Döküm Döküm Ürünleri İçin Yöntem Seçimi DÖKÜM ÜRÜNLERİ İÇİN YÖNTEM SEÇİMİ Hazırlayan: Mehmet Emin KORKMAZ G0101.06037 DÖKÜM ? Döküm yöntemi, sıvı halde akıcı olan metallerin, üretilmek istenen parçanın biçimindeki bir boşluğa sahip olan kalıplara dökülerek katılaştırıldığı bir imalat yöntemidir. DÖKÜM YÖNTEMİNİN DİĞER İMAL USULLERİNE AVANTAJLARI ? Yöntemin sınırları çok geniş olup, hem çok küçük parçaların, hem de tonlarca ağırlıktaki büyük parçaların üretimine uygun değişik teknikler bulunmaktadır. ? Çok karmaşık biçimli ve içi boş parçaların üretimi mümkündür. ? Bazı malzemeler (örneğin dökme demir) sadece döküm yoluyla elde edilebilir. ? Seri üretime uygun ekonomik bir yöntemdir. DÖKÜM YÖNTEMİNİN DİĞER İMAL USULLERİNE DEZAVANTAJLARI ? Çok ince kesitlerin elde edilmesi güçtür. ? Az sayıda parça üretimi için genellikle ekonomik değildir. ? Aynı malzemenin plastik şekil verme yöntemleri (örneğin dövme) ile elde edilmiş olanı, dayanım bakımından genellikle daha üstündür DÖKÜM TERMİNOLOJİSİ KATILAŞMA ? KATILAŞMA İŞLEMİ (Çekirdeklenme ve Büyüme) ? SOĞUMA EĞRİLERİ (– Dökme Sıcaklığı – Aşırı Isıtma – Soğuma Hızı – Katılaşma Zamanı ) ? DÖKÜM YAPISI ? AKICILIK ? DÖKME SICAKLIĞI ? KATILAŞMA BÜZÜLMESİ DÖKÜM YÖNTEMLERİ TEK KULLANIMLIK KALIPLAR ? KUM KALIBA DÖKÜM ? DİĞER DÖKÜM YÖNTEMLERİ ÇOK KULLANIMLIK KALIPLAR ? KALICI KALIBA DÖKÜM KUM KALIBA DÖKÜM YÖNTEMLERİ ? Yaş kum kalıplar ? Kuru kum kalıplar ? Yüzeyi kuru kum kalıplar ? Toprak (balçık) kalıplar ? Çukur kalıplar ? Maça kalıplar ? CO2 yöntemiyle hazırlanmış kalıplar ? Çimentolu kalıplar ? Havada kendiliğinden sertleşen kalıplar DİĞER GEÇİCİ KALIBA DÖKÜM YÖNTEMLERİ ? Kabuk kalıplar ? Dolu kalıplara döküm ? Hassas (investment) döküm ? Vakumlu kalıplar ? Alçı kalıba döküm ? Seramik kalıplara döküm KALICI KALIPLARA DÖKÜM ? Kokil (Metal) kalıba döküm ? Basınçlı döküm ? Savurma (Santrifüj) döküm YÖNTEM SEÇİMİ ? Her döküm yönteminin kendine göre avantaj ve dezavantajları mevcuttur. Bu yüzden dökülecek malzemeden beklenen özellikler (karmaşıklık, boyut, yüzey pürüzlülüğü, boyut hassasiyeti, gözeneklilik, üretim hızı, üretim miktarı) değiştikçe seçilecek yöntem de değişiklik göstermektedir. ? Yöntem seçiminde daha sonra maliyet konusu göz önüne alınır. Aynı özellikleri sağlayan birkaç yöntem içerisinden seçim yapılacaksa her zaman ucuz olan tercih edilir. YÖNTEM SEÇİMİ Yöntem Avantajlar Dezavantajlar Kum Döküm Tüm metaller dökülebilir. Boyut ve ağırlık kısıtlaması yok. Teçhizat maliyeti düşük Bitirme işlemleri gerekir. Geniş toleranslar. Kabuk Kalıba Döküm Boyut hassasiyeti iyi. Yüzey kalitesi yüksek. Parça boyut ve ağırlığı sınırlı. Teçhizat ve modeller pahalı. Eriyen Modellerle Döküm Karmaşık parçalar