Modern Üretim
Yöntemleri
Sunumlar
2014
PLAZMA IŞINI İLE (PBM)
Tanım
Plazma, maddenin dördüncü halidir. Madde gaz halinde iken doğru koşullar altında maddeye
enerji verilmesinin devam etmesi maddenin plazma haline geçişine neden olacaktır. Enerji
kaynağı elektrik olabileceği gibi, ısıl veya ışın kökenli de olabilir. Plazmayı maddenin gaz
halinden ayıran en önemli farkları, elektriği iletmesi, çok yüksek sıcaklıkta olması ve ışık
yaymasıdır. Maddenin plazma hali, serbest halde gezinen elektronlardan ve elektronlarını
kaybetmiş atomlardan (iyonlardan) oluşur, eşit miktarda pozitif ve negatif yük içerir. Elektriği
ileten tüm metallere uygulanan prensiplerin çoğu plazmalar içinde geçerlidir ve plazma
manyetik ve elektrik alanlardan etkilenir. Günümüzde plazmalar değişik teknolojiler
geliştirilerek imalatta, tıpta, ışıklandırmada, televizyonlarda, enerji üretmekte (nükleer) ve
daha birçok teknolojide kullanılmaktadır.
Plazma ile kesme işleminin keşfedilmesi 1950'li yıllara rastlar. TIG kaynağının verimini
artırmak için Union Carbide firmasının kaynak laboratuarında yapılan araştırmalar sırasında
araştırmacılar nozul ağız açıklığının daraltıldığı zaman TIG torçundan malzemeye doğru akan
ark ve gazın özelliklerinin değiştiğini, ark ve gazın daha yoğun hale geldiğini fark ettiler.
Arkın ısısı daha yüksekti ve nozul içinde artan basınç ile akış hızı artmıştı. Artan sıcaklık
nedeni ile malzeme arkın değdiği noktada kalınlık boyunca lokal olarak ergiyor, plazma
jetinin hızı ergimiş metali basınçla iterek uzaklaştırıyordu. Böylece malzeme kesilmiş
oluyordu. Bu gelişmeyi takiben ilk plazma torçları piyasaya sunulmaya başlandı. Bu kesme
metodu çok kalın malzemelerde bile yüksek hızlarda kesme olanağı sağlıyordu.
Konvansiyonel plazma kesimi olarak da tanınan bu teknik 1970 li yıllara kadar yaygın olarak
kullanıldı. Bu teknikte, plazma arkı kesim esnasında iyi kontrol edilemediği, ark
konsantrasyonunun sürekliliği ve plazma ark akışının yoğunluğu sağlanamadığı için elde
edilen malzemenin kalitesi hassas kesimler için kullanılmasında bir engel olmuştur. Bu
nedenle başlangıçtan günümüze kadar çeşitli teknolojiler geliştirilerek kesme kalitesinde
iyileştirme yönünde çalışmalar yapılmıştır.
PLAZMA IŞINI İLE İŞLEME
Plazma ile kesme, iletken metallerin kesiminde kullanılan termal bir kesme metodudur.
Kesme basitçe, torç içinde akan gaza enerji verilerek kısmen iyonlaştırılması ile oluşturulan
yüksek sıcaklıktaki plazmanın gaz akışı etkisi ile nozul ağzından pozitif kutup olan
malzemeye yönelmesi, malzemeyi ergitmesi ve ergiyen malzemenin akan gazın jet etkisiyle
itilerek uzaklaştırılması ile gerçekleştirilir. Plazma ile kesim; düşük işletme ve yatırım
maliyeti, yüksek kesme hızı, üretim hattı uygulamasına ve otomasyona uygunluğu, sürekli
iyileştirilen kesme kalitesi ile sanayide yaygın olarak kullanılır. Plazma ile kesme metodu
vagon sanayi, gemi inşa sanayi, iş makineleri sektörü, basınçlı kap sanayi gibi imalat
sektörlerinde yoğunlukla kullanılmaktadır. Kesme İşlemi; plazmanın yüksek sıcaklığı nedeni
ile malzemeyi lokal olarak ergitmesi ve yüksek akış hızındaki taşıyıcı gazın ergimiş
malzemeyi püskürterek malzemede bir delik açması ile başlar. Bu esnada torç taşıyıcı sistem
ile hareket ettirilerek kesme işlemi gerçekleştirilir.
Taşınan Ark Metodu
2
Güç kaynağına gelen bir sinyal eş
zamanlı olarak açık devre gerilimini
açar ve torça gaz akışını başlatır.
Sistemde nozul ve malzeme güç
kaynağının pozitif kutbuna, elektrod
ise negatif kutbuna bağlıdır. Taşıyıcı
gaz nozul ve elektrod arasındaki boşluktan geçerek nozul ağzından dışarı akmaya başlar. Bu
esnada yüksek frekans ateşleme devresi, nozul ile elektrod arasında yüksek frekansta arklar
