Üretİm sÜreÇlerİ ve sÜreÇ seÇİmİmalzememuh.cbu.edu.tr/db_images/site_117/file/5....

ÜRETİM SÜREÇLERİ

VE

SÜREÇ SEÇİMİ

İÇİNDEKİLER

• Giriş

• Süreçleri Sınıflandırma

• Şekillendirme Süreçleri

• Montaj (Birleştirme)

• Yüzey işlemleri

• Sistematik Süreç Seçimi

• Süreç Maliyetlerinin Sıralanması

• Süreç (işlem), bir malzeme için uygulanan şekillendirme,

bağlama(montaj) ya da bitirme (yüzey) metotlarından biridir.

Tasarımın başında doğru işlemi seçmek oldukça önemlidir. Aksi

taktirde süreci daha sonra değiştirmek oldukça büyük

masraflara neden olabilir.

• Tasarım gereksinimleri yani parçanın üretileceği malzeme,

boyutu, şekli, hassaslığı ve kaç tane üretileceği seçimi etkiler.

• Her süreç bir kısım nitelikler ile karakterize edilir.

• Sürecin seçimi, süreç nitelikleri ile tasarım gereksinimlerinin en

iyi şekilde uyuşmasıyla gerçekleşir.

Giriş

• Şekilde görüldüğü üzere Malzeme, Şekil ve Süreç etkileşim

içerisindedir.

Giriş

Üretim süreçlerinde özellik kontrolü

• Metaller haddeleme ve dövme ile güçlendirilir; Çeliklere

sertlik ve tokluk kazandırmak için ısıl işlem uygulanır; E

modülü ve mukavemeti arttırmak için polimerler çekilir;

Dayanım artırmak için seramikler sıcak preslenir...

• Haddeleme ve dövme, metallerin sertliğini ve dokusunu

(tekstür) değiştirir ve içerdikleri inklüzyonları hizalayarak

mukavemet ve sünekliği arttırır.

• Isıl işlem, mukavemet, süneklik ve tokluğun manipüle

edilmesine izin verir.

• Kompozitler, işlenene kadar mevcut değildir; İşlenmeden

önce, sadece polimer çorbası ve bir elyaf yığınıdır.

Malzeme özelliği ve şeklinin etkisi

• Malzeme özellikleri ve şekli proses seçimini sınırlar:

sünek malzemeler dövülebilir, haddelenebilir ve

çekilebilir; kırılgan olanlar toz yöntemleriyle

şekillendirilmelidir. Makul (düşük) sıcaklıklarda düşük

viskoziteli sıvılara eriyen malzemeler dökümle

şekillendirilebilir.

• Şekil de süreç seçimini etkileyebilir. İnce şekiller,

haddeleme veya çekme ile kolaylıkla yapılabilir, ancak

dökümle yapılamaz. İçi boş şekiller dövme ile

oluşturulamaz, ancak dökümle veya kalıplama ile

üretilebilirler.

Süreçlerin Sınıflandırılması

• Birincil şekillendirme: Döküm, kalıplama,

deformasyon, toz yöntemleri, kompozitler oluşturma

yöntemleri ve hızlı prototipleme gibi özel yöntemler.

(Şekil oluşturulur)

• İkincil süreç: Şekilleri veya özellikleri değiştirir; Burada

zaten şekillendirilmiş bir cisme özellikler ekleyen "işleme"

ve yüzey/yığın özelliklerini arttıran "ısıl işlem" uygulanır.

• Son süreç: Birleştirme, yüzey işleme veya bitirme

işlemleri gerçekleştirilir.

Süreçleri Sınıflandırma

Süreçleri Sınıflandırma • İlk satır birincil şekillendirme süreçlerini, altındaki satır talaş kaldırma ve ısıl

işlemler ikincil süreçleri ve devamında montaj ve yüzey işlemleri takip

etmektedir.


• Süreçleri daha ayrıntılı olarak düzenlemek için,

hiyerarşik bir sınıflandırmaya ihtiyacımız var. Süreç

evreninin üç ailesi vardır: şekillendirme, birleştirme ve

bitirme. Bu şekildeki şekillendirme ailesi sınıfları

göstermek üzere genişletilmiştir: döküm, deformasyon,

kalıplama ve benzeri. Bu kalıplardan bir tanesi, üyelerini

göstermek için tekrar genişletilir: ekstrüzyon, enjeksiyon

kalıplama ve benzeri.

• Bunların her biri belirli özelliklere sahiptir: ele alabileceği

malzemeler, yapabileceği şekiller, boyutları, hassasiyeti

ve optimum parti boyutu (kalıplamanın ekonomik olarak

yapabileceği birim sayısı).

