Elektrikli otomobillerin katkılı plastik malzeme kullanılan ön kaputunun tasarımı ve maliyet analizi
Design of the front hood using plastic materials with additives of electric cars and cost analysis
Yazar: ÖMER CAN ERSEK
Danışman: PROF. DR. REMZİ VAROL
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Elektrikli otomobiller = Electric cars ; Enjeksiyon kalıplama = Injection molding ; Maliyet analizi = Cost analysis ; Plastik malzemeler = Plastic materials ; Yüzey enerjisi = Surface energy

Özet:
Bu tez çalışmasında, seçilecek plastik malzemenin hangi tür katkı malzemesine ihtiyaç
duyulacağı ve seçileceği üzerinde çalışılacaktır. Katkı malzemelerinin katkı oranı ve katkı
malzemesinin şeklinin nasıl olması gerektiğinin belirlenmesi sonrasında kriterler belirlenerek
çalışmaların belirli aşamalar çerçevesinde başlayıp ilerlemesi sağlanacaktır. Çalışmada örnek
bir kaput tasarlanarak, var olan mevcut kaput özelliklerini karşılayacak malzeme kullanılacak
olup, aday malzeme gereken özelliklerini taşıdığı ortaya konulduğunda tasarım aşamasına
geçilecektir. Tasarıma geçilince ortaya çıkan kaput şekline bağlı olarak kalıp dolum analizi,
çarpışma analizi gibi çeşitli analizlerle tasarımda iyileştirmelere gidilecektir. Tez konusunun
kapsamı içerisinde, sonuçlarına bakıldığında neden katkılı plastik malzeme ile üretimi
yapılması gerektiği, neden tercih edilmesi gerektiği yer almaktadır. Malzeme seçiminde dikkat
edilmesi gereken en önemli konular ise; geri dönüşüm, çevre dostu olması ve toplam
maliyetidir. Kriterlere uygun olarak üç malzeme seçildiğinde ve üç plastik malzeme ile
mevcutta kullanılan sac arasında, parça üzerinde sonuçlarının gözlemlenebilmesi adına
analizler yapılacaktır fakat analiz için bize yansıyacak maliyet yüksek çıkarsa, en uygun
analizin gerçekleştirilmesi adına OEM'lerden bilgi alınacaktır. OEM'lerden alınan bilgi
sonrasında uygun analize başlanarak sonuçları gözlemlenecektir. Ayrıca bu analiz otomobil
üretiminde kullanılan en uygun analiz tipi olmalıdır. Dolum analizinin yapılamamasının
nedeni kalıpçıdan soğutma parçalarının tasarımı, vd. konusunda bilgi alınması gerektiğidir ve
bu bilginin maliyetli olmasıdır. Çarpışma analizinin yapılamamasının nedeni ise sadece kaput
parçasının yeterli olmamasıdır. Bu nedenle yapılacak olan analiz çeşidi olarak burulma
rijitliğinin hesaplanması analizi bilgisi alınmıştır. Bu analizin modellemesi Hypermesh'te
yapılmış olup sonrasında Abaqus'te çözdürülmüştür. Plastik malzemeler üçü için analizler
yapılmıştır ve sac ile kıyaslanacağı için sac için de analiz yapılmıştır. Sonuçlarına bakılarak
en uygun malzemelerin hangileri olduğu konusunda inceleme yapılmıştır. Kalıp maliyetleri
hesaplamasına geçildiğinde ise kaputun iç ve dış plastik parçaları üretimi için gereken toplam
kalıp maliyeti bilgisi alınmış olup aynı şekilde sac için de farklı bir firmadan bilgi alınmıştır.
İç ve dış parçalar, sac ile üretileceği zaman birden fazla proses sonrasında son halini
alacağından dolayı maliyetler de buna göre olacaktır. Daha sonra plastik ve sac parçaların
üretilmesi sırasında ortaya çıkacak toplam maliyet hesaplanmıştır. Hurda oranları da
belirtilmiştir. Sonuçlar kısmında da en uygun hangi malzemeden üretilebileceği belirtilmiştir.
İyileştirme çalışmalarının ve maliyet azaltma çalışmalarının sürekli devam ettiği günümüzde,
böyle çalışmaların yapılması birçok açıdan işletmelere faydalı olacağı gibi geri dönüşüm ve
çevreyi koruma konusunda da faydalı olacaktır.

Abstract:
In this thesis study, it will be studied on which type of additive material will be needed and
selected for the plastic material to be selected. After determining the contribution ratio of the
additives and the shape of the additive material, the criteria will be determined and the works
will be started and progressed within the framework of certain stages. In the study, a sample
hood will be designed and the material that will meet the existing hood features will be used,
and when the candidate material is revealed to have the required properties, the design phase
will be started. Depending on the hood shape that emerges when the design is started,
improvements will be made in the design with various analyzes such as mold filling analysis
and collision analysis. Within the scope of the thesis subject, when the results are examined,
why it should be produced with additive plastic material and why it should be preferred. The
most important issues to be considered in material selection are; recycling, environmental
friendliness and total cost. When three materials are selected in conforming with the criteria,
analyzes will be made between the three plastic materials and the currently used sheet metal
so that the results can be observed on the part. After the information received from the OEMs,
the appropriate analysis will be started and the results will be observed. In addition, this
analysis should be the most appropriate type of analysis used in automobile production. The
reason why the filling analysis could not be done is necessary to get information from the mold
maker about subject of the design of the cooling parts, et al and this information is costly. The
reason why the collision analysis could not be done is that only the hood part is not sufficient.
For this reason, as the type of analysis to be made, information the calculating of torsional
stiffness analysis was taken. This analysis was modeled in Hypermesh and then solved in
Abaqus. Analyzes have been made for three of the plastic materials and, since it will be
compared with sheet metal, analysis has also been made for sheet metal. By looking at the
results, it was examined which materials were the most conforming. When the mold costs are
calculated, the total mold cost information required for the production of the inner and outer
plastic parts of the front hood was obtained, and in the same way, information was obtained
from a different company for the sheet metal. When the inner and outer parts will be produced
with sheet metal, the costs will be accordingly, since they will take their final form after more
than one process. Then, the total cost that will arise during the production of plastic and sheet
metal parts is calculated. Scrap rates are also indicated. In the results section, it is stated which material can be produced most appropriately. In today's world, where improvement and cost
reduction efforts continue, such studies will be beneficial for businesses in many ways, as well
as for recycling and protecting the environment.