Plastik Enjeksiyon Kalıplama Yöntemi ile Sac Metallerin Şekillendirilebilirliğinin İncelenmesi

Abstract

Günümüzde otomotiv, havacılık ve uzay endüstrisinde karmaşık geometriye sahip ve dar toleranslı parçaların kullanımı giderek artmıştır. Bunun yanı sıra enerji tüketimi imalat aşamasında proses seçimini etkileyen en önemli parametrelerden biri olmuştur. Bu çalışmada, endüstrinin talebini karşılayabilmek ve en az enerji tüketimiyle gerçekleştirebilmek amacıyla sac metal şekillendirme alanında oldukça sık kullanılan sıvı basıncı ile şekillendirme yöntemi incelenmiştir. Geleneksel sıvı basıncı ile şekillendirme yönteminde kullanılan yağ yerine plastik enjeksiyon makinesi yardımıyla ergitilen polimer malzeme kullanılmıştır. İstenilen formda ve tolerans aralığında maksimum şekillendirilebilirliğin sağlanabilmesi için ergiyik polimer sıcaklığı, enjeksiyon basıncı ve enjeksiyon hızı gibi proses parametreleri dikkate alınarak deneysel çalışmalar yapılmıştır. Taguchi metodu ile optimum proses parametreleri belirlenmiştir. ANOVA metodu ile de parametrelerin, şekillendirilen sacın incelmesi üzerine etkinlikleri irdelenmiştir. Şekillendirme üzerinde enjeksiyon basıncı ve ergiyik sıcaklığının  sırasıyla en etkili parametreler olduğu görülmüştür. Ayrıca şekillendirme öncesi malzemeye uygulanan ön ısıtma işleminin uygulanması ile yöntemin uygulanabilirliğinin ve performansının arttığı gözlemlenmiştir.

Keywords

• Plastik enjeksiyon kalıplama,Sac metal şekillendirme,İncelme oranı,Taguchi metodu

Investigations of Formability of Sheet Metals by Plastic Injection Molding Method

Abstract

In recent years, the usage of parts which have complex geometry and low tolerance have been gradually increased in aviation, aerospace and automotive industries. Moreover, energy consumption has became one of the most important parameter in effecting of process selection during the manufacturing. In this study, hydroforming process which has widely used in sheet metal forming was investigated to compensate the demands of industry and enable to product with minimum energy consumption. Experimental work was carried out using Al- 1050.O material. In that process, a polymer material that melted by using a injection machine was used instead of oil that was performed in conventional hydroforming process. Experimental studies were conducted taking account of the temperature of polymer, injection pressure and injection velocity to provide maximum formability in demanded form and range of tolerance. Also, Taguchi method was used to determine optimum process parameters. The ANOVA method was used to examine the effectiveness of the parameters on thinning of shaped sheet metal. Injection pressure and temperature of polymer were found to be the most effective parameters, respectively. Furthermore, it was observed that the applicability and performance of method has increased with the application of the pre-heating process on parts before forming.

Keywords

• Polymer injection molding,Sheet metal forming,Thinning ratio,Taguchi method

References

1. Moralar, A. (2015). İnce sac levhaların yüksek basınç altında (hydroforming) şekillendirilmesi. Electronic Journal of Vocational Colleges, Cilt 5, Sayı 4.
2. Van Der Aa, H., Verdier, A. ve De Wolf, H. (2003). Method and device for producing a composite product and composite product produced therewith. World Patent WO 03/057446 Al.
3. Koç, M., Ağçayazı, A. ve Carsley, J. (2011). An experimental study on robustness and process capability of the warm hydroforming process. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 133, 021008-1.
4. Lucchetta, G. ve Baesso, R. (2006). Polymer injection forming (PIF) of thin-walled sheet metal parts–preliminary experimental results. 10th Esaform Conference on Material Forming, at Zaragoza; Spain, April, 907, 1046-1051.
5. Bariani, P.F., Bruschi, S., Ghiotti, A. ve Lucchetta, G. (2007). An approach to modelling the forming process of sheet metal-polymer composites. Annals of the CIRP, 56(1).
6. Behrens, B.A., Bouguecha, A. ve Götze T. (2010). Consideration of fundamental influence parameters for the simulation of sheet-metal forming processes by means of plastic melt pressure. Mat.-wiss. u.Werkstofftech, 41(10).
7. Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing E.h. Michaeli. W. ve Maesing. R. (2010). Injection moulding and metal forming in one process step. 25th International Plastics Technology Colloquium of the Institute of Plastics Processing (IKV), at RWTH Aachen University, Germany, March.
8. Chen, M., Zhang, X., Lei, Q. ve Fu, J. (2002). Finite element analysis of forming of sheet metal blank in manufacturing metal/polymer macro-composite components via injection moulding. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 42, 375–383.

9. Altan, M., Bayraktar, M. ve Yavuz, B. (2016). Manufacturing polymer/metal macro composite structure for vibration damping. International Journal of Advanced Manufacturing Technologies, 86, 2119-2126.
10. Karaağaç, İ. ve Özdemir, A. (2009). Sıvı basıncı ile sac şekillendirme (SBŞ) yönteminin derin çekilebilirlik üzerine etkilerinin incelenmesi. 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (Iats’09), Karabük, Türkiye, 13-15 Mayıs.
11. Landgrebe, D., Krausel, V., Rautenstrauch, A., Albert, A. ve Werteim, R. 2016. Energy-efficiency in a hybrid process of sheet metal forming and polymer injection moulding. Procedia CIRP 40, 109-114.
12. Lee-Ing, T., Chao-Ton, S. ve Chung-Ho, W. (1997). The optimization of multi-response problems in the Taguchi method. International Journal of Quality&Reliability Management, 14, 367-380.