Süreçleri Sınıflandırma • Süreç krallığının, şekillendirme ailesinin genişletilerek sınıflandırılması.

• Her üye belirli niteliklere göre karakterize edilir.

• Süreç seçimi bu niteliklerin tasarım gereksinimleriyle örtüşmesiyle ilgilenir.

Süreçleri Sınıflandırma • Süreç krallığının, birleştirme(montaj) ve yüzey işlemleri ailelerinin

genişletilerek sınıflandırılması.


• Daha önce olduğu gibi, her üyenin özellikleri vardır. Birincisi

birleştirilen malzemeler. Bundan sonra öznitelik listesi

şekillendirme için farklılık gösterir. Burada, bağlantının

geometrisi ve yüklenme şekli önemlidir. Bağlantının

sökülebileceği ya da sökülemeyeceği, su geçirmez olacağı,

elektriksel olarak iletken olduğu ve benzeri şartlar

bulunmaktadır.

Şekillendirme Süreçleri: Döküm

Dökümde bir sıvı bir kalıbın içine dökülür ya da kuvvetle itilir ve

orada soğuyarak katılaşır. Döküm, kalıplamadan farklı olarak

sıvının düşük viskoziteye sahip olup kalıbın içine yerçekimi ile

(kum kalıp döküm ya da hassas döküm) ya da düşük basınçlar

ile dolmasını (basınçlı döküm) kapsar.

Tek seferlik döküm kalıpları ucuzdur. Büyük parçaların dökümü

için metal kalıpları pahalı olabilir. Bu uçlar arasında bir takım

diğer döküm yöntemleri vardır: kabuklu kalıba döküm, hassas

döküm, alçı kalıp ve benzeri.

Bir dökümün toleransı ve yüzey kalitesi, kum dökümünde

kötüyken hassas kalıp dökümleri için mükemmel seviyededir.


Hassas Döküm

Kum Kalıp Döküm Basınçlı Döküm

Düşük Basınç Döküm


Döküm şekli, sıvının kolayca akıp kalıbın tüm kısımlarını

dolduracak şekilde tasarlanmalıdır.

Katılaşma sırasında katı kabuk içinde sıvı paketleri

kalmamalıdır, bunlar büzülme boşlukları yaratırlar. Mümkünse et

kalınlığı üniform olmalıdır. Girintili-çıkıntılı şekillerden kaçınılmalı

bunlar sıcak yırtılmalara neden olur.

Metal kalıba dökülürken akış türbülanslıdır, yüzey oksitlerini ve

kalıntıları içerisine alarak hapseder ve döküm kusurlarına neden

olur. Bunlar vakum veya gaz basıncı ile yönlendirilen akışın

laminer olacak şekilde sıvı metalin kalıbın altından

doldurulmasıyla önlenir.

Şekillendirme Süreçleri: Kalıplama

Kalıplamada, malzeme kalıplanırken oldukça yüksek

viskoziteye sahiptir başlıca malzemeler termoplastikler ya da

camlardır.

Sıcak ve viskoz sıvı bir kalıp içine yüksek basınç ile itilir ya da

enjekte edilir burada soğur ve katılaşır. Kalıp tekrarlanan

basınç, sıcaklık ve kalıptan parçayı ayırırken oluşan

aşınmalara dirençli olmalıdır dolayısıyla pahalıdır.

Ayrıntılı şekiller kalıplanabilir fakat bu durumda kalıp şekli ve

ayırma-sökme işlemleri karmaşık hale gelebilir.

Şekillendirme Süreçleri: Kalıplama

• Termo-şekillendirme kalıpları ucuzdur. İşlemde, ısıtılmış

bir polimer tabakasını tek parçalı kalıp üzerine

preslemek için gaz basıncı veya vakum kullanır.

• Üfleme kalıplama da, bir polimer veya cam boşluğunu

bölünmüş bir dış kalıba genişletmek için gaz basıncı

kullanır. Süt şişeleri gibi ucuz parçaların seri üretimi için

hızlı, düşük maliyetli bir işlemdir.

• Metaller gibi polimerlerde ekstrüzyonla üretilebilir;

Hemen hemen tüm çubuklar, tüpler ve diğer prizmatik

bölümler bu şekilde yapılır.

Şekillendirme Süreçleri

Üflemeli Kalıplama

Enjeksiyon kalıplama

Polimer Ekstrüzyon

Isıl biçimlendirme

Şekillendirme Süreçleri: Deformasyon

Deformasyon yöntemleri sıcak, ılık ya da soğuk (Malzemenin

erime noktasına (Tm) göre soğuk) uygulanabilir.

