Sistem Performansının ve Tekrarlanabilirliğinin Ölçülmesi

Kurulan ılık hidromekanik derin çekme sisteminde yüksek güvenilirlikte deneyler yapılabilmesi için ısıtma ve soğutma sistemlerinin performansları ölçülmüş, sızdırmazlık ve yalıtım için geliştirilen teknikler farklı sıcaklık ve basınç şartlarında test edilmiştir. Bundan başka IHDÇ deneylerinin geniş bir aralıkta doğru ve tekrarlanabilir

bir şekilde yapıldığının garanti edilmesi için sıvı basıncı ve baskı plakası profillerinin tekrarlanabilirlik ve robustluk performansları doğrulanmıştır.

3.7.1. Kalıpların ısıtma ve ıstampanın soğutma performansı

Deneylerin gerçekleştirildiği sıcaklıkların doğru bir şekilde ifade edilebilmesi için kalıpların hedeflenen sıcaklıklara ısıtılma performansı ölçülmüştür. Kalıpların hedef sıcaklığa ulaşma süresi, bu sıcaklıkta kalıpların sahip olduğu sıcaklık dağılımı, kalıp sıcaklığının kontrol hassasiyeti IHDÇ sisteminde gerçekleştirilen ısıtma testleri ile ölçülmüştür. Isıtma testleri şu şekilde gerçekleştirilmiştir:

 Sac kalıplar arasına yerleştirilmiş,

 100 KN civarında bir kuvvetle kalıplar arasında sıkıştırılmış,  Kontrol ünitesinden hedef kalıp sıcaklık değeri girilmiş,

 Kalıplar ısınırken 30 saniye aralıklarla kontrol ekranının fotoğrafı çekilmiş ve fotoğraflardan elde edilen veriler Excel programına aktarılarak toplam 8 adet termokupldan elde edilen bilgilerle, her termokuplun ısınma eğrisi çizilmiştir.

Kalıplar hedeflenen sıcaklıklara ulaştıktan sonra yapılan deneylerde sac şekillendirilirken soğuk ıstampaya temas ettiği için kalıp sıcaklığında azalma meydana gelmektedir. Bu azalmanın değeri 60-70 saniye civarında süren şekillendirme işlemi sırasında kontrol ekranının videosunun çekilmesiyle kayıt altına alınmıştır.

IHDÇ deneyinin belirli bir sıcaklıkta gerçekleştirildiği söylendiğinde aslında burada kastedilen sac sıcaklığıdır. Bu nedenle Şekil 3.90’daki gibi 130 mm çapa, termokuplları yerleştirebilmek için de 2.5 mm kalınlığa sahip bir fixtür hazırlanmış ve kalıplar belirli sıcaklıklara ısıtıldığı zaman sac malzemelerin sahip olduğu sıcaklıklar hakkında bilgi edinilmeye çalışılmıştır. Fixtür üzerine 4 adet termokupl, biri merkeze diğerleri de merkezden 20, 40 ve 60 mm uzaklığa yerleştirilmiştir. Kalıplar 300 °C sıcaklığa kadar ısıtılırken, kalıpların arasına yerleştirilen fixtür üzerindeki termokuplların sıcaklıkları Şekil 3.53’de görülen ölçüm cihazı yardımıyla 30 saniye aralıklarla kaydedilmiştir. Ölçüm cihazına aynı anda 2 adet termokupl bağlanabildiği için fixtür üzerindeki 4 adet termokuplun ısınma performansı iki adet deney ile ölçülebilmiştir.

146

Şekil 3.90. Fixtür üzerine yerleştirilen termokuplların yerleri

Kalıpların ısıtılmasının yanında ıstampanın soğutma performansı da ölçülmüştür. Sıcaklık ıstampanın uç tarafında bulunan termokupldan ölçülmüştür. Istampanın soğutma performansına devir daim suyunun sıcaklığı ve debisi etki etmektedir. Soğutma sisteminden soğutma suyunun sıcaklığı 5°C olarak ayarlanmıştır. Debinin ölçülme imkanı yoktur fakat Şekil 3.8’de görülen bypass hattı vanasının kısılmasıyla ıstampaya gönderilen suyun debisinin artırılması mümkündür. Bu vana belirli oranda kısıldıktan sonra deneylerde hep aynı seviyede tutulmuştur. Istampanın soğutma performansının ölçümü için ıstampa önce yüksek sıcaklıklardaki saca temas ettirilerek 90°C sıcaklığa kadar ısınması sağlanmış, daha sonra kontrolcüden 20°C hedef sıcaklık değeri girilerek 300°C sıcaklığındaki saca temas halinde bulunan ıstampanın soğutma kontrolü başlatılmıştır. Istampa soğutulurken kontrol ekranın videosu çekilmiş böylece ıstampanın soğutma performansı belirlenmiştir.

