Biyomimetik yaklaşım kullanılarak paslanmaz bıçakların imalat prosesinin optimizasyonu ve keskinlik performansının artırılması
Optimization of the manufacturing process of stainless steels using biomimetic approach and increasing sharpening performance
Yazar: ÖZGE BEKCİ
Danışman: PROF. DR. FEHİM FINDIK ; DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN İYİBİLGİN
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Bilgisayar destekli tasarım = Computer aided design ; Biyomimetik bilim = Biomimetic science ; Biyomimetik materyaller = Biomimetic materials ; Bıçak = Knife ; Optimizasyon = Optimization ; Optimizasyon teknikleri = Optimization techniques ; Paslanmaz çelik = Stainless steel ; Üretim = Production ; Üretim süreci = Production process

Özet:
Bilim ve teknoloji alanında ortaya çıkan buluşların birçoğu doğadan esinlenerek gerçekleştirilmektedir. Günümüzde biyomimetik olarak isimlendirilen bu kavram mevcut teknolojilerin daha ileri taşınmasında önemli rol oynamaktadır. Biyomimetik uygulama alanları, makine, malzeme, yazılım ve algoritmalar, bina ve yapılar şeklinde sınıflandırılmakla birlikte bu alanlar günden güne genişlemeye devam etmektedir.

Bu çalışmada kümes hayvanlarının taşlık kısmının temizlenmesinde kullanılan bıçakların tasarımı ve iyileştirilmesi için biyomimetikten faydalanılmıştır. Taşlık olarak isimlendirilen kısımların içerisinde taş cıvata, metal parçaları, plastik vb. birçok yabancı madde ile karşılaşılmaktadır. Bu maddeler taşlığın kesilerek açılmasında kullanılan bıçağın çok çabuk körelmesine neden olmakta ve sökme, bileme ve yeniden takma sırasında önemli zaman kayıpları yaşanmaktadır. Bu kayıpların azaltılarak katma değere dönüştürülmesini sağlamak için tasarım değişiklikleri yapılmıştır. Yenilikçi biyonik bıçak yüzeyi arılardan esinlenerek bal peteği görünümündeki kalıpta şekillendirilmiş ve mevcut bıçağın %70 daha az kalınlığında malzeme kullanılmıştır. Biyonik bıçağın üretimi için tasarlanan kalıpta ağız açıları içinde özel bir yapı düşünülmüştür. Böylelikle bıçağın çalışma esnasında kendi kendini bilemesi sağlanmıştır.

Mevcut bıçağın 3 saatte bir bilenmesi gerekirken, geliştirilen biyonik bıçak vardiya boyunca bileme gerektirmeden kullanılabilmektedir. Bununla birlikte üretim sürecinde, ısıl işlem gerektirmemesi, daha az malzeme (mevcut modelin %70 daha az kalınlığında) kullanılması üretim maliyetlerini %40 oranında azaltmaktadır. Ayrıca bekleme ile zaman kaybedilmediğinden günlük üretim miktarı %5-7 oranında artış göstermektedir. Üniversite-Sanayi işbirliği ile elde edilen bu sonuç, günlük yaklaşık 200 000 adet kesimin yapıldığı bir sektörde firmaların rekabet gücünü ve karlılığını önemli ölçüde arttıracaktır.

Abstract:
Most of the inventions in the field of science and technology have been found by inspiration. Nowadays, this term named as Biomimetic has played an important role in improving the current technologies. fields of biomimetic are categorized like machine, material, software and algorithm, building and construction. Besides, these fields have been improving day by day.

In this study, biomimetic was used in order for design and development of the knifes that was used during cleaning the gizzards of the fowl. Many unfamiliar substance such as stone, screw, metal pieces, plastic, etc., are seen   in the parts named as gizzard. These substances cause the fact that the knife that is used to cut the gizzard get rusty, and it also causes waste of time during removing, sharpening, and putting it back. Some changes in design was made so as to turn the waste of time into added value. The surface of the futuristic bionic knife was shaped in honeycomb by being inspired by bees, and %70 less substance is used. In order for production of the knife, a special structure for angle of the nozzle is thought. Thus, it enables the knife to sharpen itself during cutting.


While current knife has to be sharpened once in every 3 hour, bionic knife can be used during the shift without needing to sharpen. Besides, during production, the fact that it does not need heat treatment and that less substance is used decreases the cost of production  by %40. Furthermore, because it does not cause waste of time, amount of daily production increases by %5-7. This outcome that is achieved through the collaboration between university and industry will significantly increase the competitive power and profitability of firms in a sector where approximately 200 000 slaughters are made.