Ekstrüzyon, sıcak dövme ve sıcak haddeleme (T>0,55Tm)

kalıplamaya benzer fakat malzeme burada tamamen katıdır ve

bir vizkos sıvı değildir.

Yüksek sıcaklık akma dayanımını düşürür ve aynı zamanda

yeniden kristallenmeye izin verir bu durumlar biçimlendirme

basıncını düşürür.

Ilık işlem (0,35 Tm<T<0,55 Tm) Toparlanmaya izin verir fakat

yeniden kristallenme olmaz.

Soğuk dövme, haddeleme ve çekme (T<0,35 Tm) pekleşmeyi

sağlar ve nihai ürünün mukavemetini arttırır. Bunun bedeli

yüksek biçimlendirme basınçları uygulanmasıdır.


• Dövülmüş parçaların kalınlığında hızlı değişim ve keskin

radyal kıvrımlardan kaçınılmalıdır çünkü her ikisi de

yüksek bölgesel gerilimlere neden olur. Bunlar da

malzemenin yırtılmasına ya da kendi üzerine

katlanmasına kıvrılmasına neden olur.

• Metallerin sıcak dövülmesi, şeklin daha büyük

değişimlerine izin verir, ancak genellikle oksidasyon ve

çarpıklık yüzünden kötü bir yüzey ve tolerans verir.

Soğuk dövme daha hassas tolerans ve yüzey kalitesi

verir, ancak dövme basınçları daha yüksektir ve

deformasyonlar pekleşme ile sınırlandırılmıştır.


Ekstrüzyon

Dövme

Haddeleme

Savurma

Şekillendirme Süreçleri: Toz Metalurjisi

Toz Şekillendirme yöntemleriyle ince toz malzemeler presle

şekillendirildikten sonra sinterlenirler. Toz, soğuk preslenip daha

sonra sinterlenebilir (difüzyon birleşimi sağlamak için 0,8 Tm'ye

kadar ısıtılır); ısıtılmış bir kalıpta preslenebilir veya bir ince

preformda bulunan, bir hidrostatik basınç altında ("sıcak

izostatik presleme" veya "HIP") ısıtılabilir.

Ergime noktası çok yüksek olan ve deforme edilemeyecek kadar

güçlü metaller toz haline getirilebilir ve daha sonra toz

metalurjisi ile şekillendirilebilir. Hemen hemen her malzeme, toz

olarak basınç ve ısıya maruz bırakılarak şekillendirilebilir.

Bu metod küçük metal parçaları üretiminde ekonomiktir.

Kesitler üniforma yakın olmalı, çünkü toz köşelerde kolayca

akmaz. Şekil basit olmalı ve kalıptan kolayca çıkarılmalıdır.


• Seramiklerin dökülmeleri zordur ve deforme edilmeleri

imkansızdır dolayısıyla rutin olarak bu yöntemler

kullanılır.

• Slip döküm, toz süspansiyonu alçı kalıp içerisine dökülür.

Alçı kalıp suyu emer ve yarı ıslak çamur kurutulur ve

fırınlanır. Toz enjeksiyon kalıplamada bir seramik toz

polimer bağlayıcı karışımında klasik olarak kalıplanır.

Kalıplanan kısım pişirilir.


Sıcak İzostatik Presleme

Kalıp presleme ve sinterleme Toz Enjeksiyon Kalıplama

Slip (Çamur) Döküm

Şekillendirme Süreçleri: Kompozitler

Kompozit üretim yöntemleri genel olarak polimer esaslı

sürekli ya da kesilmiş fiber takviyeli kompozit üretimlerini

kapsar.

Büyük parçalar filament sargısıyla ya da karbon, cam ya da

Kevlar fiber emdirilmiş hasırların istiflenerek gerekli

kalınlığına preslenmesi ve kürlenmesi ile üretilir. Parçaların

üretimi otomatiktir fakat üretim hızı yavaştır.

Eğer parça kritik ise ultrasonik test, bütünlüğü sağlamak için

gerekebilir.


Yüksek bütünsellik vakum ya da basınç torbalı kalıplama ile

sağlanır bu yöntemlerde hava kabarcıkları sıkıştırılarak

polimerleşme öncesi uzaklaştırılır.

İstifileme metodları az sayıda yüksek performanslı, özel

hazırlanmış parçalar için uygundur.

Daha genel parçalar (tenis raketi gibi) kesilmiş fiber

kompozitlerin preslenerek ve ısıtılarak fiber içeren bir hamur

reçine şeklinde üretilir. Bu metodlar bulk molding compound

(BMC) ya da sheet molding compound (SMC) olarak bilinirler.


