Fabrika İmalat Teknikleri

Fabrika İmalat Teknikleri
İmalat Yöntemleri
• İmalat teknolojisinin temel amacı tasarlanan ürünlerin en düşük maliyetle, en iyi kalitede ve en verimli yöntemle elde edilmesidir. • Üretilecek parçaların geometrisi, malzeme türü, ölçü toleransları, yüzey kalitesi, mekanik özellikleri gibi etkenler göz önüne alınır. • Bu sayede 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. Talaşsız İmalat Yöntemleri
• Döküm • Plastik Şekil Verme
• Toz Metalurjisi
• Kaynak
Döküm
• Döküm, önceden hazırlanmış kalıpların içerisine metal ve alaşımlarının ergitilerek dökülmesi ve katılaştırılması işlemidir.
• Döküm kalıbı ile istenen geometri elde edilir.
• Ayrıca cevherden veya hurda malzemeden geri dönüşüm ile diğer tüm yöntemler için ara hammadde temininde sıklıkla kullanılır.
• Karmaşık geometriye sahip parçaların hızlı ve çok sayıda imalatını mümkün kılar.
• Büyük boyutlu ve ağır parçalar için diğer yöntemlere göre ekonomiktir.
Döküm
• Sınırları,
• Üretim açısından bazı döküm yöntemlerinde yüzey kalitesi düşüktür.
• Parça kesitinin çok küçük olduğu durumlarda uygun bir yöntem değildir.
• Mekanik özellikler her yerde aynı olmasına rağmen malzeme tane yapısının homojen değildir.
• Çalışma koşulları iş sağlığı açısından sıkıntılıdır.
• Çevre kirliliğine yol açması önlenemez.
Döküm
• Tek kullanımlık kalıba döküm
• Kum kalıba döküm
• Kuru kum kalıba döküm
• Yaş kum kalıba döküm
•
•
•
•
•
Hassas döküm
Kabuk kalıba döküm
Seramik kalıba döküm
Alçı kalıba döküm
Dolu kalıba döküm
• Çok kullanımlık kalıba döküm
•
•
•
•
Sürekli döküm
Santrifüj döküm
Basınçlı döküm
Metal kalıba döküm
Plastik Şekil Verme
• Malzemenin şekillendirilmesi plastik deformasyon ile sağlanır.
• Kalıp ve zımba ile istenen geometri elde edilir.
• Sıcak ve soğuk şekil verme ile farklı özellikler elde edilir.
• Kütle şekillendirme alt yöntemleri; haddeleme, dövme, ekstrüzyon, tel
çekme, çubuk çekmedir.
• Sac şekillendirme alt yöntemleri; bükme, kesme, derin çekmedir.
• Düşük akma dayanımı ve yüksek süneklik istenen durumlarda
uygundur.
Haddeleme
• İki tane döner merdanenin basma kuvvetinin etkisiyle araya giren
malzemeye soğuk yada sıcak olarak plastik şekil verme işlemine
haddeleme denir. • Haddeleme yoluyla ; kare, yuvarlak, yassı, çokgen, kesit, köşebent, T demiri, I demiri, U demiri, ray gibi mamuller üretilir. • Haddelemenin en temel hammaddesi 1x1x1,5m boyutlarında çok
büyük ingotlardır. Dövme
• Yalnızca basma kuvvetlerinin etkisi altında genellikle sıcak, yarı sıcak veya soğuk olarak parçaya plastik şekil verme yöntemine dövme denir. • Birçok parça yüksek mukavemet istendiğinde dövme yoluyla şekillendirilir. • İş parçasının basma kuvvetlerinin etkisi altında plastik şekil değiştirdiği bir şekil verme yöntemleri ailesi oluşturur. • Krank milleri, el takımları, cıvata kafaları, dişliler, tekerlekler, biyeller, kancalar dövme örneklerindendir.
Ekstrüzyon
• Bir metal bloğun kovanlara yerleştirilerek, bir ıstampa yardımıyla basınç altında, belirli profillere sahip matrisler içerisinden geçirilerek şekîllendirilmesine
"ekstrüzyon" adı verilir.
