Röders Sanal Deney Tasarımı Kullanarak Yenilikçi bir Yolluk Konsepti Geliştirdi
Yüksek kaliteli döküm parçaları üretmesiyle bilinen G.A. Röders, vites bağlantı muhafazası üretiminde dolum davranışını ve malzeme verimini en uygun hale getirmek amacıyla, sanal bir deney tasarımını yenilikçi yolluk konseptine uyguladı. Sonuç olarak, Uluslararası Alüminyum Döküm Yarışması (GDA) jürisi, bu yeni, simülasyon temelli yöntemi sürekliliği ve enerji verimliliği özellikleri ile 2014 ‘Özel Takdir’ ödülüne layık gördü.
Alman dökümhanesi G.A. Röders için, yenilikçilik ve optimizasyon günlük rutinin bir parçası. “Teslim süresindeki her azalma önemli bir argüman ve müşterilerin artan taleplerini karşılamakta yardımcı’’, diyor şirket CEO’su Gerd Röders. “Yüzey kalitesi, ince cidarlı yapısal parçaların ısıl işlemi ve döküm parçalarının kaynaklanabilirliğine yönelik talepler, sürekli olarak artıyor. Bu noktada, siparişin verilmesinden numunenin sürekli geliştirilmesini de içeren onaylanmasına kadar geçen süre önemli –her zaman istenen kaliteyi karşılayarak, elbette.’’ Aynı zamanda, verimli, hızlı ve uygun maliyetli iş yapmak da rekabette üstün olmak için gerekli. Bu bağlamda, numerik simülasyon sonuca götüren bir etken. “Simülasyon, tasarım aşamasında erken iyileştirme sağlar ve kalıbı bitirdikten sonra yüksek maliyetli, zaman harcayan geliştirme işlemlerinin tekrarlarından korur.’’ diye ifade ediyor Gerd Röders.
G.A. Röders’te optimizasyon artık yeni parçalar ve kalıplar için bir norm. Üretimde olan parçaları ve kalıplar da optimizasyon için yeniden değerlendiriliyor. Alüminyum döküm vites parçası kalıbının kanal ve yollukları, bir kalıp değişikliği vesilesi ile burada geliştirme için seçildi.
Burada amaç, müşterinin kalite şartnamesine uyarak döküm verimini en yüksek seviyeye çıkarmaktı. Teknik yaklaşım olarak yolluk geometrisinde dikdörtgenden silindirik şekle yapılan değişiklik seçildi. Aynı kesit alanlı silindirik profil daha küçük yüzey alanına sahip ve dolum sırasında ısıl kayıpları düşürmekte – döküm sisteminde daha az malzeme ile birlikte.
Toplamda, 40’tan fazla farklı seçenek bu belirlenen parametrelere göre yaratıldı ve daha sonra en iyi çözümü bulabilmek için MAGMASOFT® kullanılarak sanal test ortamına aktarıldı. Kanal sisteminin akış optimizasyonu çok önemliydi ve yazılım içerisindeki amaç fonksiyonlarında nitelendirildi. Yolluk hacminin yanısıra MAGMASOFT® sonuçları Air_Entrapment, AirContact ve POROSITY kalite kriterleri ve nihai tasarımda minimizasyona tabi olarak seçildiler. Sonuçların kesinliğine göre, alışılagelmiş yöntemlerle çok sayıda kalıp doldurmak ve katılaşma sonuçları elde etmek hem verimli değildi hem de temelde gerçekleştirilmesi imkansızdı. Bu yüzden, sonuçları birbiriyle direkt olarak MAGMASOFT® ile karşılaştırabilmek sonuca ulaştıran bir yardım oldu. Kalite kriterleri kolayca gösterilebildi ve etki diyagramı olarak süratle oluşturulabildi. Bu sayede, seçilen özellikler arasındaki farklılıklar gösterildikten sonra en iyi çözüme ulaşıldı.
Daha sonraki iyileştirmeler için en iyi versiyonlar MAGMASOFT® ile optimizasyonun ikinci adımında seçildi. Sonuçta, iki boşluklu kalıp için alışılagelmemiş asimetrik bir yolluk sistemi en iyi versiyon olarak belirlendi. Bu son çözüm yeni kalıp olarak belirlenerek gerçek üretimde kullanıldı.
