YÜKSEK BASINÇLI DÖKÜM PROSESİNDE, FARKLI YOLLUK TİPİ VE VAKUM UYGULAMASININ SİMÜLASYONU

Yıl 2014, Cilt: 6 Sayı: 3, 1 - 13, 01.09.2014

Murat Koru Orhan Serçe

Öz

Bu çalışmada yüksek basınçlı döküm prosesinde yolluk dizaynı ve vakum uygulamasına bağlı olarak optimum ürün elde edilmesine yönelik döküm simülasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir. Enjeksiyon ürünü geometrisine uygun yolluk ve vakum tahliye sistemi tasarımı yapılmıştır. Vulcan simülasyon programı ile katılaşma analizi, dolum analizi, sıcaklık dağılımı, soğuk birleşme noktaları, son hava miktarı ve makro-mikro porozite simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçlarına bağlı yolluk ve vakum tahliye mekanizması güncellenmiştir. İki farklı yolluk ve vakum tahliye sistemi için yapılan simülasyon sonuçları incelenerek birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Simülasyon sonuçları ile basınçlı döküm prosesi esnasında oluşabilecek kusurlu parça üretimi ve yanlış kalıp tasarımının önüne geçilmesi ve parça başı üretim maliyetlerinin azaltılması mümkün olabilecektir.

Anahtar Kelimeler

Yüksek basınçlı döküm, Kalıp, Yolluk, Vakum uygulaması, Simülasyon

THE SIMULATION OF DIFFERENT RUNNER TYPE AND VACUUM APPLICATION IN HIGH PRESSURE DIE CASTING PROCESS

Öz

In this study, casting simulation processes in high pressure die casting by depending upon runner design and vacuum application are performed in order to reach optimal products. Therefore, as convenient to the geometry of the injection product, runner and vacuum evacuation system design are also carried out. In addition, by using Vulcan simulation software, solidification analysis, filling analysis, heat distribution, front meeting points and last air amount are simulated as well as simulations of macro-micro porosities. As a result of simulation outcomes, runner and vacuum evacuation mechanism are updated. Moreover, simulation outcomes for two different runner and vacuum releases are evaluated and compared with each other. By the way of this type simulation given in this study, defective material productions at the time of casting processes and inaccurate mold design will be prevented. Furthermore, Production costs will be able to decrease.