• Borular ve çeşitli profiller, hafif ve ağır metallerden ekstrüzyon yolu ile elde
edilebilir. • Metal malzemelerin ekstrüzyonu genel olarak sıcak şekilde yapılır. Bununla
beraber, kurşun ve kalay gibi yumuşak malzemelere soğuk ekstrüzyonla şekil
verilebilir.
• Genel olarak ekstrüzyon, silîndirik çubuk veya tüplerin imalinde kullanılır. Fakat
alüminyum gibi kolayca şekil değiştirebilen malzemeler kullanılarak, düzgün kesitli
olmayan parçaların imali de mümkün olmaktadır. • Ekstrüzyonda büyük kuvvetlere ihtiyaç olduğu için, birçok metal sıcak olarak
şekillendirilir.
Çubuk ve Tel Çekme
• 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. • Çubuk ya zincirli veya hidrolik bir mekanizma ile çekilir. • Önceden çekilmiş veya haddelenmiş mamul, bir çekme matrisi deliğinden
geçirilerek çapının küçülmesi sağlanır. Kalibreli sıcak haddeleme ile 3,5 mm çapa kadar teller imâl edilebilir. Daha ince tellerde yüzey ‐ hacim oranının
büyümesi dolayısıyla çabuk soğuma olduğundan, haddeleme sonunda elde
edilen hassasiyet kifayetsiz kalmaktadır. Hassas ölçüler ancak soğuk çekme
ile elde edilir. Tel çekmede çekme hızlan 9‐90 m/dak arasında olup, 50 m uzunluğunda tezgahlar mevcuttur.
Toz Metalurjisi
• Metal ve metal alaşım tozlarının önce basınç ile kalıp geometisine
sıkıştırılması, sonra ergime sıcaklığına yakın sıcaklıklarda sinterlenmesi ile
mekanik özellikleri yüksek malzemeler elde edilmesi prensibine dayanır.
• Basınç ile preslenmesi sonrasında metal tozlarının birbirleri arasında temas
yüzeyleri artar.
• Sinterleme ile ergime sıcaklığının altında bir sıcaklık değerine çıkıldığında
tane yüzeyleri tam ergimeyerek ıslanır ve kademeli olarak soğumaya
bırakılır. Sinterleme işlemi mekanik özellilerde büyük artış sağlar.
• En/boy oranı yüksek parçalarda iyi sonuç verir.
• Seri üretime uygundur ve oldukça verimli bir imalat yöntemidir.
Kaynak
• Kaynak, malzemeleri birbiri ile birleştirmek için kullanılan bir imalat yöntemidir.
• Genellikle metal veya termoplastik malzemeler üzerinde kullanılır. • Bu yöntemde genellikle çalışma parçalarının kaynak yapılacak kısmı eritilir
ve bu kısma dolgu malzemesi eklenir, daha sonra ek yeri soğutularak sertleşmesi sağlanır.
• Kaynak için gaz alevi, elektrik arkı lazer, elektron ışını, sürtme, ultrases
dalgaları gibi birçok farklı enerji kaynakları kullanılabilir. • Endüstriyel işlemlerde, kaynak açık hava, su, uzay gibi birçok farklı ortamda
gerçekleştirilebilir. Bununla beraber, yapıldığı yer neresi olursa olsun, kaynak çeşitli tehlikeler barındırır. Alev, elektrik çarpması, zehirli dumanlar
ve ultraviyole ışınlara karşı önlem almak gereklidir.
Kaynak Yöntemleri
• Elektrik ark kaynağı
• Bu yöntemde kaynak yapmak için, kaynak elektrodu (dolgu metali) ve
ana malzeme arasında bir güç kaynağı kullanılarak elektrik arkı
yaratılır. • Doğru (DC) veya alternatif (AC) akım çeşitlerinin her ikisi de kullanılabilir. • Bu yöntemde kaynak yapılan bölge bazı durumlarda, koruma gazı
olarak da bilinen bir gaz ile korunarak elektrik ark kaynağı yapılır.
