Vaka Analizleri

İnşaat ve madencilik sektöründe faaliyet gösteren bir Japon makine üreticisinin Endonezya'daki çelik dökümhanesinde, önemli bir projedeki rulman yuvası parçasında kalite problemleri ortaya çıkıyordu. Japonya tarafında sadık bir MAGMASOFT® kullanıcısı olan imalatçı firma çelik döküm parçadaki bu sorunun nedeninin belirlenmesi ve çözülmesi konusunda yardım için MAGMA Singapur'a danışmaya karar verdi. MAGMA'nın Asya Pasifik bölgesi merkezi olan MAGMA Singapur, lisans ve eğitim programlarıyla birlikte mühendislik hizmetleri aracılığıyla çeşitli döküm hatalarını hızla çözme konusunda da derin bir bilgi birikimine sahip ve sektörde bu şekilde biliniyor.

Tesiste bir süredir üretilen rulman yatağındaki kusur parçanın reddine yol açmamasına rağmen parçanın kaynak metoduyla tamiri için çok fazla miktarda maliyet ve zaman kaybı oluşturmaktaydı. Sorunu geleneksel deneme yanılma yoluyla çözmeye yönelik birkaç girişimin başarılı olmaması sonrasında MAGMA mühendisleriyle görüşmeler yapıldı. Yapılan fikir alışverişleri sonrasında kaynak ile tamir yönteminin uzun vadede karlı bir seçenek olmaması dolayısıyla simülasyon çalışması yapılmasına karar verildi.

Rulman yatağı parçası simülasyonunun ilk turunda, her iki tarafın da optimizasyon projesinin amacını net bir şekilde anlayabilmesi için döküm hatasının temel nedeni analiz edilmeye çalışıldı. Simülasyon sonucunda, döküm hatasının başlangıçta düşünülenin aksine çekinti porozitesi yerine reoksidasyon inklüzyonu (Figür 1) ile ilişkili olduğu ortaya çıktı. MAGMASOFT®'un reoksidasyon inklüzyonlarını tahmin etmedeki benzersiz yeteneği ve bu alandaki tek döküm simülasyon yazılımı olma özelliği bir kez daha üstün MAGMA yaklaşımını öne çıkardı.

Optimizasyon projesinin artık net bir amacı vardı: reoksidasyon inklüzyonlarını azaltmak. Olası tasarım değişiklikleri ve kısıtlamalar tartışıldı ve son olarak uygulanmasına karar verilen 3 farklı değişiklik belirlendi: soğutucu kullanımı, farklı yolluk tasarımı ve ek işleme payı. (Figür 2: Model örnekleri)

Soğutucu, döküm hatasının asıl nedeni olmamasına rağmen, merkez hattındaki mikro porozite olarak da bilinen çekintiyi azaltmak üzere eklendi. Hem yolluk modifikasyonları hem de ek işleme payı ise reoksidasyon sorununu ortadan kaldırmayı amaçlayan değişiklikler olarak tanımlandı.

3 yeni versiyonu hesaplamak yerine, MAGMASOFT® otonom mühendislik teknolojisi kullanılarak sanal bir Deney Dizaynı (DoE) hazırlandı. Yukarıdaki 3 değişkenin birleşiminden yola çıkılarak toplam 8 farklı tasarım oluşturuldu.

Sanal Deney Dizaynında hesaplanacak daha fazla tasarım olmasına rağmen, bu yöntemle ilerlemenin önemli bir avantajı bulunuyordu: değişkenler (girdiler) ve döküm hatası (hedef) arasındaki ilişkiyi belirlemek.

Başka bir deyişle, Sanal Deney Dizaynı neden-sonuç ilişkilerini bulmak için kullanıldı. Buradaki dizaynın hedefleri reoksidasyon inklüzyonları (İnklüzyon Alanı), dolum sırasındaki türbülans (Pürüzsüz Doldurma) ve merkez çizgisindeki çekinti (Mikro porozite).

Sanal DoE için hesaplama yaklaşık 48 saat sürdü ve genel bakış tablosuna (Figür 3) bakıldığında tasarım 5, her 3 hedefin tümü için en iyi uzlaşma olarak belirlendi. 5 numaralı tasarım, İnklüzyon Alanı ve Düzdün Dolum (Smooth Filling) için en iyi sonucu vermese de, aradaki fark ihmal edilebilir düzeydeydi.