OPTICast Yazılımı İle Döküm Endüstrisinde Kalıplama Tasarımı Optimizasyonu Uygulaması

Year 2020, , 545 - 551, 15.07.2020

Murat Çolak

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.689371

Cited By: 2

Abstract

Döküm yöntemi, en eski imalat yöntemlerinden bir olup
aşamalı bir süreci kapsamaktadır. Bu süreçlerin ilki model geometrisi tasarımı
ve gerekli malzeme özelliklerini sağlayacak mühendislik alaşımı seçimidir. Bu
aşamalardan malzeme seçimi Dökümcüyü doğrudan ilgilendirmemekle birlikte,
dökümcünün asıl vazifesi belirlenen alaşım ile kalıp boşluğuna düzgün bir
şekilde doldurulabilmesinden, katılaşmanın tamamlanmasına kadar geçen sürecin
kontrolü ve sağlam parça imalatıdır. Parçaların yolluk ve besleyicilerinin
bütünleştirilmiş hali olarak adlandırılan kalıplama tasarımı özellikle karmaşık
kesitli geometriye sahip parçalarda oldukça zordur. Bu sebeple gelişen
bilgisayar teknolojilerinin döküm endüstrisine adaptasyonu sonucu kalıplama
tasarımları döküm simülasyonu adı verilen bilgisayar teknolojileri ile
modellenebilmektedir. Döküm simülasyon programları ile herhangi bir alaşımın
dolum, katılaşma ve soğuma aşamaları modellenebilmektedir. Böylece bütün
tasarım süreci bilgisayar üzerinde gerçekleştirilebilmekte, model hazırlanması,
kalıplama ve döküm için enerji, maliyet ve zaman kaybı ortadan
kaldırılabilmektedir. Özetle; deneme ve yanılma süreci bilgisayar üzerinde
yapılabilmesi sonucu belirlenen tasarıma uygun olarak ilk dökümde sağlam parça
imalatı mümkün hale gelmiştir. Günümüz yoğun rekabet ortamında, döküm
üreticilerine, parçayı sağlam imal etmenin yanı sıra, kaliteyi arttırmak,
maliyeti düşürmek ve teslimat gecikmelerini önleme konusunda kolaylık
sağlamaktadır. Özellikle üretim adetlerinin çok fazla olduğu otomotiv
endüstrisinde de dökümhaneler için bu yazılımlar başarının anahtarı haline
gelmiştir. Bu çalışmada SOLIDCAST döküm simülasyon programına bütünleşik olarak
çalışan OPTICAST modülü ile besleyici optimizasyonu uygulamalı olarak örnek bir
parça üzerinde açıklanarak, optimizasyon tekniğinin sağladığı avantajlar
değerlendirilmiştir.

Keywords

Besleyici Optimizasyonu, Döküm Simülasyonu, Kalıplama Tasarımı, OPTICAST

Application of Moulding Design Optimization in Castiıng Industry With OPTICast Software

Abstract

The casting method is one of the oldest manufacturing
methods and it is a gradual process. The first of these processes is the design
of model geometry and engineering alloy design to provide the required material
properties. Although the choice of materials from these stages is not directly
related to the foundry, the main task of the foundry man is the control of the
process from solid filling into the mold cavity with the specified alloy and
completion of solidification and production of solid parts. The molding design,
which is referred to as the integrated form of the runners and feeders of the
parts, is particularly difficult in parts with complex cross-section geometry.
The molding design, which is called the integral of the runners and feeders of
the parts is particularly difficult in parts with complex cross-section
geometry. For this reason, as a result of adaptation of the developing computer
technologies to the casting industry, molding designs can be modelled by
computer technologies called casting simulation. Filling, solidification and
cooling stages of any alloy can be modelled by casting simulation programs.
Thus, the whole design process is carried out on the computer. energy
consumption, cost and time loss for model preparation, molding and casting can
be reduced. In summary, with carrying out the trial and error process on the
computer, at the first casting,   it has
become possible to manufacture accurate solid parts. In today's intensely
competitive environment, in addition to the sound manufacturing of the parts to
the casting producers, it is also easier to increase the quality, reduce the
cost and prevent delivery delays. Especially in the automotive industry where the
production quantities are very high, these software have become the key to
success for the foundries. In this study, by using OPTICAST module which is
integrated with SOLIDCAST casting simulation program, nutritional optimization
has been explained on a sample piece and advantages of optimization technique
have been evaluated.

