Cam kalıplarının ideal soğutulması için sonlu elamanlar yöntemi ile cam kalıp tasarımı ve analizi
Glass mold analysis and design using finite element method to achieve optimal cooling condition
Yazar: MEHMET UMUT ŞENGÜL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN MURAT TABANLI
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Günümüzün rekabetçi cam endüstrisinde, cam kalıplarının hızlı ısıtılması ve soğutulması son derece önemlidir. Bu çalışma, cam eşya sektöründe, öncelikle pres-üfleme yöntemi kullanılarak çay bardaklarının üretimine odaklanmaktadır. Pres-üfleme üretim sürecinde, ilk şekillendirme kalıbına 'boş kalıp' denir ve oluşturduğu yarı mamul ürüne 'parison' denir. Daha sonra, yarı mamul ürüne 'üfleme kalıbında' son şekli verilir. 
Üfleme kalıplarının ısıyı eşit şekilde dağıtma yeteneği, ürün oluşum süreci ve nihai ürünün kalitesi için çok önemlidir. Üfleme kalıplarının verimli bir şekilde soğutulması, ürünlerin yüzey kalitesini önemli ölçüde artırabilir ve üretim sürecini hızlandırabilir. Ayrıca, uygun soğutma deliklerinin tasarımı kalıpların ömrünü uzatabilir ve bakım maliyetlerini azaltabilir. Bu çalışmada, kalıplara boydan boya açılan soğutma deliklerinin malzeme seçimini ve geometrisini optimize etmek amacıyla sonlu elemanlar yöntemleri kullanılarak, termal analizleri yapılmıştır. Endüstride yaygın olarak kullanılan çeşitli kalıp malzemeleri analiz edilmiştir. Ek olarak, kalıp içinde daha homojen ve etkili bir soğutma elde etmek için soğutma deliklerinin konumları ve boyutları optimize edilmiştir.
Sonuç olarak, bu çalışmada çay bardağı üretiminde kullanılan üfleme kalıplarının ideal bir soğutma sağlayarak ürün kalitesini artırmayı amaçlamaktadır. Bu tür çabalar, cam endüstrisinde rekabet avantajı elde etmek ve ürün kalitesini iyileştirmek için çok önemlidir.

Abstract:
In today's competitive glass industry, the fast heating and cooling of glass molds are of paramount
importance. This study focuses on the production of tea glasses in the glassware sector, primarily
using the press-blow method. In the press-blow manufacturing process, the initial shaping mold is
called the 'blank mold,' and the semi-finished product it forms is referred to as the 'parison.'
Subsequently, the semi-finished product is given its final shape in the 'blow mold.' The ability of
the blow molds to dissipate heat evenly is crucial for the product formation process and the quality
of the final product.
Efficient cooling of the blow molds can significantly enhance the surface quality of the products
and accelerate the production process. Furthermore, the design of appropriate cooling holes can
extend the lifespan of the molds and reduce maintenance costs. In this study, thermal analyses
were conducted using finite element methods to optimize material selection and geometry of
cooling holes located at the base of the molds. Various mold materials commonly used in the
industry were analyzed using FEM. Additionally, the positions and sizes of the cooling holes were
optimized to achieve more homogeneous and effective cooling within the mold.
As a result, this study aims to enhance product quality by achieving optimal cooling of the blow
molds used in tea glass production through thermal analyses and optimization studies. Such efforts
are crucial for gaining a competitive advantage and improving product quality in the glass industry.