oluşturur. Taşıyıcı gaz bu arklardan gelen enerji ile kısmen iyonize olur. Yüksek akış hızında
ki gaz, itme etkisi ile bu akım yolunun pozitif kutbunu dışarıya yöneltir. Pozitif kutuptaki
malzeme ile artık akım devresi tamamlanmıştır ve yüksek frekans devresi kapanır. Gazın
sürekli olarak iyonizasyonu doğru akım devresinden gelen enerji ile sağlanır. Bu şekilde elde
edilen plazma metoduna "taşınan ark metodu“ (transferred arc method) denir.
Taşınmayan Ark Metodu
Plazma ile kesme işlemi genel olarak taşınan ark metodu ile gerçekleştirilir. Bir diğer metot
ise "taşınmayan ark metodudur (non- transferred arc method). Torç teknolojisi farklıdır.
Plazma arkı malzemeye transfer edilmeden nozul ile elektrod arasında başlar ve akan gaz
etkisi ile plazma torç ucunda alev şeklinde çıkar. Genel olarak bu metot iletken olmayan
malzemelerde kullanılır ve diğer plazma işlemlerinde (örneğin yüzey kaplamada, atık
işlemede) kullanılır. Kesmede yaygın olarak kullanılmamasının nedeni plazma ark
yoğunluğunun kontrol edilememesidir.
Plazma İle Kesilebilen Malzemeler
Malzeme
Karbon Çelikleri
Paslanmaz Çelik
Alüminyum
Bakır
Plazma Gazı
Oksijen
Hava
Hava
H35 & Azot
Hava
H35 & Azot
Oksijen
Oksijen
3
Koruyucu Gaz
Oksijen & Azot
Hava
Hava & Metan
Azot
Metan
Azot
Oksijen & Azot
Oksijen & Azot
Plazma ile kesme yöntemi sanayide yaygın olarak alaşımlı çelik, paslanmaz çelik, karbon
çeliği, alüminyum alaşımları, titanyum alaşımları ve bakır kesmekte kullanılır. Nikel,
titanyum ve alaşımları gibi malzemelerin kesimi ancak talaşlı işlemeden önce malzemeyi
kesip hazırlamak için uygun olabilir. Çünkü bu malzemelerin plazma ile kesiminde kesme
ağzı ve yüzeyinde pürüz, malzemede de renklenme görülmektedir. Koruyucu ve plazma gazı
kombinasyonları, gazların akış hızları ve malzeme kalınlığı malzemelerin kesme kalitesini
etkiler.
Plazma İle Kesmede Önemli Parametreler
Plazma ile kesmede önemli parametreler gaz parametreleri, güç kaynağı parametreleri ve
kesme hızıdır. Taşıyıcı (plazma) ve koruyucu gazın akış hızı ve gazların karışım oranıdır.
Plazma gazının akış hızının artışı arkın kararlılığını etkileyen faktörlerden birisidir. Arkın
yoğunluğunu arttırır. Artan momentum nedeni ile eriyen malzemenin kesme bölgesinden
püskürtülmesini kolaylaştırır.
Avantajları
 Karmaşık kimyasal analizler ve bakımlar gerektirmez.
 Zararlı çözücüler veya asit özellikli kimyasallar kullanılmaz.
 Temiz çalışır, Genellikle arındırmak için gerekli olan işlemleri (çözücü ile silme,
ultrasonik temizlik, kumlama vb.) yoktur.
 Çalışanlar zararlı kimyasallara maruz kalmaz.
 İşletmek için düşük enerji ihtiyacı vardır.
Dezavantajları
 12 mm kalınlığında çelik plakaları kesmek için büyük güç kaynakları (220 kW)
gerekmektedir.
 Proses, ısı ( iş parçasını bozan ve zehirli duman oluşturan ) üretebilir.
4
BUZ JETİ İŞLEME (IJM)
Tanım :
Aşındırıcılı su jeti ile işleme yönteminin bir türevidir. Bu yöntemde AWJM de kullanılan
Silikon Karbit veya Alüminyum oksit aşındırıcılar yerine buz tanecikleri kullanılmaktadır.
İki farklı yöntem ile buz elde edilir.
1. Buz üretimi su jeti ile karışım noktası öncesinde gerçekleştirilir. Buz parçacıkları Azot
gazı kullanılarak elde edilir. Buz jeneratörü içine alt kısımdan su püskürtülürken üst
kısımdan da - 196 °C sıvı azot gazı püskürtülmektedir. Azot ve su karşılaştıklarında
meydana gelen buz parçaları toplama tankına dökülerek su jetinin hızı ile vakum oluşumu
neticesinde kesme nozuluna ulaşmaktadır. Kesme bölgesinde buz, su ve azot gazı birlikte
bulunmaktadır.
2. Diğer bir yöntem de -196 °C sıvı azot gazının harici bir kaynak olmadan mevcut su jeti ile
direk karışım bölgesinde karşılaştırılması sonucu buz parçacıkları elde edilerek kesme
bölgesine gönderilmesidir. Kesme bölgesinde buz, su ve azot gazı birlikte bulunmaktadır.
Özellikleri :





