DKP37 Sheet’s Rolling Incremental Forming (TPIF_RL) Process Optimization by Taguchi and Response Surface Method

Year 2019, Volume: 7 Issue: 1, 201 - 214, 31.01.2019

Ömer Seçgin , İbrahim Özsert

https://doi.org/10.29130/dubited.432595

Abstract

The incremental forming method is a rapid and inexpensive prototype manufacturing method which is used in the manufacturing industry. This method has a wide usage potential in various industrial fields. In this study; formability of DKP37 sheet was investigated by the TPIF_RL method. The forming force and surface roughness were investigated. Interactions of the parameters have been researched. Optimum forming parameters have been determined. The optimum levels of the test factors for the forming force are: Pressure 9 bar, Feedrate 1500 mm/min, Increment 0.25 mm, Forming Tool Diameter 5 mm. For surface roughness, the optimum levels of the test factors are; Pressure 2 bar, Feedrate 500 mm/min, Increment 0.25 mm, Forming Tool Diameter 15 mm. Quadratic estimation equations for both forming force and surface roughness were established. It has been seen that the forming tool diameter greatly influences the forming force.

Keywords

DKP 37, Incremental Forming, Surface roughness, Forming Force

DKP37 Sacının Kayar Artımlı Şekillendirme (TPIF_RL) Yöntemiyle Şekillendirme İşleminin Taguchi ve Cevap Yüzey Metodu ile Optimizasyonu

Abstract

Artımlı şekillendirme yöntemi metal endüstrisinde kullanılan hızlı ve ucuz bir prototip üretim yöntemidir. Bu
yöntem değişik endüstri alanlarında geniş bir kullanım potansiyeline sahiptir. Bu çalışmada; DKP37 sacının
TPIF_RL metoduyla şekillendirilebilirliği araştırılmıştır. Çalışma kapsamında, şekillendirme esnasında oluşan
şekillendirme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğü incelenmiştir. Parametrelerin etkileşimleri incelenerek, optimum
şekillendirme parametreleri belirlenmiştir. Şekillendirme kuvveti için deney faktörlerinin optimum seviyeleri;
Basınç 9 bar, İlerleme 1500 mm/dak, Artım Miktarı 0,25 mm, Form Takımı Çapı 5 mm olarak belirlenmiştir.
Yüzey pürüzlülüğü için ise deney faktörlerinin optimum seviyeleri; Basınç 2 bar, İlerleme 500 mm/dak, Artım
Miktarı 0,25 mm, Form Takımı Çapı 15 mm. Hem şekillendirme kuvveti hem de yüzey pürüzlülüğü için ikinci
dereceden tahmin denklemleri oluşturulmuştur. Form takımı çapının değişimi şekillendirme kuvvetini büyük
ölçüde etkilediği görülmüştür.