Vakum ve Basınç torbalı Kalıplama

Filament Sargı

Püskürtmeli yerleştirme(istifleme)

Çekmeli-sıkma (Pultrusion)

Şekillendirme Süreçleri:

Prototipleme

CAD katı modelleme yazılımları tarafından sayısal olarak

üretilen kompleks şekillerin örneklemelerine olanak sağlar.

Buradaki motivasyon bir nesnenin estetik yönünden

görünümünü sağlamaktır.

Prototip, döküm gibi geleneksel işlemler için kalıpların

yapılabildiği örnek halinde kullanılabilir. Veya karmaşık

montajlarda-karmaşık geometrinin geçerliliğini, parçaların

uygunluğunu, montajı ve erişilebilirliği doğrulamak için

kullanılır.

Şekillendirme Süreçleri:

Prototipleme

• Tüm hızlı prototipleme yöntemleri, iç oyukları, çıkıntıları

olan büyük karmaşık şekilleri oluşturabilir; ancak şu

andaki hassaslık, en iyi ihtimalle ± 0,3 mm ile sınırlıdır.

• Bu yöntemde, üç boyutlu baskı yerine katmanlar halinde

tabakalar oluşturulur ve yöntem yavaştır (tipik olarak

birim başına 4-40 saat).

• En az altı geniş sınıf vardır.


1.Şekil, tarama başlığı tarafından

ince diş macunu katmanı gibi

beslenerek oluşturulabilir (3D-

yazıcı).

2. Fotoğrafa duyarlı bir

monomerin taranan lazere bağlı

polimerizasyonu (stereo litografi

veya SLA). Her taramadan

sonra, çalışma parçası kademeli

olarak indirilir ve taze monomer

yüzeyini örtmeye başlar.

Şekillendirme Süreçleri 3. Yapışkan kağıt elemanlarının taranmış lazerle kesilmesi.

Her kağıt tabakası bir lazer ışını ile kesilir ve bir diğerine ısı ile

yapıştırılır.

4. Mikro devre üretmek için kullanılan ekran tabanlı teknoloji

(katı zemin kürleme veya SGC). Bir dizi ardışık ekran, UV

ışığına duyarlı bir monomeri polimerleştirir ve katman katman

şekli oluşturur.

5. Lazerle sinterleme (SLS), bileşenlerin doğrudan

termoplastik, metal veya seramikten imal edilmesini sağlar.

SLA'da olduğu gibi bir lazer, bir yatak parçasını tarar ve kirişin

çarptığı ince bir yüzey tabakasını sinterler. Yüzey boyunca

yeni bir parçacık katmanı süpürülür ve lazer sinterleme adımı,

üç boyutlu bir gövde oluşturarak tekrarlanır.


Kalıp modeli üretimi

Model bırakma Üç boyutlu basım

Lamine edilmiş obje üretimi

Şekillendirme Süreçleri: Talaşlı İmalat

• Metal, polimer veya seramikten yapılmış olan hemen

hemen tüm mühendislik bileşenleri imalat sırasında bazı

işlemlere tabi tutulur. Bunu mümkün kolaylaştırmak için

tasarımda simetriyi yüksek tutmak önemlidir. Simetrik

şekiller daha az işlem gerektirir.

• Metallerin işlenebilirlikleri, talaş oluşum kolaylığı,

pürüzsüz yüzey verme yeteneği ve ekonomik bir takım

ömrü verme becerisi açısından büyük farklılıklar gösterir.

Zayıf işlenebilirlik daha yüksek maliyet anlamına gelir.


• Çoğu polimer, nihai bir şekle dönüştürülür. Gerektiğinde

işlenebilir ancak düşük modülleri, talaşlı imalat işlemi

esnasında elastikiyetle sapmalar göstererek toleransı

sınırlar. Seramik ve camlar yüksek toleransta

zımparalanabilir (teleskopların aynalarını düşünün).

• Ultrasonik kesme, kimyasal öğütme ve su, kum

püskürtme, lazer ışınları ile kesim gibi uygulamalar

içeren birçok "özel" işleme tekniği vardır.


• Sac metal şekillendirme, delme, bükme ve germeyi içerir.

Delikler, tabaka kalınlığından daha küçük çapta delinemez.

• Bir tabakanın bükülebileceği minimum yarıçap,

biçimlenebilirliği, bazen tabaka kalınlığının katları cinsinden

ifade edilir. Yarıçap mümkün olduğunca büyük olmalı ve

t'den daha az yapılmamalıdır. Şekillendirilebilirlik aynı

zamanda sacın boyun vermeden ve hasara uğramadan

gerildiği veya çekildiği miktarı belirler.