Su basıncı: 50-700 Mpa
Su hızı: 500-900 m/s
Nozul Çapı: 0,1 – 0,3 mm
8 °C Buz tanecikleri çapı 60 μm
Buz taneciklerinin sıcaklıkları ile sertlikleri ters orantılıdır.
Kullanım Alanları:



Malzemelerin kesimine uygundur.
Delik ve köşeler gibi ulaşılamayan bölgelerden çapak alma işlemleri için kullanılır.
Temizlik amaçlı kullanılır.
5
Avantajları:






Düşük maliyet (AWJM den)
Çevreci
Verimli
Isıdan etkilenmiş bölge oluşmaz.
Çalışan sağlığına toz solunum riski yoktur
Su yeniden kullanılabilir. (Su tüketiminde %90 azalma)
Dezavantajları:





Buz üretimi özel teçhizat gerektirir.
Buz iletim hatları izolasyon gerektirir
Nemden etkilenen malzemelerde kullanılamaz.
Gürültülüdür
Sürekli ısı kontrolü gerektirir
Su Jeti ile Buz Jeti İşleme Karşılaştırılması
Buz jetinin ayrıca temizlik amacıyla kullanımı da mevcuttur. Ancak bu sistemde buz sudan
elde edilmediği için kuru buz olarak adlandırılmaktadır.
6
Kuru buz normal basınç şartları altında sıvı halde bulunmayan karbondioksitin -78.5 °C'de
dondurularak katı hale getirilmesi ile elde edilen buzdur. Kuru buz parçacıkları pellet halinde
olup genelde silindir çapları 1.7, 3.0, 6.0, 10.0 veya 16.0 mm silindir uzunluğu ise 5-10 mm
dir. Kuru buz temizliğine geleceğin temizlik sistemi diyebiliriz. Kompresörden sağlanan
basınçlı hava yardımı ile kuru buz parçacıkları 300 - 900 m/s'ye kadar hızlandırılır.
Temizlenecek yüzeyle temas anında parçacıkların ağırlık ve hızları ile orantılı olan kinetik
enerjileri bir püskürtme ile temizlik kuvvetine dönüşür.
Kendinden daha sıcak bir yüzeye çarpan kuru buz parçacıkları anında süblimleşerek gaz
karbondioksit halini alır. Katı halden gaz hale geçen karbondioksit molekülleri hacimlerini
800 katına çıkartırken yüzeydeki istenmeyen katmanları da parçalar. Ani ısı değişiklikleri de
yüzeydeki inatçı kirlerin direncinin kırılmasına yardımcı olur.
Avantajları:
 Kuru Bir Temizlik Yapar, ardında atık bırakmaz.
 Kimyasal temizlemenin aksine çevre dostudur.
7








Temizlenen yüzeye zarar vermez, aşındırmaz.
Makinelerin performansını arttırır.
Ulaşılması en zor noktalara kolayca etki eder.
Düşük maliyet,
Dezenfektasyon,
Kısa süreli işlem,
Kurutma süresi olmadan işlem,
Elektrik ve Elektronik sistemlere zararsız,
KULLANIM ALANLARI
Plastik Sanayi
Otomotiv Yan Sanayi
Mobilya Makineleri
Kauçuk Sanayi
Matbaa Makineleri
Soğutma Sanayi
Kimya Sanayi
Gemi ve İnşaat Sanayi
Petro-Kimya Sanayi
Tekstil Sanayi
Döküm Kalıp Sanayi
Döküm Kalıp Sanayi
Gıda Sanayi
Enerji Sektörü
Kâğıt Sanayi
Metal Sanayi
Sağlık Sektörü
Elektronik Sanayi
MDF ve Sunta Sektörü
8
AŞINDIRICI JET İLE İŞLEME (AJM)
Çok yüksek hızlı jet içinde bulunan aşındırıcılar iş yüzeyine çarparak yüzeyden çok küçük
parçalar kırar/koparır



