Yüksek basınçlı döküm yöntemi ile alüminyum alaşımlı otomobil jant üretiminin modellenmesi
Modeling of aluminum alloy automobile wheel production by high pressure die casting
Yazar: SAMED BERKER IŞIK
Danışman: PROF. DR. MUZAFFER ZEREN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Petrol türevi yakıtlarla çalışan otomobillerde CO2 emisyonu ile ilgili getirilen yasal zorunluluklar doğrultusunda otomobil ağırlıklarının azaltılması ana sanayi üreticilerinin temel hedefi haline gelmiştir. Aynı zamanda elektrikli otomobillerde de ağırlık azaltmak üreticilerin ana hedeflerindendir. Bu nedenle otomotiv sektöründe alüminyum alaşımlarının kullanımı geçmişten günümüze sürekli artış göstermiştir. Günümüzde ağırlık azaltmak amacı ile Al-Si alaşımları, alçak basınçlı döküm yöntemi ile otomobil jant üretiminde kullanılmaktadır. Otomotiv ana sanayi firmaları ürün özellikleri ve üretim yöntemleri hakkında tüm spesifikasyonları belirlerken, aynı ürün özelliklerini elde edebilecek ve düşük maliyetle üretim yapabilecek inovasyon fikirlerini kabul etmektedir. Bu doğrultuda ekipman üreticilerine katma değer sağlaması ve otomobil jant üretimine yeni bir perspektif kazandırması amacı ile yüksek basınçlı döküm yöntemi ile otomobil jant üretim fikri ortaya konmuştur. Yüksek basınçlı döküm yönteminin alçak basınçlı döküm yöntemine göre üstünlükleri ve proses gereği çeşitli kısıtlarının olduğu bilinmektedir. Bu inovasyon fikrini desteklemesi amacı ile ilk olarak enjeksiyon mühendislik hesaplamaları yapılarak yüksek basınçlı döküm yönteminde otomobil jantlarının kalıplanabilirliği analiz edilmiştir. Yüksek basınçlı döküm tezgâhlarına uygun döküm ve kalıp bileşenlerinin tasarımı gerçekleştirildikten sonra dökülebilirliğini analiz etmek amacı ile MagmaSoft programında çeşitli simülasyon çalışmaları yürütülmüştür. Yürütülen çalışmalarda yüksek basınçlı döküm yöntemi ile otomobil jant üretiminin alçak basınçlı döküm yöntemi ile otomobil jant üretimine alternatif olabileceği kanaatine varılmıştır. Yüksek basınçlı döküm yöntemi ile üretilen jantın yüzey özelliklerinin ve mekanik özelliklerinin daha yüksek olması, ısıl işlem gereksiniminin azalması ve talaşlı işlem proses adımlarının azalması beklenmektedir. Gerçeğe yakın sonuçlar üreten MagmaSoft ile yapılan çalışmalar sonucunda yüksek basınçlı döküm yönteminde gerekli koşulların sağlanması halinde otomobil jant üretiminin başarı ile gerçekleşeceğine karar verilmiştir.

Abstract:
Decreasing the weight of the automobiles have been the main focus for automobile manufacturers since the legal obligations were put in force regarding with CO2 emission in the vehicles powered by both petrolium-derived fuels and electricity. Therefore the usage of alluminium alloys in automative industry have been in increasing up to our day. In order to decrease the weight, Al-Si alloys have been used in manufaturing of automobile wheels with low pressure die casting. The main automative industry players determine the features of the products and the whole specifications in their manufacturing methods. At the same time, they also accept new innovation ideas to produce the same products with lower costs. Within this approach, the idea of manufacturing automobile wheels with high-pressure casting methods have been put forward in order to bring a new perspective to rim manufacturing and to provide added value to the manufacturers. It is known that manufacturing methods with high pressure die casting have advantages against low pressure die casting but due to process requirements it is also known that high pressure die casting have some limitations. In order to support this idea of innovation, first, by engineering calculations on injection, it is analysized if it is feasable or not to mold the automobile wheels by high pressure die casting. Some simulations have been carried out in MagmaSoft to analyse the casting after proper cast and mold components designs have been made on high pressure die casting machines. It is found out that high pressure casting method is 5 times faster and more successful than low pressure method. In addition, it is expected that the surface features and the mechanical features of the wheel will be better; the necessity for heat treatment will be less; machining process steps will be less. As a result of the studies carried out via MagmaSoft that gives an accurate results, in case the neccessary conditions provided for high pressure die casting, it is decided to have good results in manufacturing automobile wheels.