Kaynak Yöntemleri
• Gazaltı kaynağı
• Kaynak yerinin bir gaz atmosferiyle korunması sonucu yapılan ark kaynağına gazaltı ya da koruyucu gaz kaynağı adı verilir. • Başlıca türleri MIG‐MAG ve WIG (TIG) gazaltı kaynak teknikleridir. • Bu kaynak türünde koruyucu gaz olarak Argon ve Helyum gibi soy gazlar
kullanan MIG (Metal Inert Gas) kaynak tekniği ile koruyucu gaz olarak aktif
bir gaz olan Karbondioksit kullanan MAG (Metal Active Gas) teknikleri en
yoğun olarak kullanılır. • Diğerlerine göre nispeten daha az kullanılan WIG tekniğinin diğerlerinden
farkı erimeyen Wolfram (Tungsten) elektrod kullanılmasıdır.
Kaynak Yöntemleri
• Oksi‐Asetilen kaynağı
• Bu yöntemin en genel kullanım şekli oksi‐gaz kaynağıdır (oksi‐asetilen kaynağı olarak da bilinir). • En eski ve en çok yönlü kaynak yöntemlerinden biridir, fakat son yıllarda endüstriyel
uygulamalardaki popülerliği azalmıştır. Hala yaygın olarak, boru ve kanal kaynağında ve
tamir işlerinde kullanılmaktadır. • Ekipmanı ucuz ve basittir, genelde kaynak alevi (yaklaşık 3100 °C) oksijenle asetilenin yanması sonucu elde edilir. Alev, elektrik arkından daha az güçlü olduğundan, kaynak
soğuması daha yavaş olur ve meydana gelen gerilme ve kaynak çarpılmalarının daha az
olabilmesine imkân tanıyabilir, bu nedenle yüksek alaşım çeliklerinin kaynağının yapılması
bu yöntemle daha kolaydır. Bu metod, metalerin kesilmesinde de kullanılır.
• Diğer gaz kaynak metotları da, hava‐asetilen kaynağı, oksijen‐hidrojen kaynağı ve basınçlı
gaz kaynağı gibi, oldukça benzerdir, sadece kullanılan gaz tipi değişir. Gaz kaynağı, plastik
kaynağında da kullanılır.
Kaynak Yöntemleri
• Elektrik direnç kaynağı
• Direnç kaynağı, metallerin üzerinden geçen akıma karşı gösterdiği
dirençle ısı üretmesi esası ile iki veya daha fazla metal yüzey arasında
yapılan kaynak yöntemidir. • Metalden geçen yüksek akım (1000 ‐ 100.000 A.) nedeni ile kaynak
bölgesinde küçük bir eriyik metal havuzu oluşur. • Genelde direnç kaynağı yöntemleri verimli ve az kirlilik yaratan
yöntemlerdir, fakat uygulamaları sınırlı ve ekipmanları oldukça
pahalıdır.
Kaynak Yöntemleri
• Lazer Kaynağı
• Enerji ışın kaynak metotları, yani lazer ışın kaynağı ve elektron ışın
kaynağı, oldukça yeni yöntemler olup, yüksek üretim gerektiren
uygulamalarda tercih edilir. • İki yöntemde oldukça benzerdir, farkları güç kaynaklarından ileri
gelmektedir.
Kaynak Yöntemleri
• Katı hal kaynak yöntemleri
• Katı hal kaynak yöntemi malzemelerin ergime dereceleri altında, dışardan
uygulanan basınç yardımı ile koruyucu atmosfer ortamında veya koruyucu
atmosfer ortamı olmadan, birbirine temas eden aynı ya da farklı özellikli
malzemelerin iki yüzey arasında bağ oluşturarak yapılan birleştirme
yöntemleridir. • En yaygın yöntemlerden biri olan ultrasonik kaynak, yüksek basınç ve
yüksek frekans altında titreşim ile termoplastik veya metal malzemeden
yapılmış kablo veya ince tabakaların birleştirilmesinde kullanılır. • Ekipman ve yöntemler direnç kaynağı ile benzerdir. Burada elektrik akımının yerini, titreşim ile sağlanan enerji alır.