Genel olarak, Abrasif Taneciklerin boyutları 50 μm civarındadır.
Yaklaşık iccapı0.5 mm olan Lüleden ortalama 200 m/s hız ile 2 mm uzaklıktaki iş
parçasına akışkan jeti uygulanır.
Abrasif parçacıkların kinetik enerjisi, iş parçası yüzeyinden malzeme kaldırmak için
yeterli olmalıdır
EKİPMANLAR
Gaz akımı ağza bağlantı hortumu ile aktarılır. aşındırıcı gazın ağızdan çıkış hızı 330 mt/sn ye
odaklıdır.
Aşındırıcı jet makinesini oluşturan parçalar:
Gaz itiş sistemi, aşındırıcı parçacık besleyici, işlem bölmesi, jet ağızlığı, aşındırıcılar
Gaz itiş sistemi:
Temiz ve kuru hava sağlar. Hava, nitrojen ve karbondioksit aşındırıcıları itmek için kullanılır.
Bu gaz ya kompresör ya da bir silindirden sağlanır. Kompresör durumda ise hava,
aşındırıcıların su veya yağ ile bulaşmaması için kurutucu ile filtrelenir. Gaz toksik olmamakla
birlikte ucuz ve kolay elde edilebilir olmalıdır. Ağızlıktan çıktığında çabucak atmosferde
9
dağılmamalıdır. İtiş için harcanan oran 5 bar basınçta 0.008 m³/dk ve aşındırıcı tüketimi ince
işlemde 2 ile 4 gram/dk ve kesim işleminde 10 ile 20 gram/dk.
Aşındırıcı parçacık besleyici:
Gereken aşındırıcıyı sağlar. İtici güç karıştırma bölmesine gönderilir ve burada aşındırıcı ile
karıştırılarak elekten geçer. Elek 50 ile 60 Hz oranında titretilir ve bu titreşimin genişliği
karışımın oranını belirler. Parçacıklar karıştırma bölmesine taşıyıcı gaz ile gönderilir. Hava ve
aşındırıcı karışımı ağza doğru ilerler. Ağız yüksek hızlı karışımı iş parçasına odaklar ve
gönderir.
İşlem bölmesi:
Aşındırıcı parçacıkların bölmeye zarar verecek seviyelere ulaşmaması için iyice yalıtılmıştır.
İşlem bölmesi toz vakumu ile donatılmıştır. Eğer toksik bir materyal ile çalışılacaksa toz
vakumu özellikle göz önünde bulundurulmalıdır.
Aşındırıcı jet ağızlığı:
Genellikle tungsten karpit veya safirden yapılır. Tungsten için çalışma ömrü 12 ile 30 saat
arasında iken safir için ortalama 300 saat çalışma ömrü vardır. Ağız oval veya dikdörtgen ve
uç bolümü düz veya sağa açılı şekilde olur. Açısal sürtünmeyi en aza indirgemek için
özellikle tasarlanmıştır. Ağız aşındıkça jet çıkışının dağılımı da yükselir. Buda kesimi
parazitli ve hatalı hale getirir.
Aşındırıcılar:
Alüminyum oksit, silikon karpit, cam parçacıkları, parçalanmış cam ve sodyum bikarbonat
kullanılan aşındırıcılardan bazılarıdır. Aşındırıcı seçimi iş türü, işlem keskinliği ve MRR’a
göre yapılır. Alüminyum oksit; parçacık boyutu, 12 ile 50 mikron. Temizleme, kesme ve
çapak alma için kullanılır. Silikonkarbit; parçacık boyutu, 25 ile 40 mikron. Alüminyum ile
aynı işleve sahip ancak sert materyal için kullanılır. Cam parçacıklar; parçacık boyutu 0.635
ile 1.27 mm. Mat cila verir. Dolomit; parçacık boyutu 200 mesh. Gravür ve parlatma için.
Sodyum bikarbonat; parçacık boyutu 27 mikron. Temizleme, çapak alma ve yumuşak
materyali 50°C altında kesme
Uygulamalar
 Cam buğulama, yazı yazma, şekil / resim yapma. İşlenmesi istenmeyen yüzeylerin
maskelenmesi gerekir (Bakır, lastik, cam maske malzemesi olarak kullanılır.).

Enjeksiyon kalıplama ile imal edilmiş plastik parçaların ayırma çizgilerinin ve
çapaklarının temizlenmesi

Seramik, plastik parçaların parlatılması, temizlenmesi

Metal kalıpların erişilmesi zor kısımlarının temizlenmesi

Narin ve çok sert parçaların kesilmesi, işlenmesi ve kanal açılması

Parçaların yüzeyindeki boya, yağ, pas ve benzeri pisliklerin temizlenmesi
10

İç delik kesişimin deki parçaların temizlenmesi.

