Kalıp parametrelerinin ekstrüzyon kuvveti üzerine etkisinin Taguchi yöntemiyle optimizasyonu

Magnezyum hafif olması, dayanıklılığı ve özellikle özgül dayanım oranının yüksekliği bakımından çelik ve alüminyum gibi yapısal metallerin yerini almaya başlamaktadır ve plastik şekil verme yöntemleriyle şekillendirilmesi ticari öneme sahiptir. Bu yöntemlerden birisi olan ekstrüzyon; genelde hafif metallere uygulanan, iş parçasını bir kovan içerisine koyarak, zımba vasıtasıyla metale baskı uygulayarak ürün geometrisine sahip bir kalıp içerisinden malzemenin geçirilmesi ile gerçekleştirilmektedir. Ekstrüzyon yönteminde uygulanacak şekillendirme kuvvetinin bilinmesi kalıp malzemesi seçimi ve uygun pres kapasitesinin belirlenmesinde önemli bir etkendir.Bu çalışmada, aynı ekstrüzyon oranına sahip kalıplarla gerçekleştirilen ekstrüzyonda, kalıp giriş çapı, kalıp açısı ve kalıp kanal uzunluğu gibi kalıp parametrelerinin ekstrüzyon kuvvetine olan etkisi Taguchi L9 Ortogonal Deney Tasarımı kullanılarak incelenmiştir. Bu amaçla, 3 farklı seviyede kalıp parametreleri değerlendirilmiştir. Deneysel çalışma, aynı bilgiyle daha az deney yaparak deney zamanını düşürmek amacıyla Taguchi yöntemi kullanılarak 27 adet olması gereken deney sayısı 9 adet deneye indirgenmiştir. Sonuçlar üzerine kararlar alınmasında ise Varyans analizi (ANOVA) istatistiksel yöntemleri kullanılmıştır. Yapılan değerlendirmede, ekstrüzyon kuvveti üzerinde en fazla etki eden kalıp parametresinin %68,48 oranında kalıp giriş çapı olduğu görülmüştür. Bunun yanı sıra, ekstrüzyon kuvvetinin kalıp giriş çapının düşmesiyle artış gösterdiği, kalıp açısının artışıyla ekstrüzyon kuvvetinin azaldığı ve kalıp kanal uzunluğu arttıkça şekillendirme için gereken kuvvet arttığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak, farklı kalıp parametrelerinin ekstrüzyon kuvveti ile olan etkileşimi belirlenmiş ve en düşük ekstrüzyon kuvvetini verebilecek uygun kalıp tasarımı optimize edilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

AZ31 Magnezyum, Ekstrüzyon, Taguchi Yöntemi, Optimizasyon

PDF

___

KaynaklarApparao, K. Ch, and Anil Kumar Birru. 2017. “Optimization of Die Casting Process Based on Taguchi Approach.” Materials Today: Proceedings 4 (2). Elsevier Ltd: 1852–59. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.02.029.
Erdem, Volkan, Melih Belevi, and Cemal Koçhan. 2010. “Taguchi Metodu Ile Plastik Enjeksiyon Parçalarda Çarpılmanın En Aza İndirilmesi.” DEÜ Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 12 (2): 17–29.
Hsiang, S. H., and Y. W. Lin. 2007. “Investigation of the Influence of Process Parameters on Hot Extrusion of Magnesium Alloy Tubes.” Journal of Materials Processing Technology 192–193: 292–99. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.04.063.
Hsiang, Su Hai, and Jer Liang Kuo. 2003. “An Investigation on the Hot Extrusion Process of Magnesium Alloy Sheet.” Journal of Materials Processing Technology 140 (1–3 SPEC.): 6–12. https://doi.org/10.1016/S0924-0136(03)00693-9.
Hsu, Quang Cherng, Yu Liang Chen, and Tsung Hsien Lee. 2014. “Non-Symmetric Hollow Extrusion of High Strength 7075 Aluminum Alloy.” Procedia Engineering 81 (October). Elsevier B.V.: 622–27. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.10.050.
Kang, S. H., Y. S. Lee, and J. H. Lee. 2008. “Effect of Grain Refinement of Magnesium Alloy AZ31 by Severe Plastic Deformation on Material Characteristics.” Journal of Materials Processing Technology 201 (1–3): 436–40. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.11.305.
Meral, Güven, Murat Sarıkaya, and Hakan Dilipak. 2011. “Delme İşlemlerinde Kesme Parametrelerinin Taguchi Yöntemiyle Optimizasyonu.” Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 27 (4): 332–38.
Niranjan, D. B., G. S. Shivashankar, K. V. Sreenivas Rao, and R. Praveen. 2017. “Optimization of Cutting Process Parameters on AL6061 Using ANOVA and TAGUCHI Method.” Materials Today: Proceedings 4 (10). Elsevier Ltd: 10845–49. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.08.037.
Ravi Kumar, S. M., and Suneel Kumar Kulkarni. 2017. “Analysis of Hard Machining of Titanium Alloy by Taguchi Method.” Materials Today: Proceedings 4 (10): 10729–38. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.08.020.
Vijay Kumar, M., B.J. Kiran Kumar, and N. Rudresha. 2018. “Optimization of Machining Parameters in CNC Turning of Stainless Steel (EN19) By TAGUCHI’S Orthogonal Array Experiments.” Materials Today: Proceedings 5 (5). Elsevier Ltd: 11395–407. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.02.107.
Yaka, Harun, Harun Akkuş, and Levent Uğur. 2016. “AISI 1040 Çeliğininin Tornalamasında Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisinin Taguchi Metodu İle Optimizasyonu Optimization the Effect of Surface Roughness of Cutting Parameters with Taguchi Method in Turning of AISI 1040 Steel” 12 (2): 283–88.