OPTICast Yazılımı İle Döküm Endüstrisinde Kalıplama Tasarımı Optimizasyonu Uygulaması

Döküm yöntemi, en eski imalat yöntemlerinden bir olup aşamalı bir süreci kapsamaktadır. Bu süreçlerin ilki model geometrisi tasarımı ve gerekli malzeme özelliklerini sağlayacak mühendislik alaşımı seçimidir. Bu aşamalardan malzeme seçimi Dökümcüyü doğrudan ilgilendirmemekle birlikte, dökümcünün asıl vazifesi belirlenen alaşım ile kalıp boşluğuna düzgün bir şekilde doldurulabilmesinden, katılaşmanın tamamlanmasına kadar geçen sürecin kontrolü ve sağlam parça imalatıdır. Parçaların yolluk ve besleyicilerinin bütünleştirilmiş hali olarak adlandırılan kalıplama tasarımı özellikle karmaşık kesitli geometriye sahip parçalarda oldukça zordur. Bu sebeple gelişen bilgisayar teknolojilerinin döküm endüstrisine adaptasyonu sonucu kalıplama tasarımları döküm simülasyonu adı verilen bilgisayar teknolojileri ile modellenebilmektedir. Döküm simülasyon programları ile herhangi bir alaşımın dolum, katılaşma ve soğuma aşamaları modellenebilmektedir. Böylece bütün tasarım süreci bilgisayar üzerinde gerçekleştirilebilmekte, model hazırlanması, kalıplama ve döküm için enerji, maliyet ve zaman kaybı ortadan kaldırılabilmektedir. Özetle; deneme ve yanılma süreci bilgisayar üzerinde yapılabilmesi sonucu belirlenen tasarıma uygun olarak ilk dökümde sağlam parça imalatı mümkün hale gelmiştir. Günümüz yoğun rekabet ortamında, döküm üreticilerine, parçayı sağlam imal etmenin yanı sıra, kaliteyi arttırmak, maliyeti düşürmek ve teslimat gecikmelerini önleme konusunda kolaylık sağlamaktadır. Özellikle üretim adetlerinin çok fazla olduğu otomotiv endüstrisinde de dökümhaneler için bu yazılımlar başarının anahtarı haline gelmiştir. Bu çalışmada SOLIDCAST döküm simülasyon programına bütünleşik olarak çalışan OPTICAST modülü ile besleyici optimizasyonu uygulamalı olarak örnek bir parça üzerinde açıklanarak, optimizasyon tekniğinin sağladığı avantajlar değerlendirilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Besleyici Optimizasyonu, Döküm Simülasyonu, Kalıplama Tasarımı, OPTICAST

Application of Moulding Design Optimization in Castiıng Industry With OPTICast Software

The casting method is one of the oldest manufacturing methods and it is a gradual process. The first of these processes is the design of model geometry and engineering alloy design to provide the required material properties. Although the choice of materials from these stages is not directly related to the foundry, the main task of the foundry man is the control of the process from solid filling into the mold cavity with the specified alloy and completion of solidification and production of solid parts. The molding design, which is referred to as the integrated form of the runners and feeders of the parts, is particularly difficult in parts with complex cross-section geometry. The molding design, which is called the integral of the runners and feeders of the parts is particularly difficult in parts with complex cross-section geometry. For this reason, as a result of adaptation of the developing computer technologies to the casting industry, molding designs can be modelled by computer technologies called casting simulation. Filling, solidification and cooling stages of any alloy can be modelled by casting simulation programs. Thus, the whole design process is carried out on the computer. energy consumption, cost and time loss for model preparation, molding and casting can be reduced. In summary, with carrying out the trial and error process on the computer, at the first casting, it has become possible to manufacture accurate solid parts. In today's intensely competitive environment, in addition to the sound manufacturing of the parts to the casting producers, it is also easier to increase the quality, reduce the cost and prevent delivery delays. Especially in the automotive industry where the production quantities are very high, these software have become the key to success for the foundries. In this study, by using OPTICAST module which is integrated with SOLIDCAST casting simulation program, nutritional optimization has been explained on a sample piece and advantages of optimization technique have been evaluated.