• Şekillendirme sınır diyagramı daha kesin bilgiler verir:

Başarısızlığa neden olacak olan tabaka düzlemindeki ana

gerilmelerin kombinasyonunu gösterir. Parça, bu sınırı

aşmayacak şekilde tasarlanmıştır. Parlatma çoğunlukla, finiş

ve toleransı artırmak için döküm, kalıp veya toz ürünlerine

uygulanan ikincil bir işlemdir.


Elektrik boşaltımlı işleme

Tornalama ve Frezeleme Derin çekme, Delme, bükme, Germe

Su püskürtmeli kesme

Talaşlı işleme

Şekillendirme Süreçleri: Birleştirme

• Hemen hemen her malzeme yapışkanlarla birleştirilebilir,

ancak sağlam, dayanıklı bir bağ sağlanması zordur.

Cıvata, perçin, zımbalama ve sıkma rakorları polimerleri

ve metalleri birleştirmek için sıklıkla kullanılır ve

gerekirse sökülebilecek özelliklere sahiptir.

• Birleştirme proseslerinin en büyük sınıfı olan kaynak,

metalleri ve polimerleri birleştirmek için yaygın olarak

kullanılmaktadır.

• Sürtünme kaynağı ve sürtünme karıştırma kaynağı, farklı

metaller arasında bir bağ oluşturmak için sürtünmeden

kaynaklanan ısı ve deformasyona dayanır. Seramikler

kendilerine, camlara ve metallere difüzyonla

bağlanabilirler.


• Bileşenler kaynak yapılacaksa, üretildikleri malzeme

yüksek bir kaynaklanabilirlik ile karakterize edilmelidir.

• Düşük bir termal iletkenlik, düşük bir ısı girdisi ile kaynak

yapılmasını sağlar, ancak soğutma üzerinde daha büyük

çarpılmalara neden olabilir.

• Düşük termal genleşme, daha az çarpılma riski oluşturur.

• Katı çözelti, yaşlandırılmış bir alaşımdan daha iyidir,

çünkü kaynağın her iki tarafındaki ısıdan etkilenen

bölgede aşırı yaşlanma ve yumuşama meydana gelebilir.


• Kaynak her zaman iç gerilmelere neden olur. Isıl işlemle

giderilebilir, ancak bu ilave maliyet demektir, bu nedenle,

etkisini iyi bir tasarımla en aza indirgemek gerekir.

• Bunu başarmak için, kaynak yapılacak parçalar mümkün

olduğunca eşit kalınlıktan yapılır, kaynaklar gerilme veya

sapmanın en az kritik olduğu yerde bulunur ve toplam

kaynak sayısı en aza indirilir.

Montaj (Birleştirme)

metal ark kaynaklama

Yapıştırma Bağlama tutturma

Sıcak bar (çubuk) polimer kaynaklama

Mekanik özellikleri artırmak için

uygulanan son işlemler

• Taşlama, cilalama ve parlatma, hassas yüzeyleri ve

pürüzsüzlüğü artırır, özellikle rulman yüzeyleri için

önemlidir.

• Elektroliz, korozyona ve aşınmaya direnç sağlamak için

bir bileşenin yüzeyine ince bir metal katman bırakır.

• Kaplama ve boyama, büyük ölçüde dışbükey yüzeylere

sahip basit şekilli parçalar için kolaydır: Kanallar, aralıklar

ve yuvalara ulaşmak zordur.

• Eloksal, fosfatlama ve kromatlama, yüzey üzerinde oksit,

fosfat veya kromat tabakası oluşturarak aşınma direnci

kazandırır.

Yüzey işlemleri

Isıl işlem Karbürleme

Mekanik Parlatma Elektrikli kaplama

Anotlama

Mekanik özellikleri artırmak için


• Isıl işlem birçok malzeme için gerekli bir uygulamadır.

Çökelme sertleşmesi yapılan alüminyum, titanyum ve

nikel alaşımları, kontrollü bir ısıl işlemle üretilen çökeltiler

ile dayanım kazanırlar: yüksek sıcaklıktan su verme ve

daha düşük bir sıcaklıkta yaşlandırma.

• Çeliklerin sertliği ve tokluğu benzer şekilde kontrol edilir:

"östenitleme" sıcaklığından su verilerek tavlama ve

temperleme.

• Su verme; bununla bağlantılı ani termal daralma, bileşeni

çarpıtmak veya parçalamak için yeterince büyük

gerilmeler üretebilir. Gerilmeler düzgün olmayan bir

sıcaklık dağılımından kaynaklanır ve bu da bileşenin

geometrisiyle ilgilidir.