Seramik ve cam malzemeleri kesme ve vida dişi açma (Ayrıca küçük boyutlu delik
açma)
Avantajları:







Aşındırıcı boyutuna bağlı olarak üst yüzey cilasi elde edilebilir.
Zarar verme derinliği düşüktür. (yaklaşık 2.5 mikron).
Soğuk kesim özelliği sayesinde narin ve ısıya uyarlı materyal işleyebilir.
İşleme parçası ile işlenen parça arasından temas olmadığından, gıcırdama ve
titreşim olmaz.
Düşük maliyeti ile kullanımı ve bakımı kolaydır.
Sert kırılgan materyallerin işlenmesi mümkündür.
Karmaşık şekillerdeki sert maddelere delik açabilecek kapasitededir.
Dezavantajlar:








Düşük malzeme kaldırma hızı (material removal rate) nedeniyle sınırlı kapasitesi
vardır (cam için Material Removal Rate 40/dk).
Aşındırıcılar iş yüzeyine takılabilir, özellikle yumuşak materyal işleminde.
Kesim netliği konikleşen delik tarafından engellenebilir.
Parazitli kesimden kaçınmak zordur.
Toz toplama hava kirliliği ve sağlık problemlerini engellemek için zorunludur.
Ağzın çalışma ömrü sınırlıdır (300 saat).
Aşındırıcı parçacıkların kesin köşeleri körleşip dağılan parçacıklar ağzı
tıkayabileceğinden yeniden kullanılamaz.
Ağız ile parça arasındaki kısa mesafe işlem sırasında ağza zarar verir.
11
MANYETİK ZIMPARALAMA
Genel anlamada manyetik aşındırıcılar yardımı ile işleme yöntemi, yüzeylerin bitirilmesi,
temizlik, ısınarak yapışan talaşın işlenmesi, metal ve metal olmayan ileri mühendislik
ürünlerinin yüzeylerinin parlatılmasında etkili olan bir işleme yöntemidir.
Geleneksel yöntemlerde en iyi yüzey pürüzlülüğü taşlama işleminde 0.025-6.25 μm, honlama
işleminde 0.025-1.5 μm, laplama işleminde 0.013-0.75 μm olarak tespit edilmiştir. Günümüz
teknolojik gereksinimleri doğrultusunda pek çok ürün nano (10-9 m) düzeyde yüzey
pürüzlülük değerleri gerektirmektedir. Bu değer bahsedilen geleneksel yüzey işleme
tekniklerle elde etmek mümkün olamamaktadır.
1938 yılında Harry P.Coats tarafından patenti alınmıştır. Manyetik aşındırıcılar ile yüzey
işleme, yüksek hız freze millerinin seramik rulmanları ve yatakları, hijyenik paslanmaz çelik
tüplerin iç yüzeyleri, havacılık gibi özel uygulamalarda gaz veya sıvı taşıyan tüplerin iç
yüzeyleri, yüksek sertliğe sahip tüplerin iç yüzeyleri, medikal amaçlı kullanılan kılcal tüplerin
iç yüzeylerinin işlenmesi gibi potansiyel uygulama alanları bulmuştur.
Manyetik Aşındırıcı Toz ile İşleme yöntemi, karmaşık şekilli ya da iç yüzeyi çok uzun ve dar
parçaların yüzeylerinin işlenmesinde kullanılabilecek bir yöntemdir. Aşındırılacak yüzeyler
metalik ya da metalik olmayan bileşenler (kılcal tüpler, medikal implantlar, cam, seramik,
polimer ve polimer kompozit malzemeler vb.) olabilmektedir.
Bu yöntemde, manyetik alanın gücünü kontrol etmek için ferromanyetik ve aşındırcı
partiküller (Al2O3, SiC, CBN veya elmas), kullanılmakta ve hepsi birlikte “aşındırıcı
karışım” olarak adlandırılmaktadır. Karışımın kendi içerisindeki hareketini kolaylaştırmak ve
sürtünme kuvvetini yenmek için yağlayıcı sıvı kullanılmaktadır. Karışımlarda kullanılan