Keywords

Feeder Optimization, Casting Simulation, Mold Design, OPTICAST

References

• Akar, M. (2018). Döküm Hatalarının Önlenmesi için Tasarım Yöntemleri, Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tezsiz Yüksek Dönem Projesi.
• Arda, İ. ve Kayıkcı, R. (2006) Döküm Simülasyonu Nedir? Ne Değildir? Metal Dünyası, Mart.
• Campbell, J., Casting, Heinemann Ltd, Oxford, 1991.
• Chvorinov, N.,(1940). Theory of Solidification of Castings, Giesserei, 27, 177- 225.
• Çolak, M. ve. Kayıkcı, R., (2009). Döküm Simülasyon Programları Üzerine Genel Bir Değerlendirme, Metal Dünyası, Sayı 190, Mart.
• Çolak, M., Arslan, İ. ve Gavgalı, E., (2018). ‘‘Gri Dökme Demirlerin Katılaşma Modellemesi ve Gerçek Dökümler İle Karşılaştırması’’, Engineering Sciences (NWSAENS), 13(4):280-290.
• Franssman, H., (2007). Hızlı ve Dogru Yolluk ve Besleyici Dizaynı için Döküm Simülasyon Programlarının Pratik Kullanımı, Metal Dünyası, 164, 30-31.
• Guleyupoglu, S., (1997). Casting Process Design Guidelines, AFS Transactions, 83, 869-876.
• Hsu, F.Y., Jolly, M.R. and Campbell, J., (2006). Vortex-Gate Design for Gravity Casting, International Journal of Cast Metals Research, Vol 19,No 1, 38-46.
• Kara, A., Çubuklusu, H.E., Topçuoğlu, Ö.Y., Çe, Ö.B., Aybars, U., Kalender, C. (2017). ‘‘Alüminyum Alaşımlı Jantların Tasarım ve Ağırlık Optimizasyonu’’, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23 (8), 957-962.
• Kahraman, H. (2013). ‘‘Dökümlerde Besleyici İşlevinin Süreç Benzeşimi ile Kontrolü’’, Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi.
• Kayıkcı, R., (2008). Büyük kütleli Bir Çelik Parçanın Dökümünde Klasik ve Bilgisayar Destekli Mühendislik Yöntemlerinin Karşılaştırılması, Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 23, No 2.
• Kayıkcı, R. ve Akar, N., (2007). “Farklı Kesit Kalınlıklarına Sahip Büyük Hacimli Bir Çelik Dökümünün Simülasyon Teknikleriyle Tasarlanması” Politeknik Dergisi, 10-4, 214-227.
• Kayıkcı, R. ve Çolak, M., (2009) Kuma Dökülen Etial160 Alüminyum Alaşımında Tane İnceltmenin Beslenebilirlik Üzerine Etkisinin İncelenmesi, 5th. International Advanced Technologies Symposium, May.
• Koru, M., Serçe, O. (2015). ‘‘Yüksek Basınçlı Döküm Prosesinde Enjeksiyon Parametrelerine Bağlı Olarak Döküm Simülasyonu’’, Cumhuriyet Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi (CFD), 36, (5), 1300-1949.
• Özaydın, O., Armakan E., Özdemir, K. (2018). ‘‘Jant Kolu Arkası Boşluğunun Parametrik Tasarımı ve Optimizasyonu’’ 10.Uluslararası Döküm Kongresi 25-27 Ekim, İstanbul, Türkiye.
• Ransing, R.S.(2004). Review of Optimization Methods for Casting Simulation, JOM, 56(11), 250-253.
• SOLIDCast Training Course Workbook Version 8.2.5, 2016
• Stefanescu, D.M., (2005). Computer Simulation of Shrinkage Related Defects in Metal Castings - Review, International Journal of Cast Metals Research,vol 18, no 3, 129-145.
• URL-1, http://www.finitesolutions.com/ (Aralık 2019).