In this study, carbon emission rates during hard turning of AISI 4140 steel alloy, which is widely preferred in the industry due to its high mechanical properties, were investigated. In this context, firstly, Finite Element Method (FEM) simulations were performed with different cutting speed, feed and cutting depth parameters for turning operations. The total carbon emission values were calculated by using the cutting forces and other carbon emission components obtained from the FEM simulations. Then, the carbon emission model was established by Analysis of Variance (ANOVA) and regression analysis. As a result, the lowest carbon emission amount was obtained at 100 m/min cutting speed, 0.3 mm/rev feed rate and 1.5 mm cutting depth. The most effective cutting parameter on carbon emission was found to be cutting speed with a rate of 37.58%. In addition, about 51% of the total carbon emission amount was found to be waste chips and about 41% was found to be carbon emission components from the workpiece.
This study was presented as a full text paper at the 12th International Congress on Machining (UTIS 2024) held between 1-3 November 2024.
Bu çalışmada, yüksek mekanik özellikleri sebebiyle endüstride yaygın tercih edilen AISI 4140 çelik alaşımın sert tornalanma sürecinde karbon emisyon miktarları araştırılmıştır. Bu kapsamda, ilk olarak farklı kesme hızı, ilerleme ve kesme derinliği parametreleri ile tornalama sonlu elamanlar metodu (FEM) ile simülasyonları yapılmıştır. FEM simülasyonları sonucunda elde edilen kesme güçleri ve diğer karbon emisyon faktörleri kullanılarak toplam karbon emisyon değerleri hesaplanmıştır. Sonrasında, Varyans analizi (ANOVA) ve regresyon analizleri ile karbon emisyon modeli kurulmuştur. Sonuç olarak, en düşük karbon emisyon miktarı 100 m/dk kesme hızı, 0.3 mm/dev ilerleme ve 1.5 mm kesme derinliği parametrelerinde elde edilmiştir. Karbon emisyon üzerindeki en etkili kesme parametresi, %37,58 oranla kesme hızı olduğu anlaşılmıştır. Ek olarak, toplam karbon emisyon miktarının yaklaşık %51’inin atık talaş ve yaklaşık %41’inin iş malzemesi kaynaklı karbon emisyon bileşenlerinin oluşturduğu görülmüştür.
Talaşlı imalat Sert tornalama AISI 4140 FEM ANOVA Karbon emisyonu
Bu çalışma, 1-3 Kasım 2024 tarihleri arasında gerçekleşen 12. Uluslararası Talaşlı İmalat Sempozyumu’nda (UTIS 2024) tam metin tebliğ olarak sunulmuştur.
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Makine Mühendisliği (Diğer) |
Bölüm | Araştırma, Geliştirme ve Uygulama Makaleleri |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 3 Ekim 2025 |
Gönderilme Tarihi | 12 Şubat 2025 |
Kabul Tarihi | 8 Nisan 2025 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Sayı: UTIS 2024 |