Alüminyum alaşımlarının artışlı şekillendirilebilirliğinin incelenmesi
Investigation of incremental formability of aluminum alloys
Yazar: HALİL BAYRAM
Danışman: DOÇ. DR. NURULLAH SİNAN KÖKSAL
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Ürün ve tüketim hacmi geniş olan sac metal şekillendirme sektörü, ürün başına maliyeti düşürmesi sebebiyle geleneksel sac metal şekillendirme yöntemlerini kullanmaktadır. Ancak sac metal sektöründeki giderek artan ve farklılık gösteren az sayıdaki talepleri daha ekonomik bir şekilde karşılayabilmek için artışlı şekillendirme yöntemi son yıllarda ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmada artışlı şekillendirme yönteminin alüminyum alaşımlarıyla olan ilişkisi incelenmiştir. Malzeme olarak AA 2024 alüminyum levhalar tercih edilmiştir. 1 mm kalınlığındaki bu levhalar tedarik şekli olan T3 temper hali ve çökelme sertleştirmesi işlemi uygulanmış hali olmak üzere iki farklı şekilde artışlı şekillendirme yöntemi deneyinde kullanılmıştır. Artışlı şekillendirme yönteminde seçilen sabit parametreler devir olarak 500 d/dk, takımın çapı olarak 10 mm ve yatay ilerleme olarak 1000 mm/dk'dır. Artışlı şekillendirme yönteminde değişken parametreler ise takım yolları, dikey ilerlemeler ve yağlama çeşitleridir. Tüm bu parametreler alüminyum malzemelerimizin fabrikasyon hali olan T3 temper haline ve ısıl işlem görmüş haline uygulanmış ve optimum parametre değerleri elde edilerek, her bir parametre için dörder adet olmak üzere deneyler yapılmıştır.
Deneylerde kullanılan numunelerin fabrikasyon ve ısıl işlemli halinin seçilmesindeki amaç; farklı sertlik değerlerindeki alüminyum levhaların artışlı şekillendirilebilme yeteneğini inceleyebilmektir.
Artışlı şekillendirme deneyinin optimum parametre değerlerini belirlemeye ise yapılan literatür araştırmaları da göz önünde bulundurularak takım çapı 10 mm ve yatay ilerleme 1000 mm/dk sabit alınarak başlandı. 0.2 ve 0.5 mm/tur değerleri artışlı şekillendirmede dikey ilerleme parametresinin etkilerini incelemek üzere seçildi. Bir diğer parametre olan takım yolu ise iki farklı şekilde seçildi. Son olarak yağlama faktörünün artışlı şekillendirme yöntemine etkilerinin de incelenmesi için CNC freze tezgahının soğutma sıvısı olan bor yağı ve sıvama yağı kullanıldı. Yapılan çalışma sonucunda 3B lazer tarama verileri göz önüne alınarak 1. takım yolu, 0,5 mm dikey ilerleme, sıvama yağı parametrelerinin ve ısıl işlem görmüş numunelerin artışlı şekillendirme yönteminde diğer parametrelere göre daha elverişli olduğu görülmüştür.

Abstract:
Sheet metal forming industries which have a large product and consumption volume use conventional sheet metal forming techniques due to low production cost per unit. However, in order to afford increasing economical demands and demands which has few differences in more economical way, incremental sheet forming stand out in recent years in the sheet metal industry. In this study, incremental sheet forming relationship with the aluminum alloys has been investigated. AA 2024 aluminum sheets as the material are preferred. These sheets which are 1 mm thickness are used in two different ways in the incremental forming method: supply form market and heat-treated form. Selected fixed parameters in the incremental forming method are 500 cycle/min as the cycle, 10 mm as the set diameter, 1000mm/min as the horizontal progression. Variable parameters in the incremental forming method are set paths, vertical progressions and lubrications types. All these parameters are applied to T3 temper form which is the default state and heat-treated form and, optimum parameter values are obtained. Then, for each parameter, four experiments are carried out.
The aim of selecting the samples in fabrication and heat-treated state for experiments is to analyze the incremental forming ability of aluminum sheets which have different hardness values.
Taking into account literature review, the set diameter and the horizontal progress are set to 10mm and 1000mm/min, respectively to define the optimum parameters of the incremental forming experiment. The values, 0.2 mm/cycle and 0.5 mm/cycle, are selected to analyze the effects of the vertical progress parameter in the incremental forming. Another parameter which is the set path is selected in two different ways. Finally, to investigate the effect of the lubrication factor to the incremental forming method, boron oil which is the cooling liquid for CNC milling machine and machine oil are used. As a result of those studies, taking into consideration 3D lazer scanning datas, the first set path, 0.5 mm vertical progress, machine oil parameters and heat-treated samples are more suitable than the other parameters in the incremental forming method was observed.