aşındırıcı ve ferromanyetik partiküllerin boyutları ve miktarı malzemenin özelliklerine ve
başlangıç yüzey şartlarına bağlı olarak seçilmektedirler.
Manyetik alan altında yapılacak olan yüzey işlemenin çalışma prensibi, iş parçası yüzeyine
karşı olan manyetik karışımının rölatif hareketi vasıtasıyla mekanik olarak yüzeyden çok ince
katmanlarda abrasif aşındırma meydana getirmektir. Bu yöntemde işleme için uygulanan
manyetik alanın şiddeti, manyetik karışımın oranı, iş parçasının/aşındırıcı karışımın dönme
hızı meydana gelecek aşınmanın oranı ve miktarını belirlemektedir.
Manyetik aşındırıcıları etkileyen manyetik kuvvetin teğetsel bileşeni manyetik aşındırıcılar ile
tüpün iç yüzeyi arasında oluşan sürtünme kuvvetinden büyük olursa ve aynı zamanda da iş
parçası kendi ekseninde yüksek hızda döndürülürse manyetik aşındırıcılar tüpün iç yüzeyini
pürüzsüzleştirici bağıl hareket göstermektedir. Bu bağıl hareketin sonucunda da manyetik
aşındırıcı tarafından iş parçası tüpün iç yüzeyinden malzeme kaldırılır ve iç yüzey daha
pürüzsüz bir hale getirilir.
Manyetik aşındırıcılar iç yüzeyi işlenecek tüp, boru gibi silindirik geometriye sahip iş
parçasının içerisinde, manyetik alan tarafından üretilen işleme bölgesinde toplanırlar.
Ferromanyetik ve aşındırıcı partiküller herhangi bir yağlayıcı sıvı kullanılmadan mekanik
olarak karıştırılarak manyetik aşındırıcı karışım elde etmişlerdir. Oluşan bu aşındırıcı karışım
çok uçlu kesici takım gibi davranarak bir işleme bölgesinde manyetik aşındırıcı fırçalama
görevi üstlenir. Aşındırıcı partiküller üzerindeki manyetik kuvvet, gerekli işleme kuvvetini
sağlamaktadır
12
Silindirik iş parçalarının dış yüzeylerinin işlenmesi amacıyla uygulanan manyetik aşındırıcılar
ile işleme yöntemi çalışma prensibi aşağıda gösterilmiştir. Yüksek hızda dönen silindirik iş
parçasının dışında manyetik alan oluşturan kutup uçlarının (N ve S) arasında yer alan
manyetik aşındırıcı karışım dış yüzeye uyguladığı teğetsel kuvvet ile iş parçası yüzeyinden
aşındırma işlemi yapmaktadır.
(a) Manyetik aşındırıcılar ile dış yüzey işleme yönteminde teğetsel kuvvetin etkisi,
(b) Düzlemsel yüzeylerin manyetik aşındırıcılar ile işlenmesinde merkezkaç
kuvvetinin etkisi
No
İş parçası
malzemesi
Aşındırıcı partiküller
Aşındırıcı
Partiküller
boyutları
Yağlayıcı sıvı
Manyetik alan
Yoğunluğu
(Tesla)
İşleme
süresi,
saniye
Yüzey
pürüzlülüğü
Raveya A Ra
1 SS305, SS
316, Pirinç
Al2O3 (ferromanyetik
toz ile sinterlenmiş)
53, 75, 106 µm Yok
0.1-0.35 T
60, 90,
120
0.075 - 0.13 µm
Alaşımlı
Çelik
Beyaz Al2O3
(ferromanyetik toz ile
sinterlenmiş)
5 µm
Yok
0.7-1.0 T
45-180
8-50 nm
Al2O3 (ferromanyetik
toz ile sinterlenmiş)
120-420 µm
Hafif kesme
sıvısı
0.4-1.2 T
30 dk
0.05 µm
2
3 Pirinç
13
4
304
paslanmaz
çelik
Al2O3 (ferromanyetik
toz ile karşım)
80 - 150 µm
Çözülebilir
yüzey işleme
sıvısı
0-3.4 T
20 dk
0.02 µm
Bu teorik çalışmada manyetik aşındırıcılar ile yüzey işleme yönteminin talaş kaldırma
mekanizması ve işlem parametreleri tanıtılmıştır. Sonuç olarak yöntemle ilgili aşağıdaki genel
yargılara ulaşılmıştır.









