Plastik enjeksiyon kalıplama yöntemi ile sac metallerin şekillendirilebilirliğinin incelenmesi
Investigating of formability of sheet metals by plasticbinjection molding method
Yazar: MURAT ŞEN
Danışman: DOÇ. DR. MİRİGÜL ALTAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İmal Usulleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Günümüzde otomotiv, havacılık ve uzay endüstrisinde karmaşık geometriye sahip ve dar toleranslı parçaların kullanımı giderek artmıştır. Bunun yanı sıra enerji tüketimi imalat aşamasında proses seçimini etkileyen en önemli parametrelerden biri olmuştur. Bu çalışmada, endüstrinin talebini karşılayabilmek ve imalat sürecini en az enerji tüketimiyle gerçekleştirebilmek amacıyla sac metal şekillendirme alanında oldukça sık kullanılan sıvı basıncı ile şekillendirme yöntemi incelenmiştir. Geleneksel sıvı basıncı ile şekillendirme yönteminde (hidroforming) kullanılan yağ yerine plastik enjeksiyon makinesi yardımıyla ergitilen polimer malzeme kullanılmıştır. Hidroforming ve plastik enjeksiyon proseslerini bünyesinde barındıran bu yeni yöntemde şekillendirme işlemi plastik enjeksiyon makinesinde ergitilen polimer malzemenin yüksek basınç kazandırılarak kalıba gönderilmesi ve kalıp üzerinde bulunan alüminyum 1050.O plakaların polimer malzeme tarafından şekillendirilmesine dayanmaktadır. İstenilen formda ve tolerans aralığında maksimum şekillendirilebilirliğin sağlanabilmesi için enjeksiyon basıncı, ergiyik polimer sıcaklığı ve enjeksiyon hızı gibi proses parametreleri dikkate alınarak deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Taguchi metodu ile optimum proses parametreleri belirlenmiştir. ANOVA metodu ile de parametrelerin, şekillendirilen sacın incelmesi üzerine etkinlikleri irdelenmiştir. Şekillendirme üzerinde enjeksiyon basıncı ve ergiyik polimer sıcaklığının sırasıyla en etkili parametreler olduğu görülmüştür. Şekillendirme sonrası malzemenin sertlik değerlerinde proses parametrelerine bağlı olarak değişimler gözlemlenmiştir. Ayrıca şekillendirme öncesi malzemeye uygulanan ön ısıtma işleminin uygulanması ile yöntemin uygulanabilirliğinin ve performansının arttığı sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
In recent years, the usage of parts which have complex geometry and low tolerance have been gradually increased in aviation, aerospace and automotive industries. Moreover, energy consumption has became one of the most important parameter in effecting of process selection during the manufacturing. In this study, hydroforming process  which has widely used in sheet metal forming was investigated to compensate the demands of industry and enable to product with minimum energy consumption. In that process, a polymer material that melted by using a injection machine was used instead of oil that was performed in conventional hydroforming process. In this new method of incorporating hydroforming and plastic injection processes, the forming process is based on the injection of the molten polymer material in the plastic injection molding machine by high pressure and the shaping of the aluminum 1050.O plates on the mold by the polymer material. Experimental studies were conducted taking account of the injection pressure, temperature of polymer and injection velocity to provide maximum formability in demanded form and range of tolerance. Also, Taguchi method was used to determine optimum process parameters. The ANOVA method was used to examine the effectiveness of the parameters on thinning of shaped sheet metal. Injection pressure and temperature of polymer were found to be the most effective parameters, respectively. Variations were observed in the hardness of the material after shaping depending on the process parameters. Furthermore, it has been observed that the applicability and performance of method has increased with the application of the pre-heating process on parts before forming.