dökülebilir. Boyut sınırı yok. Tüm metaller dökülebilir. Modellerin dayanımı düşük ve yüksek maliyetli. Alçı Kalıba Döküm Karmaşık parçalar dökülebilir. Boyut hassasiyeti iyi. Yüzey kalitesi yüksek. Gözeneklilik düşük. Kalıp yapım zamanı uzun. Boyut ve ağırlık sınırlı. Yanlız demir dışı metaller dökülebilir. Seramik Kalıba Döküm Karmaşık parçalar dökülebilir. Boyut hassasiyeti mükemmel. Yüzey kalitesi yüksek. Parça Boyutu Sınırlı Hassas Döküm Karmaşık parçalar dökülebilir. Yüzey kalitesi yüksek. Boyut hassasiyeti iyi. Tüm metaller dökülebilir. Parça Boyutu Sınırlı. İşçilik Pahalı. Kalıcı Kalıba Döküm Yüzey kalitesi yüksek. Boyut hassasiyeti iyi. Düşük Gözeneklilik. Yüksek üretim hızı Yüksek kalıp maliyeti, Ergime noktası yüksek metallere uygun değil. Karmaşık parçalar imal edilemez. Metal Kalıba Döküm Yüzey kalitesi yüksek. Boyut hassasiyeti iyi. Yüksek üretim hızı Kalıp maliyeti yüksek. Parça sayısı sınırlı. Bütün alaşımlar dökülemez. Gecikme zamanı uzun. Santrifüj Döküm Geniş ve silindirik parçalar için yüksek yüzey kalitesi ve yüksek üretim hızı. Pahalı Teçhizat. Kum Kabuk Kalıba Alçı Kalıba Hassas Kalıcı Kalıba Metal Kalıba Santrifüj Döküm Döküm Döküm Döküm Döküm Döküm Döküm Tipik Döküm Malzemeleri Tümü Tümü Demirdışı Mlz. Tümü Tümü Demirdışı Mlz. Tümü (Al, Mg, Zn, Cu) (Al, Mg, Zn, Cu) Minimum Ağırlık (kg) 0.01 0.01 0.01 0.001 0.1 <0.01 0.01 Maksimum Ağırlık (kg) Limit yok 100+ 50+ 100+ 300 50 5000+ Yüzey Pürüzlülüğü (R a , µm) 5–25 1–3 1–2 0.3–2 2–6 1–2 2–10 Gözeneklilik 1 3–5 4–5 4–5 5 2–3 1–3 1–2 Karmaşık parça imal edebilirlik 1 1–2 2–3 1–2 1 2–3 3–4 3–4 Boyut Hassasiyeti 1 3 2 2 1 1 1 3 Et kalınlığı (mm): Minimum 3 2 1 1 2 0.5 2 Maksimum Limit yok — — 75 50 12 100 Boyutsal Tolerans(mm/mm) 1.6–4 mm ±0.003 ±0.005–0.010 ±0.005 ±0.015 ±0.001–0.005 0.015 Maliyet 1, Teçhizat 3–5 3 3–5 3-5 2 1 1 Model/Kalıp 3–5 2–3 3–5 2-3 2 1 1 İşçilik 1–3 3 1–2 1-2 3 5 5 Gecikme zamanı Gün(ler) Hafta(lar) Gün(ler) Hafta(lar) Hafta(lar) Hafta(lar)- Ay(lar) Ay(lar) Üretim Hızı 1–20 5–50 1–10 1–1000 5–50 2–200 1–1000 (parça/saat) Minimum miktar 1 100 10 10 1000 10,000 10–10,000 YÖNTEM SEÇİMİ ? Çok kullanımlı kalıba döküm yöntemleri ve tek kullanımlık kalıba döküm yöntemlerinin tipik parça başına maliyetleri grafikte görülmekte. ? Tek kullanımlık kalıba dökümde üretilecek parça miktarı ne kadar artarsa artsın parça başına maliyet önemli ölçüde değişmez ? Oysa çok kullanımlı kalıplarda parça miktarı arttıkça parça başına maliyet önemli ölçüde azalır. YÖNTEM SEÇİMİ UYGULAMASI ? Örnek olarak seçilen parça su tesisatlarında kullanılmaktadır. ? İstenilen parça sayısı 500 adettir. DÖKÜLECEK PARÇADAN BEKLENİLEN ÖZELLİKLER ? Akışkanın uyguladığı basınca dayanım. ? Bağlantı