Sac bükme işleminde bükme bölgesinde delik varlığının geri esneme üzerine etkilerinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the effects of hole presence on springback in the bending zone in sheet metal
Yazar: ERHAN KILIÇ
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA AY
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Bükülerek şekillendirilen sac metal ürünler başta uçak ve otomotiv sektörü olmak üzere beyaz eşya, savunma sanayi, hassas cihaz, medikal cihazlar, uzay ve havacılık ve benzeri sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Sac malzemeleri bükerken en büyük sorunlardan biri geri yaylanmasıdır. Sac parçaların bükme sonrası, istenilenden farklı bir açıda çıkması sektörlerde ciddi zaman ve maliyet kaybına neden olmaktadır.  Bu nedenle geri yalanmayı en aza indirmek için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Geri yaylanmayı ortadan kaldırmak için bükme sonrasında oluşacak geri yaylanmayı tahmin etmek gerekir. Geri yaylanmanın doğru bir şekilde tahmin edilmesinin ardından geri yaylanmayı giderici yöntemler uygulanmaktadır. Bunlar fazladan bükme, ters bükme gibi yöntemlerdir.
Bu çalışmada ise farklı kalınlıklardaki delikli ve deliksiz saclarda deliklerin geri yaylanmaya olan etkileri incelenmiştir. Deney malzemesi olarak AISI 304 sac kullanılmıştır. Parçalar lazer kesim ile 100mmx200mm boyutunda kesilmiştir. Numunelerdeki delik oranları, delik miktarı, numunenin boyuna oranı şeklinde belirlenmiştir. Bu bağlamda delik miktarı %0, %10 ve %30 olarak belirlenip lazer kesim ile delinmiştir. Parçaların kalınlıkları ise 1mm ve 2mm olarak belirlenmiştir. V bükme işlemi sırasında sıcaklık, zımba radiusu, kuvvet gibi parametreler sabit olup kalınlık, ütüleme süresi ve delik oranları değişken parametre olarak seçilmiştir. Bu çalışmada her bir numune için deneyler yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar üzerinden delikli malzemelerin geri yaylanmasıyla deliksiz malzemelerin geri yaylanması kıyaslanmış ve malzemede açılan deliklerin geri yaylanmaya olan etkisi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar ile Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM) analiz sonuçları karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Sheet metal products formed by bending are widely used in various industries, including the plane and automotive sectors, as well as household appliances, defense industry, precision devices, medical devices, and aerospace. One of the significant challenges in bending sheet materials is springback. The deviation of sheet parts from the desired angle after bending can lead to substantial time and cost losses in industries. Therefore, various methods are employed to minimize springback. To eliminate springback, it is essential to predict the springback that will occur after bending. Once springback is accurately predicted, corrective methods are applied, such as additional bending or reverse bending.
This study investigates the effects of holes on sheet metal springback in perforated and non perforated sheets of different thicknesses. AISI 304 stainless steel sheet is used as the experimental material, and the parts are cut into dimensions of 100mmx200mm using laser cutting. The hole ratios in the samples were determined as the amount of holes and the ratio of the length of the sample. Hole quantities of  0%, 10%, and 30% are selected and processed with laser cutting. The thicknesses of the parts are determined as 1mm and 2mm. During the V-bending process, parameters such as temperature, stationary die radius, and clamping force are kept constant, while thickness, clamping force time, and hole ratios are selected as variable parameters. Experiments are conducted for each sample in this study. The results obtained are used to compare the springback of perforated materials with non-perforated materials, and the impact of holes on springback is examined. The obtained results were compared with Finite Element Method (FEM) analysis results.