MAGMASOFT® ile Doğal Kaynakları Koruyarak Sürdürülebilir Üretime Geçiş
Brezilyalı armatür ve batarya uzmanı Docol için sürdürülebilirlik, kurumsal politikalarının ayrılmaz bir parçası. Alınan önlemler, hammadde ve enerji tüketimini azaltmanın yanı sıra çevresel etkiyi de en aza indirmeyi amaçlıyor. Şirket bu alanda çevrenin korunmasına aktif olarak katkıda bulunmak için MAGMASOFT® ile nümerik simülasyon dünyasına giriş yaptı.
Aşağıdaki örnek, sanal analizin Docol'un tek kulplu bir musluk üretiminde hurda oranını düşürmesini nasıl sağladığını gösteriyor. Şekil 1a'da, gövdesi düşük basınçlı döküm tekniğiyle bakır-çinko alaşımından dökülen armatür gövdesi görülüyor. Döküm parça üzerinde sistematik olarak arka alanda parçanın yüzeyini oldukça etkileyen sıcak yırtıklara rastlanıyor (Şekil 1c). Sıcak yırtılmalar genellikle katılaşmanın sonunda meydana gelerek tane sınırları boyunca uzanır ve taneler arasında kırılma yüzeyleri meydana getirir. Bu oluşum mekanizması genellikle bitmiş parça üzerindeki çatlağın “tırtıklı” görüntüsünden anlaşılabilir (Şekil 1d).
Docol ekibi mümkün olduğunca çabuk bir çözüm bulmak için, MAGMA ile temasa geçerek şu soruyu gündeme taşıdı: Sıcak yırtılma eğilimini etkileyen faktörleri saptamanın en uygun yolu nedir? Amaç; sakat oranını %50 oranında düşürmek ve dolayısıyla malzeme tüketimini azaltmaktı. Aynı zamanda üretimdeki teslim süresinin sistematik olarak kısaltılması hedefleniyordu.
Şekil 2'de ilk tasarımdaki durum bir çok ipucu sunuyordu: Bileşenin arka alanında hala kısmen katılaşmış ergiyik bulunurken, dışarda kalan malzeme ise tamamen katılaşmış durumda. Bu durum, plastik deformasyonlar veya çatlaklar oluşturmak için düşük gerilimlerin bile yeterli olacağına işaret etmekte. Ayrıca, tek kulplu musluğun tüm yüksekliği boyunca henüz katılaşmamış alanlarda artan gerilme oranları açıkça görülüyor (Şekil 2a ve b). Bu da sıcak yırtılma eğilimi oluşturan nedenlerden biri. (Şekil 2c).
Bu analize dayanarak Docol, geometri varyasyonlarının sıcak yırtılma eğilimi üzerindeki etkisini araştırmak için MAGMASOFT® ile bir sanal analiz seti tasarladı. Geometri parametreleri olarak giriş (kalınlık ve yarıçap) ve döküm içerisindeki et kalınlığı göz önüne alındı. Ancak, döküm ve proses parametrelerindeki değişikliklerin kritik alan içerisinde çekinti porozitesinde artışa yol açmamasını sağlamak çok önemliydi. MAGMASOFT® tarafından hesaplanan 25 farklı tasarımın değerlendirilmesi, sıcak yırtılmalar ile ilgili olarak Tasarım 20'nin en uygun seçenek olduğunu gösterdi: incelenen alanda daha düşük gerinim oranları ('Maks Ana Gerilme Oranı' / 'Max Principal Strain Rate') ve ayrıca daha düşük sıvı fraksiyonu ('Fraction Liquid') elde edilmişti. Şekil 3'te projenin orijinal ve optimize edilmiş versiyonunun sonuçları karşılaştırılıyor. Sıcak yırtılma eğilimi önemli ölçüde azalırken çekinti poroziteleri de düşük seviyede sabit kalmış görünüyor. Görev tamamlandı!
Geometri değişikliği sakat oranlarının %70 ve parça ağırlığının da %8 oranında azaltılmasını sağladı. Sağlam üretimin ve istenen kalite gerekliliklerini karşılamanın yanı sıra sürdürülebilirlik açısından başka kazanımlar da elde edildi: kum ve reçine tüketimi ve bertaraf ihtiyacı minimuma indirildi. Ayrıca su, elektrik, aşındırıcı ve gaz tüketimi önemli ölçüde azaltıldı. Görünüşe göre, doğru araçlara sahip olunduğunda doğayı korumak ve çevreye duyarlı olmak çok kolay olabiliyor.
Docol Hakkında
Docol, Brezilyalı bir armatür ve vana üreticisi. Bu segmentte uluslararası pazarda faaliyet gösteren ilk Brezilyalı şirket ve aynı zamanda su tasarrufuna yardımcı olan çözümlerin öncüsü olarak biliniyor. Şirket, 60 yıllık geçmişiyle birlikte ürünlerini beş kıtada tüketicilerle buluşturuyor.
