Kum Maçalarında Yüksek Verimlilik

İçten yanmalı motorlar üreten bir tesiste, alüminyum silindir kapağı projesindeki kum maça üretimi için üretkenliği artırmanın yanı sıra üretim maliyetini de düşürme noktasında çözümler aranmaktaydı. Bir silindir kafası üretmek için gövde ve ceket şeklinde 2 farklı maça gerekmekteydi.

Aynı anda gövde ve ceket üretimini tek bir maça sandığında birleştirme fikri harika görünüyordu! Verimliliği artırmanın iyi bir yolu olmasına karşın seri üretim sırasında bu seçeneğin iyi bir sonuç vermediği ortaya çıktı.

Her iki maçada da kalite sorunu vardı, bunun bariz nedeni gövde ve ceket geometrisindeki önemli farklılıklardı. Her iki maça da maça makinesinde aynı proses parametreleri kullanılarak üretilmekte ve bu da kalite sorununu daha belirgin hale getirmekteydi.

Ceketin kalite sorunları, yanık yüzeylerin yanı sıra doldurulmamış alanlardı. Gövdeler, kürlenmemiş bölgeden muzdarip olan ceketlere kıyasla önemli ölçüde daha büyük bir kütleye sahipti ve bu da taşıma ve depolama sırasında başka bir soruna yol açmaktaydı: parçalar daha düşük mekanik özelliklerden dolayı kolayca kırılmaktaydı. Ayrıca döküm işlemi sırasında fazla miktarda reçine kalıntısı nedeniyle alüminyum parçada maça gazı sorunu ortaya çıkmaktaydı.

Figür 1. MAGMASOFT kum yoğunluğu verileriyle (b) ceket (a) arasındaki korelasyon

Simülasyon yoluyla, yukarıdaki tüm sorunların temel nedeni tam olarak ortaya çıktı. Ceketler için doldurulmayan alanlar yetersiz havalandırmadan kaynaklanmaktaydı. Ceketler için yanmış yüzey ve gövdeler için kürlenmemiş bölgeler ise aynı ısıtma işleminin ve kürleme süresinin kullanılmasının sonucu olarak oluşmaktaydı. Her iki parça da, mevcut düzenlemeyle sağlanamayan farklı ısıtma parametrelerine ve sertleşme süresine ihtiyaç duymaktaydı.

Figür 2. Kumun farklı kürleme sürelerindeki sıcaklık dağılımı

Ceket için doldurulmayan alan, doğru konuma ek havalandırma deliği yerleştirilerek basitçe çözüldü. Kürleme işlemi için önerilen çözüm, ısıtıcı düzenlemesini ve sıcaklık kontrolünü ayırmak oldu. Her iki öneri de uygulandıktan sonra verimlilik hedefi rahatlılıkla tutturuldu ve üretim maliyeti orijinal hedefin altında gerçekleşmeye başladı.

Figür 3. Optimizasyon sonrası başarıyla üretilen maçalar