Keywords

DKP 37, Artımlı Şekillendirme, Yüzey Pürüzlülüğü, Şekillendirme Kuvveti

References

• [1] Ö. Seçgin, E. Ata, ve İ. Özsert, “İmalat Endüstrisinde Kullanılan Artımlı Şekillendirme Yönteminin Sonlu Elemanlar Analizinde Takımyolu Tanımlama İçin Yeni Bir Yaklaşım”, International Conference on Automotive Technologies (OTEKON 2018), Bursa, ss. 1219–1225, 2018.
• [2] A. C. Reddy, “Experimental and Numerical Studies on Formability of Stainless Steel 304 in Incremental Sheet Metal Forming of Elliptical Cups”, International Journal of Scientific & Engineering Research, vol. 8, no. 1, pp. 971–976, 2017.
• [3] E. Malyer, “The Influence of Toolpath Strategy on Geometric Accuracy in Incremental Forming”, Key Engineering Materials, vol. 554–557, ss. 1351–1361, 2013.
• [4] M. Sbayti, A. Ghiotti, R. Bahloul, H. Belhadjsalah, and S. Bruschi, “Finite Element Analysis of hot Single Point Incremental forming of hip prostheses”, MATEC Web of Conferences, NUMIFORM 2016, 2016.
• [5] B. Lu, J. Cao, and H. Ou, “Theoretical and numerical analysis of incremental sheet forming by using high pressure water jet”, ASME 2011 International Manufacturing Science and Engineering Conference, MSEC 2011, vol. 1, 2011.
• [6] N. Devarajan, G. Sivaswamy, R. Bhattacharya, D. P. Heck, and M. A. Siddiq, “Complex incremental sheet forming using back die support on aluminium 2024, 5083 and 7075 alloys”, Procedia Engineering, vol. 81, pp. 2298–2304, 2014.
• [7] F. Kara ve B. Öztürk, “Comparison and optimization of PVD and CVD method on surface roughness and flank wear in hard-machining of DIN 1.2738 mold steel”, Sensor Review, 2018.
• [8] C. Özek and V. Taşdemir, “Modelling Of Surface Roughness With Variance Analysis In Turning Of Aisi 304 Austenitic Stainless Steel”, Technological Applied Sciences, sayı November 2008, pp. 305–314, 2009.
• [9] T. Kıvak, G. Samtaş, and A. Çiçek, “Taguchi method based optimisation of drilling parameters in drilling of AISI 316 steel with PVD monolayer and multilayer”, Measurement, vol. 45, pp. 1547–1557, 2012.
• [10] N. Şen, “DP600 Malzemenin Şekillendirilmesinde Değişken Baskı Plakası Kuvveti Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Araştırılması”, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, c. 6, ss. 1295–1304, 2018.
• [11] M. Altuğ, M. Erdem, C. Ozay, and O. Bozkır, “Surface roughness of Ti6Al4V after heat treatment evaluated by artificial neural networks”, Materials Testing, vol. 58, no 3, pp. 189–199, 2016.
• [12] P. B. Uttarwar, S. K. Raini, and D. S. Malwad, “Optimization of process parameter on Surface Roughness ( Ra ) and Wall Thickness on SPIF using Taguchi method”, International Research Journal of Engineering and Technology, vol. 2, no. 9, pp. 781–784, 2015.
• [13] T. Kıvak, G. Samtas, and A. Çiçek, “Taguchi method based optimisation of drilling parameters in drilling of AISI 316 steel with PVD monolayer and multilayer coated HSS drills”, Measurement, vol. 45, pp. 1547–1557, 2012.
• [14] Ö. Seçgin, B. Boru, ve İ. Özsert, “Yayımlanmamış Araştırma”. Sakarya Universitesi, 2017.
• [15] M. Koyunbakan ve A. Ünüvar, “Frezelemede Sertliğin Kesme Kuvvetlerine Etkisinin İncelenmesi Ve Cevap Yüzey Metodu Kullanılarak Modellenmesi”, 3. Ulusal Tasarım İmalat ve Analiz Kongresi, Balıkesir, ss. 456–465, 2012.
• [16] E. Kilickap, A. Yardimeden, and Y. H. Çelik, “Mathematical Modelling and Optimization of Cutting Force, Tool Wear and Surface Roughness by Using Artificial Neural Network and Response Surface Methodology in Milling of Ti-6242S”, Applied Sciences, vol. 7, no. 10, pp. 1064, 2017.
• [17] E. Çiftçi ve S. Aktaş, “Hasta Memnuniyetine Yanıt Yüzeyi Yaklaşımı”, Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, c. 2, s. 4, ss. 128–135, 2015.
• [18] A. İ. Boyacı, K. Baynal, ve Y. Özdin, “Sabun Üretim Prosesinin Cevap Yüzeyi Yöntemi ve İstenebilirlik Fonksiyonu Yaklaşımı ile Optimizasyonu, 5th International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science (ISITES2017 Baku - Azerbaijan) , c. 2017, sayı September, 2017.
• [19] A. R. Motorcu, E. Ekici, and A. Kuş, “Investigation of the WEDM of Al / B 4 C / Gr reinforced hybrid composites using the Taguchi method and response surface methodology”, Science and Engineering of Composite Materials, 2015.