Estetik özellikleri artırmak için


• Elektrokaplama ve eloksallama.

• Organik solvent bazlı boyalar yüksek yüzey kalitesinde

dayanıklı kaplamalar verir ancak solvent çevreye zarar

verir.

• Su bazlı boyalar bunları aşar, ancak daha yavaş kurur ve

elde edilen boya filmi daha az mükemmel olur.

• Polimer toz boya ve polimer tozu püskürtme işleminde,

termoplastik-naylon, polipropilen veya polietilen filmi,

parlak renkli olabilecek koruyucu bir katman bırakarak

yüzeye bırakılır.

Estetik özellikleri artırmak için


Malzeme Özellikleri Açısından Süreçler

Özellik çizelgelerindeki malzeme kabarcıklarının derecesi, özelliklerin işlemeye tabi tutulma

derecesine ilişkin fikir verir. Alttaki çizelge, metaller için alaşımlama, ısıl işlem ve soğuk şekil

verme ile kontrol edilme derecesini göstermektedir.

Malzeme Özellikleri Açısından

Süreçler

• Kompozitlerin ve köpüklerin kabarcıklarının oldukça farklı

şekilleri, ilk özelliklerinin lif içeriğine ve yönüne bağlı

olma biçimini yansıtmaktadır.

• Polimerlerin ve elastomerlerin modül ve mukavemeti

zincir uzunluğuna ve çapraz bağlanmanın derecesine

bağlıdır, yapıların direkt olarak işleme tabi tutulması

yönleri.

• Özellikle seramiğin gücü, işlemden doğrudan etkilenen

mikroyapının bir başka yönü olan poroziteye bağlıdır.

Sistematik Süreç Seçimi

Strateji: Tasarımın diğer yönleri gibi süreç

seçimi tekrarlı bir prosedürdür.

1. İlk tekrar, bir veya daha fazla olası işlem

yolu verir.

2. Ardından, imalatı kolaylaştırmak için

tasarım mümkün olduğunca en umut verici

rotaya uyarlanacak şekilde yeniden

düşünülmelidir.

3. Son seçim, maliyet modellerinin

kullanılmasını gerektiren süreç maliyetinin

karşılaştırılmasına ve dokümantasyona

dayanmaktadır: kılavuzlar, vaka

incelemeleri ve ilgili ürünler için kullanılan

proses rotalarının örnekleri.

Dokümantasyon ayrıca, proses ve malzeme

özellikleri arasındaki bağlantının ele

alınmasında yardımcı olur.

Çeviri

• Bileşenin işlevi, malzeme ve şeklin ilk tercihini belirler.

Bu tercih, süreç seçimine de kısıtlamalar getirir:

• Teknik açıdan: seçilen süreç işe yarayabilir mi?

MALZEME VE SÜRECİN UYUMLULUĞU!!!

• Kalite açısından: seçilen süreç işi yeterince iyi yapabilir

mi?

KUSURLARI ÖNLERKEN İSTENEN HASSASİYETE,

YÜZEY ÖZELLİKLERİNE VE NİTELİK PROFİLLERİNE

ERİŞMEK!!!

• Süreçlerin genel amacı maliyeti en aza indirmektir.

Serbest değişkenler büyük ölçüde süreci ve işlem

parametrelerini (sıcaklık, akış hızı vb.) seçmekle

sınırlıdır.


• Süreç gereksinimlerinin çevrimi

Fonksiyon Süreç ne yapmalı (Şekillendirme?, Montaj?,

Yüzey işlemleri?)

Kısıtlamalar Hangi malzeme, şekil, boyut, hassaslık vb.

Sağlamalı

Amaç Ne maksimum ya da minimum olmalı (Maliyet?,

Zaman? Kalite?)

Serbestlik

değişkenleri

Süreç seçimi

Süreç devam opsiyonları

Ayırma (Ayıklama)

• Ayırma aşaması, kısıtlamaları uygular; bunlara uymayan

işlemleri ortadan kaldırır. Bazı işlem nitelikleri basit

sayısal aralıklardır; işlemin uygulayabileceği bileşen

boyutu veya kütlesi, elde edilebilen hassaslık veya yüzey

pürüzlülüğü gibi.

• Sıralamada, daha önce olduğu gibi bir veya daha fazla

hedef belirlenir; en belirgin olan bu maliyeti en aza

indirgemektir. Bazı uygulamalarda maliyet ne olursa

olsun kaliteyi en üst düzeye çıkarmak amacıyla hedef

değiştirilebilir.

