
a)
b)
c)
d)
e)
Haddeleme
Sıcak/soğuk çekme
Tornalama
Ektrüzyon
Kaynakla birleştirme
2. I.Döküm yoluyla üretilebilen parçaların boyutları birkaç mm’ den birkaç
metreye ve ağırlıkları da birkaç gramdan birkaç tona kadar
değişebilmektedir.
II.İç boşlukları olan veya eğri yüzeylere sahip malzemeler için uygun bir
yöntem değildir.
III.Karmaşık şekilli veya çok büyük kısımlardan oluşan parçaların imalatı
için oldukça uygundur.
Yukarıdakilerden hangisi veya hangileri döküm yöntemi için doğrudur?
a)
b)
c)
d)
e)
Yalnız II
I ve II
I ve III
II ve III
I, II ve III
3. Aşağıdakilerden hangisi modeller için söylenemez?
a) Hafif metal veya plastik malzemelerden yapılan, dökülecek parçanın
hemen hemen aynısıdır.
b) Metal modeller kolay ve çabuk şekillendirildiği için, ahşap modeller
ise kullanım sırasında daha uzun ömürlü olduğu için tercih
edilmektedir.
c) Plastik malzemeler, ahşap ve metal modellerin özelliklerinin
birleşmesi olduğu için tercih edilmektedir.
d) Modeller sıkıştırılmış kalıp kumundan kolay çıkarılabilmesi için parça
boyutlarına göre 1-2° konik yapılmalıdır.
e) Modeller gerçek döküm parça ölçüsünden bir miktar daha büyük
yapılmaktadır.
4. Aşağıdakilerden hangisi kum kalıp döküm yöntemlerinden biri değildir?
a)
b)
c)
d)
e)
Çukur kalıplama
CO2 yöntemi ile kalıplama
Kabuk kalıplama
Vakumlu kalıplama
Hassas kalıplama
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
25
Talaşsız Üretim Yöntemleri
5. Aşağıdakilerden hangisi soğuk şekil değiştirmenin avantaj ve
özelliklerinden biri değildir?
a)
b)
c)
d)
e)
Daha iyi yüzey kalitesi
Düşük tolerans aralığı
Deformasyon sertleşmesi (pekleşme) olmaması
Yüksek kuvvet gereksinimi
Deformasyon sertleşmesi ile parçanın mukavemet ve sertliğinin
artması
6. Aşağıdakilerden hangisi kütle şekillendirme yöntemlerinden biri değildir?
a)
b)
c)
d)
e)
Haddeleme yöntemi
Derin çekme yöntemi
Dövme yöntemi
Tel ve çubuk çekme yöntemi
Ekstrüzyon yöntemi
7. Aşağıdakilerden hangisi toz metalürjisinin avantajları arasında değildir?
a)
b)
c)
d)
e)
Yüksek malzeme kullanım oranı, düşük malzeme kaybı
Düşük maliyet
Karmaşık şekilli parçaların imalatı
Belirli derecede gözeneklilik ve geçirgenlik
Düşük ergime sıcaklığına sahip metallerin imalatı
8. Aşağıdakilerden hangisi toz metalürjisi ile parça üretimi aşamalarından biri
değildir?
a)
b)
c)
d)
e)
Karıştırma
Presleme
Sinterleme
Sinterleme sonrası işlemler
Yeniden ergitme
9. Aşağıdakilerden hangisi ergitmeli kaynak yöntemlerindendir?
a)
b)
c)
d)
e)
Elektrik ark kaynağı
Ultrasonik kaynak
Difüzyon kaynağı
Sürtünme kaynağı
Patlatma kaynağı
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
26
Talaşsız Üretim Yöntemleri
10. Aşağıdakilerden hangisi TIG kaynağının dezavantajlarındandır?
a) Sürekli bir kaynak dikişi, aralıklarla kaynak ve punto kaynağı yapmak
için hem elle, hem de otomatik kaynak sistemleri ile uygulanabilir.
b) Elektrot tükenmediği için ana metalin ergitilmesiyle veya ilave bir
kaynak metali kullanılarak kaynak yapılır.
c) Her pozisyonda kaynak yapılabilir.
d) Isı girişi kaynak bölgesinde oluştuğu için iş parçasında deformasyon
az olur.
e) Yöntem kalın parçalar için ekonomik değildir.
Cevap Anahtarı
1.C, 2.C, 3.B, 4.E, 5.C, 6.B, 7.E, 8.E, 9.A, 10.E
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
27
Talaşsız Üretim Yöntemleri
YARARLANILAN VE BAŞVURULABİLECEK DİĞER
KAYNAKLAR
Aran, A., (1999). Metal Döküm Teknolojisi, 2. Baskı, İstanbul: Birsen Yayıncılık.
Aran, A., Demirkol, M., (1995). Plastik Şekil Verme ve Teknolojisi, İTÜ Makine
Fakültesi İmal Usulleri Ders Notları.
Aran, A., (2007). Manufacturing Properties of Engineering Materials, ITU
Department of Mechanical Engineering Lecture Notes.
Ay, İ, (2012). İmalat Yöntemleri –I Ders Notları
Aydın, M., Yaşar, M., Gavas, M. ve Altunpark, Y. (2011). Üretim Yöntemleri ve
İmalat Teknolojileri, 1. Baskı, Ankara: Seçkin Yayıncılık.
Gesellschaft für schweibtechnik international mbH, (2003). Kaynak Yöntemleri ve
Donanımları.
Groover, M. P., (2007). Fundamentals of Modern Manufacturing, John Wiley &
Sons.
Karamış, M. B., (2005). İmalat Yöntemleri, Kayseri: Erciyes Üniversitesi yayın
komisyonu.
Madazılıoğlu, A., (2009). Ark Kaynağına Giriş, Tekfen İnşaat Eğitim Merkezi Eğitim
Notları.
Sarıtaş, S., Türker, M., Durlu, N., (2007). Toz Metalurjisi ve Parçacıklı Malzeme
İşlemleri, 2. Baskı, Ankara: Uyum Ajans
TWI, Word Centre for Materials Joining Technology, (2009). Tozaltı Kaynak notları.
http://web.itu.edu.tr/~dikicioglu/Ch30-2-Kaynak.pdf
http://www.metalteknolojisi.com/Dokumanlar/Kaynaklibirlestirmeyontemleri.pdf
Atatürk Üniversitesi Açıköğretim Fakültesi
28
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
0
File Size
2 372 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content