Daha sonraki iyileştirmeler için en iyi versiyonlar MAGMASOFT® ile optimizasyonun ikinci adımında seçildi. Sonuçta, iki boşluklu kalıp için alışılagelmemiş asimetrik bir yolluk sistemi en iyi versiyon olarak belirlendi. Bu son çözüm yeni kalıp olarak belirlenerek gerçek üretimde kullanıldı.
Döküm parçasının kalitesinin değerlendirilmesinde malzeme ve enerji tasarrufu açısından olumlu sonuçlara ulaşıldı. Seri üretilen parçalar döküm kalitesi ile ilgili simülasyon öngörülerini doğruladı. Aynı zamanda, giriş ve yolluk sisteminin ağırlığı %44’e kadar düştü. Yıllık 85,000 döküm parçası üretimine göre, bu sonuç, yıllık 24 ton alüminyum tasarrufuna ek olarak oksidasyon kaynaklı metal kaybında 1.5 ton düşüş, %13 daha az maden talebi anlamına geliyor. Ergitme departmanındaki enerji tüketimi de düştü: G.A. Röders her yıl 33,000 kWh’lik yakıtı tasarruf edecek. Toplamda, sadece bu parçanın optimizasyonu yıllık 14 ton CO2’in tüketimini ortadan kaldırdı.
Gerd Röders ve Peter Kohlmeyer’e göre, MAGMASOFT® uygulamasının bu çalışmadaki olumlu sonuçlarda çok büyük önemi var. “Bu kadar kısa sürede sonuçları başarılı bir şekilde elde etmek sadece bu simülasyonun kullanımı ile mümkün olabildi. Bu çalışma aynı zamanda MAGMASOFT® için uygulama alanını büyük ölçüde genişletmesinde G.A. Röders’e yardım etti.’’ diyor Gerd Röders. “Bugün, MAGMA, bizim için optimizasyonun ayrılmaz bir parçası. Ayrıca, simülasyon ile döküm işleminin otomatik optimizasyonu, geliştime zamanı ve döküm parçalarının toplam maliyetini düşürmekte giderek daha çok önem kazanıyor.’’
G.A. Röders şimdiden 15 yeni projenin daha optimizasyonuna başladı. Gerd Röders sözlerini şöyle bitiriyor: “MAGMA5 Rel. 5.3, sağlam prosesler ve otomatik optimizasyon kurmak için yeni fonksiyonlar sunuyor. Gelecekte yeni kalıplar ve kalıp revizyonları planlamak için MAGMASOFT®’la daha çok çalışmayı dört gözle bekliyoruz.’’
G.A. Röders, Soltau, Almanya’da 1814’te kuruldu ve o zamandan beri sahipleri tarafından yönetiliyor. Müşterileri ile birlikte şirket, tasarımdan üretime kadar tüm üretim zincirini işletiyor. Soltau’daki 179 çalışan geliştirme ve küçük seri üretimlerden sorumluyken, büyük çaptaki üretim 120 çalışan ile Çek Cumhuriyeti’nde Mesit&Röders’te yapılıyor. Her iki tarafta da yüksek kalitede çinko, alüminyum ve plastik kullanılarak parça üretiliyor. Üniversiteler ve enstitüler ile işbirliği içerisinde uygulamalı araştırmalar sayesinde yeni know-how ‘lar yaratılıyor. Dahili kalıp atölyesi sayesinde çabuk geridönüşler ve kısa proses süreleri sağlanıyor. G.A. Röders ISO TS16949 sertifikalıdır. Uluslarası standartların sıkı uygulaması ile, kuruluş kendisini otomotiv, havacılık ve medikal gibi ölçme ve kontrol teknolojileri endüstrilerine bir ortak olarak göstermektedir. Kalite G.A. Röders için önceliklidir – ürünler için olduğu kadar çalışanlar için de.
* Metin ve görseller G.A. Röders, Almanya'nın izni ile kullanılmıştır.