3.7.2. Yükleme profillerinin uygulanma performansı

Ilık hidromekanik derin çekme prosesinin başarısı, sacın uygun sıcaklık dağılımına sahip olmasının yanında esas olarak sıvı basıncı ve baskı plakası kuvveti profillerinin optimum olarak uygulanmasına ve senkronizasyonuna bağlıdır. Bu nedenle tasarlanan ılık hidro-şekillendirme sisteminde, belirlenen optimum yükleme profilleri yüksek sıcaklıklarda gereken zamanda gerektiği değerlerde yani yeterli doğrulukta uygulanmalıdır. Bu nedenle deney sisteminin yükleme profillerini uygulama performansı, istenen ya da hedeflenen eğriler ile ölçülen eğrilerin karşılaştırılması yoluyla değerlendirilmiştir. Deneyler 260°C sıcaklıkta, 110 mm taslak çapına sahip

sacla gerçekleştirilmiştir. Yükleme profillerinin uygulanma performansına ıstampanın hızı önemli oranda etki eder. Çünkü ıstampa konumuna bağlı olarak uygulanan sıvı basıncı ve baskı plakası kuvveti değerlerinin ıstampa hızı çok fazla olduğu zaman doğru bir şekilde uygulanabilmesi presin hidrolik sisteminin dinamik cevap süresi bağlıdır. Bu nedenle belirtilen deney, tüm IHDÇ deneylerinin yapılmasında kullanılan 1 mm/s ıstampa hızında gerçekleştirilmiştir.

3.7.3. Sıcaklık ve yükleme profillerinin tekrarlanabilirliklerinin belirlenmesi ve parça kalitesine etkisinin araştırılması

Yüksek güvenilirlikte IHDÇ deneyleri yapılabilmesi için prosesin sağlam (robust yani proseste değişkenlik meydana getirecek faktörlerden mümkün olduğunca az etkilenen) ve tekrarlanabilirliğinin yüksek olması gereklidir. Bu nedenle kalıpların sıcaklıkları ile sıvı basıncı ve baskı plakası kuvvetinin tekrarlanabilirlik performansları IHDÇ prosesinin doğrulama deneylerinde ölçülmüştür. Deneyler iki farklı sıcaklıkta, iki farklı yükleme profili kullanılarak üç tekrarlı olacak şekilde gerçekleştirilmiştir. Deney şartları Çizelge 3.15’de verilmiştir. Çizelgede görülen sıvı basıncı ve baskı plakası kuvveti profilleri ise Şekil 3.91’de verilmiştir. Sıcaklık kontrol ünitesinden kalıp sıcaklıkları çizelgede gösterilen değerlerde girilirken ıstampa sıcaklığı da 10°C olarak girilmiştir. Her iki durumda da 110 mm çapındaki sac malzeme kullanılmıştır. Doğrulama deneyleri 3.5.2. deneylerin yapılması bölümünde anlatıldığı şekliyle yapılmıştır.

Çizelge 3.15. Doğrulama deneylerindeki şartlar

Deney Şartı Sıcaklık Sıvı Basıncı Profili* Baskı Plakası Kuvveti

Profili*

Durum 1 220 °C P1 BPK1

Durum 2 300 °C P2 BPK2

148

Şekil 3.91. Doğrulama deneylerinde kullanılan yükleme profilleri

Kalıp sıcaklıkları ile yükleme profillerinin tekrarlanabilirlik değerlerinin IHDÇ prosesiyle üretilen parçaların kalitesine etkisini araştırmak için iki farklı şartta üçer tekrarlı olarak yapılan tekrarlanabilirlik deneylerinde üretilen parçaların kalınlık dağılımları ölçülerek her bir tekrarın sonucu birbiriyle karşılaştırılmıştır. Parçaların kalınlık dağılımları hadde ve hadde doğrultusuna dik doğrultularda ölçülmüştür.