Referanslar

Son yıllarda özellikle otomotiv endüstrisinin her geçen gün artan kalite beklentileri dökümhaneler üzerindeki baskıyı attırmakta ve maliyet azaltma çalışmaları üzerinde daha fazla yoğunlaşılmasına neden olmaktadır. Bu alanda döküm prosesindeki en maliyetli ikinci kalemi oluşturan proses çevrim süreleri üzerinde yapılan çalışmalar büyük önem arz etmektedir. Çek Cumhuriyeti’nde bulunan BENEŠ a LÁT dökümhanesinde üretim prosesini optimize etme hedefiyle, alçak basınç kalıplarındaki soğutma sistemleri üzerinde MAGMASOFT® ile bir proje yapılmasına karar verildi ve simülasyonlar sonucunda hayata geçirilen değişiklikler çevrim sürelerinin gözle görülür oranda azaltılmasını sağladı.

BENEŠ a LÁT mühendisleri yüksek maliyetli ve uzun süre alan eski tip deneme yanılma çalışmaları yerine bu projede daha öngörülebilir bir optimizasyon metodu kullanmaya karar verdiler. Bu amaçla, bağımsız soğutma kanallarının proses parametrelerine göre (soğuma süresi ve soğutucu madde akışkanlığı gibi) verimliliklerinin irdelenmesinde ve optimum değerlerin tespitinde MAGMASOFT® sanal deney tasarımından faydalanıldı.

Proses çevrim sürelerinin azaltılması projesinde; doğru proses parametrelerinin belirlenmesi kadar elde edilen döküm parçaların kalitesinin sürdürülebilirliği de en az projenin hedefi kadar büyük bir öneme sahipti.

İlk olarak, seri üretimde kullanılan proses parametrelerinin geçerliliğini kontrol etmek amacıyla orijinal proses koşullarında bir analiz gerçekleştirildi. Bu analiz sonucunda parametrelerin ve parçanın kalıptan ayırılmasına kadar geçen sürenin çok dar aralıklarda hesaplandığı kalıbın ısı dengesini değiştirmeden çevrim süresini kısaltmanın mümkün olmadığı tespit edildi. Bu tasarımda kalıbın kapatılma süresi 460 saniyeyi bulmakta idi.

Figür 1’de gösterilmiş olan soğutma kanalı geometrileri MAGMASOFT® sanal deney tasarımı ile mümkün olan tüm değişik kombinasyonlarda tekrar irdelendi ve her kombinasyonda alt ve üst devrelerin verimliliği test edildi.

Analizlerin akabinde MAGMASOFT® ^, çevrim süresini en az 150 saniye azaltma ve döküm parçanın iç yapı özelliklerinin korunması koşullarına göre tüm kombinasyonların istatistiki bir değerlendirmesini çıkardı.

Birbirinden bağımsız parametrelerin belirlenen kriterler üzerindeki etkileri sanal analiz korelasyon matrisinde (Figür 2) detaylı olarak incelenerek çevrim süresinin azaltılması için en uygun çözümün soğutucu madde akışının arttırılması olduğu belirlendi. Buna ek olarak, analiz sonuçlarına göre üst kanallardaki akış artışının (50 litre/saat değerine kadar) parça yapısında mikroporozitelerin azaltılmasına olumlu katkı yaptığı tespit edildi. Daha yüksek akış debilerinde ise mikroporozitenin yeniden artış gösterdiği görüldü. Alt kalıptaki soğutma devrelerinde ise alt kanalın kullanılmadığı ve akış debisinin minimum 20 litre/saat olduğu koşulların çevrim süresini azaltıcı etki yaptığı tespit edildi. Buna karşın, alt kanalın aktif kullanımının çevrim süresini azaltmada olumlu etki yaptığı ancak parçadaki mikroporozite oranında artışa neden olduğu açıkça görüldü (Figür 3). Dolayısıyla, alt kanal uygulamasına son verilmesine karar verildi.

Sonuç olarak, orijinal tasarım göz önüne alındığında yeni tasarımda sadece üst soğutma kanallarının kullanılması kararı alındı. Ayrıca, çevrim süresinde hedeflenen 150 saniyelik kısalmanın garanti altına alınması için de 50 litre/saat akış debisi ile çalışılması tüm ekip tarafından bir diğer parametre olarak belirlendi.

Sanal optimizasyon sonuçlarının seri üretimde doğrulanması sonrasında MAGMASOFT®’un giriş parametrelerini değerlendirmede ne kadar tutarlığı olduğu ve kullancılarına her durumda en optimum çözümü sunduğu bir kez daha kanıtlanmış oldu. Söz konusu değişiklikler sonucunda proses çevrim süresinin yaklaşık %10 oranında azaldığı tespit edildi. Ayrıca, nihai ürün kalitesinin sürdürülebilirliği hususunda proses parametrelerinde ek bir değişiklik yapılmasına gerek kalmaması ve optimum üretim koşullarının devamlılığı işletme için önemli avantajlardan biri olarak göze çarptı.

BENEŠ A LÁT dökümhanesi için, MAGMASOFT® ile gerçekleştirilen bu proje döküm simülasyonunun sadece döküm hatalarının öngörülmesi ve çözümünde değil aynı zamanda seri üretime geçilmeden önce proses parametrelerinin optimizasyonunda da önemli bir kılavuz olduğunun altını çizdi.