sağlığı için boyut hassasiyeti. ? İç yüzeyinde akışkana mümkün olan en küçük direnci oluşturması(Düşük iç yüzey pürüzlülüğü) PARÇA İÇİN MALZEME SEÇİMİ İstenen dayanımı verebilecek malzemeler içinde piyasada en yaygın kullanılan ve en ucuzu “Lamel Grafitli (Kır) Dökme Demir”dir. Malzeme bunun yanında korozyona dayanıklı ve talaşlı imalata da uygundur. Ayrıca malzemenin titreşim sönümleme özelliği de iyidir Yöntemin Belirlenmesi İlk etapta dökülecek malzemeye uygun döküm yöntemi belirlenir. Malzeme demir esaslı olduğu için Alçı Kalıba döküm yöntemi kullanılamaz. Diğer yöntemlerle bu malzeme dökülebilir. Yöntemin Belirlenmesi ? Çukur kalıba döküm ve çimento kalıba döküm yöntemleri de çok büyük parçalar için kullanılan maliyeti yüksek yöntemlerdir. Bu yüzden kullanılamaz. ? Maça kalıba döküm yöntemi diğer yöntemlerle imal edilemeyecek karmaşık parçalar için kullanılır. İmal edilecek parça geometrisi karmaşık olmadığı için gereksiz ve yüksek maliyete yol açacağından tercih edilmez. Yöntemin Belirlenmesi ? Dolu kalıba döküm yöntemi büyük boyutlarda ve sadece bir adet üretilecek parçalar için uygun olduğundan kullanılamaz. ? Balçık kalıba döküm yöntemi dönel geometriye sahip ağır parçaların dökümü için uygun bir yöntemdir. Yani imal edilecek parça için kullanılamaz. Yöntemin Belirlenmesi Kalıcı kalıba döküm yöntemleri ise dökülecek parça sayısının azlığından yüksek maliyet getirdiği için istenilen özellikleri sağlayan başka yöntemler araştırılır Yöntemin Belirlenmesi Maliyet bakımından da kum döküm her ne kadar uygun görünse de parça boyutu ve et kalınlığı küçük olduğundan yüzey pürüzlülüğü ve boyut hassasiyeti yeterli değildir. Parça boyutu çok daha büyük olsa (ana dağıtım şebekesi parçaları vb) akış için gereken yüzey pürüzlülüğü kabul edilebilir değeri daha yüksek olacağından bu durumda kum döküm yöntemi çok ucuz ve istenilen özelliklere sahip parçaların dökümü için kullanılabilecekti. Yöntemin Belirlenmesi ? Kullanılabilecek yöntemler içerisinde kabuk kalıba döküm, seramik kalıba döküm ve hassas kalıba döküm yöntemleri hariç diğer yöntemler elenmiştir. ? Ancak seramik kalıba döküm, hassas döküme göre daha kaliteli sonuçlar vermesine rağmen hassas döküme göre daha pahalı bir yöntemdir ve hassas döküm parça için gerekli şartları sağladığından seramik kalıba döküm yöntemini kullanmak gereksizdir. Yöntemin Belirlenmesi Hassas döküm veya kabuk kalıba döküm yöntemlerinden birisi bu parçayı imal etmek için kullanılabilir. Ancak parça başına imalat için gereken zaman düşünülürse kabuk kalıba döküm yöntemi de elenmiş olur. SONUÇ Parçadan beklenen özellikler, uygulanabilirlik ve maliyet açısından bu ürünü Hassas Döküm Yöntemi kullanarak imal etmek uygun olacaktır