Analysis of Quality Defects in Centrifugal Casting Using Statistical Process Control Techniques

Öz

Improving quality in manufacturing depends on identifying the causes of defects, accurately analyzing them, and implementing process improvements based on the findings. The primary objective of this study is to identify quality-related defects in a company that manufactures mill roll cylinders using the centrifugal casting process, analyze these defects through Statistical Process Control (SPC) techniques, and develop improvement actions based on the analysis results. Since numerous process parameters influence quality in casting operations, the study focuses on determining the root causes of defects by examining these parameters. A product model was selected from a company supplying the milling machinery industry, taking into account the sector’s quality requirements and customer expectations. Various statistical methods, including data classification, cause-and-effect (Ishikawa) diagrams, control charts, and regression analyses, were employed to evaluate defect data and identify the factors affecting product quality. The findings revealed that the hardness characteristics of the product constitute the most critical quality attribute influencing both product performance and customer satisfaction. Consequently, the study proposes process improvement measures aimed at maintaining hardness values within the desired specification limits. These improvements are expected to enhance process stability, reduce quality defects, and increase overall customer satisfaction.

Anahtar Kelimeler

• Casting
• Centrifugal Casting
• Improvement
• Quality
• Statistical Proses Control

Proje Numarası

1937267

Etik Beyan

The prepared article does not require ethical committee approval.

Savurma Döküm Yöntemiyle Üretilen Ürünlerde Çıkan Hataların İstatistiksel Proses Kontrol Teknikleri Kullanılarak İncelenmesi

Öz

Üretimde kalite performansının artırılması, hatalara neden olan unsurların belirlenmesi, doğru bir şekilde analiz edilmesi ve elde edilen bulgular doğrultusunda süreçlerin iyileştirilmesine bağlıdır. Bu çalışmanın temel amacı, santrifüj döküm yöntemi kullanılarak değirmen vals silindiri üreten bir işletmede ortaya çıkan kalite hatalarını tespit etmek, bu hataları İstatistiksel Proses Kontrol (İPK) teknikleri ile analiz etmek ve analiz sonuçlarına dayalı iyileştirme faaliyetleri geliştirmektir. Döküm süreçlerinde kaliteyi etkileyen çok sayıda proses parametresi bulunduğundan, çalışmada bu parametreler incelenerek kalite hatalarının kök nedenleri belirlenmeye çalışılmıştır. Değirmen makineleri sektörüne tedarik sağlayan işletmede, sektörün kalite gereksinimleri ve müşteri beklentileri dikkate alınarak bir ürün modeli seçilmiş ve hata analizleri bu ürün üzerinden gerçekleştirilmiştir. Hata verilerinin değerlendirilmesinde gruplandırma analizleri, sebep-sonuç (Ishikawa) diyagramları, kontrol grafikleri ve regresyon analizleri gibi çeşitli istatistiksel yöntemlerden yararlanılmıştır. Araştırma bulguları, ürün sertlik özelliklerinin hem ürün performansını hem de müşteri memnuniyetini etkileyen en kritik kalite karakteristiği olduğunu ortaya koymuştur. Bu doğrultuda, sertlik değerlerinin hedeflenen spesifikasyon sınırları içerisinde tutulmasını sağlayacak proses iyileştirme önerileri geliştirilmiştir. Uygulanacak iyileştirmelerin proses kararlılığını artırması, kalite hatalarını azaltması ve müşteri memnuniyetini yükseltmesi beklenmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Döküm
• İstatistiksel Proses Kontrol
• İyileştirme
• Kalite
• Savurma Döküm

Proje Numarası

1937267

Etik Beyan

Hazırlanan makalede etik kurul izni alınmasına gerek yoktur.

Kaynakça

1. Anonim (2016) Centrifugal casting, Mimoza-Marmara Üniversitesi.
2. Ataçelik Döküm (2017). Döküm sektörü hakkında ve Türkiye döküm tarihi, http://www.atacelik.com/dokumtarihi.html.
3. Campbell J (2015) Complete casting handbook, Second Edition.
4. Ergun B, Kara Y (2023). Santrifüj döküm tekniğinde karşılaşılan kalite hatalarının istatistiksel proses kontrol yöntemlerinin kullanılarak azaltılması, Yüksek Lisans Tezi, Konya Teknik Üniversitesi.
5. Akyurt İ Z, (2020). Gıda sektöründe istatistiksel proses kontrolü endüstriyel ekmek üretim tesisi uygulaması, Erzincan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 13(1), 235–257.
6. Gerald MS (1993). Statistical process control and quality improvement, MacMillan Publishing, 53.
7. Gholami M, Divandari M (2018). Interfacial phases and defects characteristics of AL/Cu-Zn bimetal produced via centrifugal casting process, Iranian Journal of Materials Science & Engineering Vol, 15, 4, December.
8. Gunara S, Kusnowo R (2019). Design and manufacture of cylindeical rings using the centrifugal casting method as an alternative to improving the quality of cast products, Dinamika Teknik Mesin, 9, 140-146.

9. Liu L, Yu M, Ma Y and Tu Y (2013). Economic and economic-statistical designs of an X control chart for two-unit series systems with condition-based maintenance, European Journal of Operational Research, 226, 491–499.
10. Mohiuddin MV, Ahmed K, Hussainy SF (2020). Parameter optimization of aluminium alloy centrifugal casting using simulation technique, Journal of Mechanical and Civil Engineering, 13-20, 2020.
11. Nosir S, Tokhir K, and Anvar T (2022). Technology for obtaining high quality casting from resistance white cast iron Eurasian Journal of Engineering and Technology, 2795-7640, April, 2022.
12. Pandey S, Kumar JS (2017). Casting defects and its optimization method in centrifugal casting process, Review, 19-21.
13. Patel PR, Patel VD, Patel UJ, and Patel VP, (2021). Review of casting processes, defects and design, International Journal for Research in Engineering Application & Management,25454-9110, Oct.
14. Shamsaei M, Khafajeh R, Aghayan I (2019). Laboratory evaluation of the mechanical properties of roller compacted concrete pavement containing ceramic and coal waste powders’, Clean Technologies and Environmental Policy.
15. Zhou JX, Shen X, Yin YJ, Guo Z, Wang H (2015). Gas-liguid two phase flow modelling of incompressible fluid and experimental validation studies in vertical centrifugal casting, Materials Science and Engineering, 84.
16. Yin Y, Peng X, Xiao G, Qie X, Shen X, Wan P, Ji X and Zhou, J(2021). Experiment on fluid regime under different rotate velocity in physical simulation of titanium vertical centrifugal casting, A Version of Preprint Was Published at International Journal Of Advanced Manufacturing Technology on February 2nd. August 24th.
17. Qian, X, Zhang Y, Wang Z, Li Y and Li J (2021). Hot deformation activation energy of a 5E83 alloy prepared with centrifugal casting, Journal of Physics Conference Series 1885