Referanslar

Surya TOTO mühendislik bölümü, yakın zamanda daha önce hiç denemedikleri bir döküm üretimi ile karşı karşıya kaldı. Surya TOTO bünyesinde, düşük basınçlı döküm prosesi ile bakır alaşımı tabanlı termostat bileşenleri günlük üretimin bir parçası olsa da, bu yeni model özellikle farklı ve bazı açılardan o zamana kadar ürettikleri ürünlerle karşılaştırıldığında benzersizdi.

Bu projeyi benzersiz kılan iki önemli faktör vardı. Birincisi, yeni ürün en fazla 5 bar’da basınçlı su kullanımlı ve sızdırmaz olmalıydı. İkincisi, çok ince duvarlı bölümlerle ve uzun dolum mesafeleri ile dizayn edilmişti.

İlk tasarımlar daha önceki tecrübeler ve benzer parçalar için bulunan çözüm örnekleri baz alınarak yaratıldı. Şaşırtıcı bir şekilde, görsel incelemeden sonra umut verici görünmüş olsalar da, ilk döküm parçaları yüksek red oranlarıyla sonuçlanan görece kötü bir performans sundular. Parçalar sızdırmazlık testinde ise kalite kontrolünden geçemediler. Hatanın sebebini bulmak ve problemi çözmek için Surya TOTO mühendisleri döküm prosesini MAGMA5 kullanarak analiz etti. Atölye numuneleri ile simülasyon sonuçları uyum içindeydi ve problemin çoğunluğunun kalıp doldurma prosesi ile ilgili olduğu ortaya çıktı. Ortada bir büyük ve iki yanda daha küçük iki giriş bulunduran tasarım beklenen sonuçları karşılamıyordu. Kalıp dolumu sırasında, döküm doldurmama riskini artıran bir sıcaklık düşüşü gözlendi. Dahası, zaman zaman döküm yüzeyinde bulunabilen gaz boşluklarının kaynağı kalıp dolumu sırasındaki türbülanslı ve sıçramalı dolum olabilirdi.

Orijinal tasarımda üç döküm deliği bulunuyordu: biri orta merkezde yer alan ana giriş ve kenarlardan ince cidarlı bölgeye sıcak metal taşıyan iki yan giriş. Simülasyonda elde edilen döküm sıcaklığı değerlendirmesi bu tasarımın işe yaramadığını ortaya çıkardı. Doldurma sırasında, metalin büyük bir kısmı öncelikli olarak ana yolluktan akarak kalıbın baş tarafına kadar ilerliyordu. Yan girişler ise kalıbın doldurulmasına fazla bir katkı sağlayamıyordu. Sonuç olarak, ince cidarlı bölgelerdeki metalin sıcaklığı belirgin ve fazla hızlı bir şekilde düşüyor ve döküm doldurmama riskini artırıyordu. Baskın olan merkez orta doluma ek olarak bu tasarımın başka bir problemi daha vardı. Ana yolluğun hızı fazla yüksekti ve dolum prosesi sırasında sıçramalara sebep oluyordu.

Surya TOTO mühendislik ekibi kalıp tasarımında değişiklik yapmanın bu durumu düzeltmek için gerekli olduğu sonucuna vardı. Ancak, kalıp değişikliği için gerekli kaynaklara bağlı olarak, modifikasyonların mümkün olduğu kadar küçük ve kolay uygulanabilir olması istenmişti. Varolan tasarımdan elde edilen sonuçlara göre, alttaki giriş ve dolum basınç eğrisinin değiştirilmesine karar verildi. Ancak, ana girişteki akış hızını çapı veya genişliği düşürmek suretiyle azaltmak yerine Surya TOTO mühendislik takımı girişi tamamen kaldırmaya karar verdi. Bu çözüm, eğer başarılı olursa, sadece karşılaşılan problemleri çözmekle kalmayacak, verimi artıracak ve bütün üretim prosesinin maliyet etkinliğini geliştirecekti. Yeni tasarımı test etmek ve onaylamak için, mühendisler MAGMA5’in dolum sıcaklığı ve hava basıncı sonuçlarına başvurdular. Simülasyon tabanlı optimizasyon ayrıca, metalin sıçramasını ve havanın hapsolmasını minimize etmek amacıyla, yeni dizayn için dolum basınç eğrisinin iyileştirilmesini içeriyordu.

Yeni tasarım için sonuçlar umut verici ve önemli gelişmeler göstermekteydi. İnce cidarlı bölgenin dolum sıcaklık profili, dökümün doldurmama tehlikesi bulunan bölümündeki metali sıvılaşma sıcaklığının üzerinde hata oluşma riskini ortadan kaldırmak için yeterli sürede tutarak oldukça avantaj sağladı. Ayrıca, sıçrama ve türbülans sadece yan girişlerden döküm yapılarak büyük miktarda düşürüldü. Sonuç olarak döküm boşluğu tehlikesi önemli ölçüde azaldı. Bu sonuçlara dayanarak, mühendislik takımı bu tasarımın denemeye değer ve gerçek üretim denemesi için hazır olduğuna karar verdi.

Yeni kalıp ve döküm profili ayarlarıyla üretilen dökümlerde herhangi bir hata olup olmadığı, özellikle de önceki hatalar dikkate alınarak dikkatlice incelendi. Görsel ve metalografik inceleme ve sızdırma testlerinin sonuçları olumluydu. Proses performansını belgelemek ve döküm kalitesini kesinleştirmek adına, yeni kalıp tasarımı, ‘yetersiz’den ‘çok iyi’ye 5 farklı kalite kriteriyle derecelendirilerek değerlendirildi. Bu özel derecelendirme sistemi Surya TOTO’daki tüm yeni kalıplar için uygulanan standart bir prosedür. Yeni bir kalıp, eğer genel kalite kriteri olarak ‘iyi’ derecesi aldıysa, yani talep edilen şartların günlük üretim prosesi için %80’ini karşılıyorsa, uygun olduğuna karar verilir. Termostatın yeni tasarımı için, dereceler artık talepleri karşılayarak büyük oranda yükseldi.