Keywords:

Feeder Optimization, Casting Simulation, Mold Design, OPTICAST,

PDF

___

Akar, M. (2018). Döküm Hatalarının Önlenmesi için Tasarım Yöntemleri, Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tezsiz Yüksek Dönem Projesi.
Arda, İ. ve Kayıkcı, R. (2006) Döküm Simülasyonu Nedir? Ne Değildir? Metal Dünyası, Mart.
Campbell, J., Casting, Heinemann Ltd, Oxford, 1991.
Chvorinov, N.,(1940). Theory of Solidification of Castings, Giesserei, 27, 177- 225.
Çolak, M. ve. Kayıkcı, R., (2009). Döküm Simülasyon Programları Üzerine Genel Bir Değerlendirme, Metal Dünyası, Sayı 190, Mart.
Çolak, M., Arslan, İ. ve Gavgalı, E., (2018). ‘‘Gri Dökme Demirlerin Katılaşma Modellemesi ve Gerçek Dökümler İle Karşılaştırması’’, Engineering Sciences (NWSAENS), 13(4):280-290.
Franssman, H., (2007). Hızlı ve Dogru Yolluk ve Besleyici Dizaynı için Döküm Simülasyon Programlarının Pratik Kullanımı, Metal Dünyası, 164, 30-31.
Guleyupoglu, S., (1997). Casting Process Design Guidelines, AFS Transactions, 83, 869-876.
Hsu, F.Y., Jolly, M.R. and Campbell, J., (2006). Vortex-Gate Design for Gravity Casting, International Journal of Cast Metals Research, Vol 19,No 1, 38-46.
Kara, A., Çubuklusu, H.E., Topçuoğlu, Ö.Y., Çe, Ö.B., Aybars, U., Kalender, C. (2017). ‘‘Alüminyum Alaşımlı Jantların Tasarım ve Ağırlık Optimizasyonu’’, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23 (8), 957-962.
Kahraman, H. (2013). ‘‘Dökümlerde Besleyici İşlevinin Süreç Benzeşimi ile Kontrolü’’, Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi.
Kayıkcı, R., (2008). Büyük kütleli Bir Çelik Parçanın Dökümünde Klasik ve Bilgisayar Destekli Mühendislik Yöntemlerinin Karşılaştırılması, Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 23, No 2.
Kayıkcı, R. ve Akar, N., (2007). “Farklı Kesit Kalınlıklarına Sahip Büyük Hacimli Bir Çelik Dökümünün Simülasyon Teknikleriyle Tasarlanması” Politeknik Dergisi, 10-4, 214-227.
Kayıkcı, R. ve Çolak, M., (2009) Kuma Dökülen Etial160 Alüminyum Alaşımında Tane İnceltmenin Beslenebilirlik Üzerine Etkisinin İncelenmesi, 5th. International Advanced Technologies Symposium, May.
Koru, M., Serçe, O. (2015). ‘‘Yüksek Basınçlı Döküm Prosesinde Enjeksiyon Parametrelerine Bağlı Olarak Döküm Simülasyonu’’, Cumhuriyet Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi (CFD), 36, (5), 1300-1949.
Özaydın, O., Armakan E., Özdemir, K. (2018). ‘‘Jant Kolu Arkası Boşluğunun Parametrik Tasarımı ve Optimizasyonu’’ 10.Uluslararası Döküm Kongresi 25-27 Ekim, İstanbul, Türkiye.
Ransing, R.S.(2004). Review of Optimization Methods for Casting Simulation, JOM, 56(11), 250-253.
SOLIDCast Training Course Workbook Version 8.2.5, 2016
Stefanescu, D.M., (2005). Computer Simulation of Shrinkage Related Defects in Metal Castings - Review, International Journal of Cast Metals Research,vol 18, no 3, 129-145.
URL-1, http://www.finitesolutions.com/ (Aralık 2019).