Sıralama


• Seçim Tabloları

•Daha öncede bahsedildiği üzere her süreç bir dizi nitelikler

ile karakterize edilir. Bunlar basit matris ve çubuk grafikleri ile

gösterilir. Ayıklama yapabilmemiz için seçim araçları sağlar.

Basılı kopyalar şeklinde olanlar sadece belirli sayıda süreç

ve niteliklerini gösterirler. Bilgisayar yazılımlarında çok

fazlası mevcuttur.

Sistematik Süreç Seçimi •

Sü

reç-M

alz

em

e M

atr

isi:

Şekillendirme işlemleri en

üstte, malzeme ailesini

tanımlayan renkli

noktalarla işaretlenmiş

uyumlu kombinasyonlar

bulunmaktadır. Ayırma için

kullanımı basittir:

Malzemeyi belirleyin ve

süreci okuyun veya tam

tersi: süreci belirtin ve

malzemeleri okuyun.

Süreç-Malzeme Matrisi: • Matristeki noktaların diyagonal yayılımı, her bir materyal

sınıfının-metaller, polimerler ve benzerlerinin-kendi

proses güzergah takımlarına sahip olduklarını ortaya

koymaktadır. Bazı örtüşmeler vardır - toz metodları hem

metaller hem de seramiklerle uyumludur, hem polimerler

hem de camlar kalıplanır.

• İşleme (şekillendirme için kullanıldığında) neredeyse tüm

ailelerle uyumludur. Yapıştırıcılar ve tutturucular kullanan

birleştirme işlemleri çok yönlüdür ve çoğu malzemede

kullanılabilirken, kaynak yöntemleri malzemeye özeldir.

Bitirme işlemleri öncelikli olarak daha sert malzemeler,

özellikle metaller için kullanılır; Polimerler

şekillendirilmek üzere kalıplanır ve dekoratif amaçlar

dışında nadiren işlenir.


• Süreç-Şekil Matrisi:

Şekillendirme en zor karakterize edilen niteliktir. Birçok işlem,

aletin veya malzemenin dönmesini içerir. Bu da düşüncelerimizi

eksenel simetriye, yönlendirir. Tornalama, eksenel simetrik

(dairesel) şekiller oluşturur; ekstrüzyon, çekme ve haddeleme

hem prizmatik şekiller hem de dairesel ve dairesel olmayan

şekiller üretir. Bazı işlemler üç boyutlu şekilleri oluşturabilir ve

bunların bazıları içi boş şekiller de yapabilirken bazıları

yapamazlar. Saç şekillendirme süreçleri düz şekiller ya da

çanaksı şekiller yapar.

Süreç-Şekil Matrisi:

Şekillendirme süreçleri: kütle ve

kesit kalınlığı • Bir işlemin yapabileceği bileşenin boyutunun sınırları

vardır. Boyut hacim ya da kütle ile ölçülebilir.

• Her bir çubuk, prosesin yetenekli olduğu boyut aralığını

aşırı teknik zorlanma olmaksızın kapsar. Her şey daha

küçük veya daha geniş uçlara esnetilebilir ancak

ekipman artık standart değildir ve ekstra maliyet getirir.

Bu nedenle, dar aralıklarla başarısız olan, ancak

gerekirse yeniden değerlendirilip kullanılabilecek

süreçlere ayırma basamağında dikkat edilmelidir.

Sistematik Süreç Seçimi • Kütle çubuk grafiği:

Sistematik Süreç Seçimi Kesit kalınlığı çubuk grafiği: Şekil, her şekillendirme prosesinin

kabiliyetine sahip olan kesit kalınlığı aralıkları için ikinci bir çubuk grafiğini

göstermektedir. Aralıkların alt sınırı- minimum kesit kalınlığı – sürecin

dayattığı fiziksel sınırlardır.

Tolerans ve yüzey

pürüzlülüğü çubuk grafikleri • Bir bileşenin hassaslığı ve yüzey finişi, kalitesinin

durumudur. Tolerans ve yüzey pürüzlülüğü R ile ölçülürler.

Bir bileşen boyutları belirtildiğinde yüzey kalitesi de belirtilir,

ancak mutlaka yüzeyin tamamında olmayabilir. Yüzey

kalitesi, bir conta oluşturmak için çiftleşmesi gereken

flanşların yüzleri veya yivlerde ilerleyen sürgü gibi temas

yüzeylerinde kritik öneme sahiptir. Ayrıca, yorulma çatlaması

başlatma direnci ve estetik nedenlerden ötürü önemlidir.