Yöntem, metal veya metal olmayan tüm yüzeylere uygulanabilmektedir.
Mikro işleme ile üretilen teknolojik ürünlerin yüzeylerinin iyileştirilmesi için
uygundur.
Geleneksel yöntemlere kıyasla çok daha hassas ve ölçü tamlığında işleme yapılabilir.
Zehirli kimyasallar kullanılmaz, çevre dostu bir yöntemdir.
Kesici takım, elektrot gibi sarf malzemeler içermez.
Tüp gibi silindirik geometrili iş parçalarının iç ve dış yüzeyleri veya düzlem yüzeyler
işlenebilmektedir.
Mikro düzeyde iç çapı olan kılcal tüplerin işlenmesi için ideal bir yöntemdir.
İşlemede kullanılan aşındırıcı partiküllerin çapları küçüldükçe yüzey pürüzlülüğünü
azalmaktadır.
İşlemede kullanılan aşındırıcı partiküllerin çapları büyüdükçe, yüzeyden aşınan
malzeme miktarı artmaktadır.
14
İyon Işınıyla İşleme Yöntemi (IBM)
İyonlar atom moleküllerinden elde edilen yüklü partiküllerdir. Yüklü partiküllerin başlıca
avantajları elektrik ya da manyetik alanda tahmin edilebilir bir yol izlemeleridir. Elektrik ya
da manyetik alan ile kontrol edilen iyonlar bir iyon ışını oluştururlar. Yüzey
modifikasyonunda, iyonlar atom veya moleküllerden bir veya daha fazla elektronun
çıkarılması ile oluşan pozitif yüklü partiküller olarak tanımlanır.
IBM, hızlandırılmış iyonların kinetik enerjisinden yararlanarak malzeme işleyen bir
yöntemdir. Temel malzeme işleme mekanizması ısıl olmayıp dinamik bir olaydır, iyonların
yüksek hızda (2/3 ışık hızı) malzeme yüzeyine çarpması ile malzeme yapısı içindeki atomlar
yer değiştirir, iyon ışını atomları (örneğin Ar atomları) malzeme kristal yapısı içine
yerleşirler. Bu arada yer değiştiren iş malzemesi atomlarının bir kısmı malzeme yüzeyinden
sıçrayarak malzemeden koparlar.
Kimyasal tepkimeye giren iyon ışınlarının kullanılması ya da kimyasal tepkimeye girebilen
gaz ortamında argon iyonları kullanılması halinde çok net ve yüksek ayrıntıda işlemek
mümkündür. Malzeme iyonları arasına iyon ışınından iyonların yerleşmesi (tohumlama) ile
elektronik sanayiinde kullanılan çok önemli bir yöntem elde edilmiş olur .
İyon Işınıyla İşleme Yöntemleri
İyon Nitrürleme
İyon İmplantasyonu
İyon implantasyonu, iyonların 50 KeV'den 200 KeV'e varan bir enerjiyle malzeme yüzeyini
bombalaması işlemidir. İyonlar malzeme yüzeyine şiddetle nüfuz eder ve atomlarla çarpışarak
enerjilerini kaybeder.
Vakum altında iyonlarla ilsem gören yüzeylerde, iyon kaplama ve iyon implantasyonu gibi
yöntemlerle büyük değişiklikler gerçekleştirilebilmektedir.
İyon implantasyonu, 0,01 ile 1 mm arasında değişen derinliklerde yabancı atomların girişiyle
yeni bir yüzey tabakası oluşturan dengesiz bir prosestir.
İyon Işıma Yönteminin Tarihçesi
15
İyon implantasyonu ilk olarak 1906 da Rutherford tarafından çift yüklü pozitif helyum
iyonlarının alüminyum folyoya bombardıman edilmesiyle ortaya cıkarılmıstır. Ancak ilk ticari
iyon implantasyonu uygulaması, yarı iletken endüstrisinde 1970li yıllarda gerceklesmistir.
İyon Işını ile İşleme Yönteminde Kullanılan Ekipmanlar
Bir iyon implantasyonu ekipmanının ana parçaları şunlardır:
 Katıları, sıvıları ya da gazları iyonize eden iyon kaynakları,
 İyonları yüksek kinetik enerjili hale getiren hızlandırıcı sistem,
 İyonları kütlelerine göre ayıran analiz sistemi (kütle ayırıcı),
 İşlenecek yüzeye iyonları homojen şekilde dağıtan tarama sistemi.
İyon Işınını Elde Etme Yöntemleri
İyon kaynakları, implante edilecek elementin iyonizasyonunu gerçekleştirerek iyonların
oluşumunun sağlayan bir üreteçtir. Bir iyon kaynağı için en önemli parametreler; servis ömrü,
güvenirliği ve yüksek akım üretebilme kabiliyetidir.
Konstrüksiyonun detayları çok değişken olmakla birlikte; güvenli, yüksek akım üretimine izin
veren değişkenleri genelde aynıdır.
İyon implantasyonunda kullanılan iyon kaynaklarının çoğu pozitif iyon kaynaklarıdır ve ark
deşarjıyla ya da diğer yollarla üretilen plazmadan çıkarılır.
İyon Işını Kaynakları
 PIG İyon Kaynakları