Anahtar Kelimeler

High pressure die casting, Mold, Runner, Vacuum application, Simulation

Kaynakça

• Aksoylu, B., Ensari, M.C. (2005). Basınçlı (Enjeksiyon) dökümde vakum uygulaması. Metal Dünyası, 148, 143-147.
• Arda, İ., Kayıkcı, R. (2006). Döküm simülasyonu nedir? Ne değildir? Metal Dünyası, 154, 148.
• Boydak, Ö., (2007). An Experimental and a numerical investigation of a high pressure die casting aluminium alloy. Boğaziçi Ü., Graduate program in mechanical engineering, Degree of Master, 121 s., İstanbul. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=7d53ed97e31a8bd39defac1ccce0a71 b7e6db6923364ce259a3545a97fbd2f0f31436e188bc12558def74659f5d)
• Çolak, M., Kayıkcı, R. (2005). Döküm simülasyon programları üzerine bir değerlendirme. Metal Dünyası, 189, 2-4.
• (http://malzemebilimi.net/forum/index.php?action=dlattach;topic=730.0;attach=85) Doehler, H.H. (1974). Basınçlı Döküm. Çeviren, Bayvas, M.Ş., Mesleki ve Teknik Öğretim
• Kitapları, Etüd Ve Programlama Dairesi Yayınları No:80, Erkek Teknik Yüksek Öğretmen Okulu Matbaası, 514s, Ankara. Flender, E., Hartmann, G. (2008). Modeling and simulation in high pressure die casting.
• Metalworld, 10-17. (http://www.metalworld.co.in/coverstroy1008.pdf)
• Gözen A., (2007). Basınçlı döküm kalıplarında yolluk sistemlerinin tasarımı ve simülasyonunun incelenmesi. Yıldız teknik Üniversitesi, Fen bilimleri enstitüsü, makine müh.
• Anabilim dalı, 107 s., İstanbul. (https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=7d53ed97e31a8bd32ee4d7d6ed88a ff4011690b80fe6635941386add04e575b95c89e2da59c9f2d612249d490)
• Huang, Y. J., Hu, B. H., Pinwill, I., Zhou, W., Taplin, D.M.R., 2000. Effect of process settings on the porosity levels of AM60B magnesium die castings. Materials and Manufacturing Process, Vol. 15, No:1, pp 97-105.
• (http://www.ntu.edu.sg/home/mwzhou/Papers/Huang%20et%20al%202000%20- %20Mg%20die%20casting%20process.pdf)
• Imwinkelried, T., Homberger, H. (2001). Mould fill simulation to improve the quality of a component. Magnesium Industry, 39-43. (http://www.esi- group.com/sites/default/files/resource/publication/1619/fmouldfillsimulation.pdf)
• İpek, O., Koru, M. (2010). Yüksek basınçlı döküm prosesinde kalıp sıcaklığına bağlı olarak döküm-kalıp ara yüzeyinde oluşan termal temas direncinin belirlenmesi. Isı Bilimi ve Tekniği
• Dergisi, 31, 1, 45-57. (http://www.tibtd.org.tr/2011-1/45-57.pdf)
• Jin, C.K., Kang, C.G. (2011). Fabrication process analysis and exprimental verification for aluminum bipolar plates in fuel cells by vacuum die-casting. Journal of Power Source, 196, 8249.(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775311010998)
• Jin, C.K., Kang, C.G. (2012). Fabrication by vacuum die casting and simulation of aluminum bipolar plates with micro-channels on both sides for proton exchange membrane (PEM) fuel cells. International Journal of Hydrogen Energy. 32, 1661
• (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319911024116)
• Kim, E.S., Lee, K.H., Moon, Y.H., (2000) A feasibility study of the partial squeeze and vacuum die casting process. Journal of Materials Processing Technology. 105, 42-48.
• (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013600005574)
• Koru, M., (2009). Basınçlı Döküm Yönteminde Al-Si (A413) Alaşımının Termal ve Dinamik
• Parametrelere Bağlı Olarak Ara Yüzey Isı Transfer Katsayısının Deneysel ve Teorik İncelenmesi. S.D.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 2009, 157 s., Isparta.
• (https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=7d53ed97e31a8bd312163230c4641 fd620e8098e7a29d4d825f054c3fbb5e83f50e6bfebb6d64c)
• Marques, M.J. (2006). CAE Techniques for casting optimization. Instituto de Engenharia
• Mecanica e Gestao Industrial. (http://www.esi-group.com/sites/default/files/resource/publication/1617/finegi-ans.pdf)
• Nahed, A., El-Mahallawy, N.A., Taha, M.A., Pokora, E., Klein, F., 1998. On the influence of process variables on the thermal conditions and properties of high pressure die-cast magnesium alloys. Journal of Materials Processing Technology, 73, 125-138.
• (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013697002215)
• Papia, J.P. (1994). Contact heat transfer coefficient in aluminum alloy die casting: an experimental and numerical investigation. Ph.D. Thesis, The Ohio State University, 285p.
• Savaş, Ö., Kayıkcı, R., Cüceloğlu, E. (2005). Alüminyum-Silisyum alaşımlarının dökümünde mikro porozite probleminin incelenmesi. Metal Dünyası, 144, 119-123.
• Seo, P.K., Kim, D.U., Kang, C.G., 2007a. The effect of the gate shape on the micro structural characteristic of the grain size of Al–Si alloy in the semi-solid die casting process. Materials
• Science and Engineering, A445-446, 20-30. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921509306012172)
• Seo, P.K., Kim, H.C., Kang, C.G., 2007b. Numerical integration design process to development of suspension parts by semi-solid die casting process. Journal of Materials
• Processing Technology, 183, 18-32. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013606007898)
• Uludağ., A., (2007) Basınçlı döküm yönteminde kalıp sistem tasarımı ve simülasyon analizi.,
• Yıldız teknik Üniversitesi, Fen bilimleri enstitüsü, makine müh. Anabilim dalı, 91 s., İstanbul. (https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=7d53ed97e31a8bd32ee4d7d6d88a2 f2439f3703800d5d7eb7215a66e08622ef68387da0845c3)
• Vinarcık, J.E. (2003). High Integrity Die Casting Processes. John Wiley&Sons, 223p, New York.
• Yan, H., Zhuang, W., Hu, Y., Zhang, Q., Jin, H. (2007). Numerical simulation of AZ91D alloy automobile plug in pressure die casting process. Journal of Materials Processing Technology, 187-188, 349-353.
• (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013606010296)
• Yüksel, S., Göloğlu C. (2009). Metal enjeksiyon kalıplamada yolluk tasarımı sistematiği. 5.
• Uluslar arası İleri Teknolojiler Sempozyumu, Karabük Üniversitesi, Karabük. (http://iats09.karabuk.edu.tr/press/bildiriler_pdf/IATS09_05-07_1503.pdf)