• Y boyutundaki tolerans T,

• Yüzey pürüzlülüğü üst sınır olarak, örneğin R <100 μm

olarak belirtilir.

Sistematik Süreç Seçimi •Tolerans ve yüzey pürüzlülüğü çubuk grafikleri

Süreç Maliyetlerinin Sıralanması

Üretilecek parça maliyetinin bir kısmı hangi malzemeden

yapılacağıdır. Geri kalan kısım ise üretim sürecidir (şekillendirme,

montaj ya da yüzey işlemleri). Detaylara inmeden önce 4 temel

kural maliyetleri düşürmek için akılda tutulmalıdır.

Standart tutmak: Sizin istediğiniz parça başkaları tarafından

üretilmiş ise satın almak üretmekten daha ucuzdur. Kimse

üretmemiş ise tasarımınızı standart stoklardan( plaka, çubuk, tüp)

yapmak daha standart olmayan şekiller ya da özel döküm ya da

dövmeden üretmekten daha ucuz olur. Mümkün olduğunca

standart malzemelerle çalışmak geri dönüşüm noktasında da

yardımcı olur.


Basit tutmak; eğer parça talaşlı imalat ile işlenecekse,

kelepçelenmeli. Defalarca sıkıştırılıp, yönlendirilmesi maliyeti arttırır.

Şayet parça kaynatılacak ya da lehimlenecek ise torçun

yetişebileceği ve ne yapıldığının görülebileceği bir yerler olmalı.

Kısımları kolay toplanabilmeli: Parçaları toplamak zaman alır ve

zaman maliyet demektir.

1. Parça sayısını en aza indirin.

2. Montaj sırasında kendi kendine hizalanacak parçaları tasarlayın.

3. Hızlı olan birleştirme yöntemlerini kullanın; punta kaynakları,

genellikle yapışkanlardan daha hızlıdır.

Gerektiğinden daha fazla performans tanımlamamalı; Yüksek

dayanımlı metaller yüksek miktarda alaşımlanır. pahalı katkılarla,

yüksek performanslı polimerler kimyasal olarak daha kompleks

yapılardır, yüksek performanslı seramikler yüksek üretim kalitesi

gerektirir. Bütün bunlar maliyet getirir.


Seçim için ekonomik kriter;

Bir kalem açmak istiyorsan, bir bıçak ile halledebilirsin. Eğer bin

tane açmak istersen elektrikli kalem açıcı alman yeterli. Eğer

milyon tane açmak istersen, otomatik besleyen, tutan ve açan bir

sistem gerekir. Farklı boy ve kalınlıklarda kalemler ile ilgileniyorsan

kalem boyutlarını ölçen sensörlü mikro-işlem kontrollü akıllı

sistemler gerekir.

Süreç seçimi kaç tane kalem açacağına bağlı olarak değişmektedir

ve buna yığın büyüklüğü (miktarı) denir.

Süreç Maliyetlerinin Sıralanması Seçim için ekonomik kriter; Kalem açma miktarına bağlı göreceli maliyet

Bıçak çok pahalı değil ama yavaş,

dolayısıyla işçilik maliyeti yüksek.

Diğer süreçler aşamalı olarak

sermaye yatırımı gerektirir ancak işi

daha hızlı yapar, böylece işçilik

maliyetlerini düşürür. Sermaye

maliyeti ve hız arasındaki denge

eğrilerin şeklini verir. Bu şekildeki en

iyi seçim en düşük eğridir - 100

kalem için bıçak; 102 ila 104 arası bir

elektrikli kalemtıraş, 104 ila 106 arası

otomatik bir sistem ve benzeri. Her

işlem ekonomik bir parti boyuna

sahiptir.


Ekonomik yığın miktarı; Üretim Süreçleri ve Üretim Miktarları

Ekonomik Yığın Miktarı ve

Maliyet Modeli

• Süreç maliyeti, modelleyicinin kontrolünde değil, çok

sayıda bağımsız değişkene bağlıdır. Ekonomiyi seçime

dahil etmenin kolay yolu, aday süreçleri ekonomik parti

büyüklüğüne göre sıralamak ve istediğiniz aralıkta

ekonomik olanı korumaktır.

• Bunun için bir maliyet modeli oluşturmak daha uygundur.


Maliyet Modeli: Bir Maliyet modeli için girdiler


Maliyet Modeli:

Tanımlar Sembolleri ve Birimleri


Maliyet Modeli: Alüminyum Krank kolu için 3 alternatif süreç

Üretİm sÜreÇlerİ ve sÜreÇ seÇİmİmalzememuh.cbu.edu.tr/db_images/site_117/file/5....

Documents