 Freeman Kaynağı
 Bernas Kaynağı
 Mikrodalga İyon Kaynağı
16
 Metal Buhar Vakum Ark İyon Kaynağı
İyon Hızlandırma Sistemi
İyon kaynaklarında iyonlar düşük enerjide üretilirler ve iyon çıkarıcı sistemin ızgaralarına
yakın hareketsiz plazmada toplanırlar. Buna göre, iyonlar üretilir ve elektrodlar yardımı ile
gerekli enerjiye hızlandırılırlar.
Avantajları
 Aşınmaya, özellikle kaynaşmalı aşınmaya karşı malzemeyi dirençli yapan yüzey
sertleştirmesidir;
 Düşük sürtünme, düşük sarma problemi olur;
 Yorulma sınırında %30'a varan artış;
 Sıcaklıkta artış olmadan yüzey işlemi (soğuk metalürji) yapılır;
 Geometrik çarpılma olmaması;
 Yüzey durumunun (örn. süper yüzey) ve mekanik özelliklerinin (örn. düşük sıcaklık
menevişli çelik) korunması;
 Soyulmanın (bu bir kaplama değildir) olmaması ve Ciddi ölçüde artırılmış korozyon
direncinin sağlanması.
 İşlem, bölgesel olarak ve tamamen işlenmiş parçalar üzerinde yapılır ve metallere,
polimerlere ve elastomerlere uygulanabilir
Dezavantajları
17
 Termomekanik işlemlerde penetrasyon derinliğinin 20-3000 mm olduğu düşünülürse,
iyon implantasyonunda penetrasyon derinliği çok sığdır (0.1-2 mm).
 İşlem sonucu oluşan hataların hepsi tavlamayla giderilemez.
 Bazen zehirli gaz kaynakları kullanıldığından gerekli önlemler alınmadır.
 Yüksek sermaye maliyeti spesifik yüzeyin son derece önemli yada yüksek güvenilirlik
gerektiren parçalara uygulanabilirliği ile sınırlıdır.
Uygulama Alanları
 Tıbbi malzemeler: Cerrahi bıçakların kesiciliğinin ve ömrünün artırılması,
 Tıbbi protezler: Yapay kıkırdak, dizler, omuzlar, parmaklar, diş implantları
 Mekanik parçalar: Segmanlar, sürtünme parçaları
 Polimerler: Silikonlar, polietilen, vb.
 Metaller: Titanyum alaşımları, alüminyum alaşımları, çelikler, değerli metaller (altın,
vb.)
 Plastik, kağıt, sentetik, fiber ve yumuşak malzemeler için şekillendirme kalıpları,
kesme kalıpları ve delme kalıplarında
 Çok hassas ve pahalı kesici ve delici parçaların implantasyonu, bu parçaların ömrünü
10-20 kat artırmaktadır.
 Çok hassas delici uç ve matkapların kullanım ömürlerinin artırılması,
Tekstil makinelerinde git-gel hareketi yapan hassas parçaların sertleştirilip yüzeylerinin
kayganlaştırılması ve aşınmaya direnç kazanması için uygulanır.
İmplantasyon yönteminin başarıyla kullanıldığı bir diğer sektörde kalıplardır.:Ekstrüzyon
kalıpları ve enjeksiyon kalıplarında kullanılır.
18
Ultrasonik Takviyeli Elektro Kimyasal İşleme
Tanım
USMEC/USAECM (Ultrasonical Assistment Electrochemical Mechaning) yani Ultrasonik
Takviyeli Elektrokimyal İşleme yöntemi esasen bir hibrid(karma) teknolojidir.
Kullanılan modern üretim yöntemlerinin avantajları olduğu gibi dezavantajlarıda
mevcuttur.Avantajların arttırılması ve dezavantajların azaltılması , işleme süreçlerinin
iyileştirilmesi adına farklı süreçlerin birleştirilerek daha verimli bir işleme sağlanması
amacıyla geliştirilen Karma Yöntemlerden bir taneside USMEC/USAECM dir
Elektrokimyasal işleme (ECM) işlemesi zor olan malzemeleri ve serbest biçimli yüzeyleri
şekillendirmek için önemli bir teknolojidir.
ECM'de talaş kaldırma işlemi kimyasal çözünme ile sağlanır böylece parça üzerinde herhangi
bir gerilme oluşmazken, takım aşınması gibi bir durumda söz konusu değildir
USM'de ise talaş kaldırma işlemi Takımın yaklaşık 0,001-0,07mm genlikte ve 19000-25000
Hz frekanstaki salınım hareketi sebebiyle çamurun içinde bullunan sert partüküllerin iş
parçasına çarması sayesindeyapılmaktadır.
Güzel yüzeyler elde edilir. Özellikle kırılgan malzemeler için uydundur. Lakin takım aşınması
yüksektir.
Kısacası ECM yalnızca iletken malzemelerde kullanılabilirken USM sert ve kırılgan
malzemeler için uygundur.
İşleme hızları fazlasıyla yavaştır.
Metal ve metal içerikli kompozit malzemelerin işlenmesinde ikiside yeterince etkili değildir.
Yapılan ilk birleştirme çalışmalarında takım ultrasonik bir başlığa bağlanmıştır. Burada
incelenen ultrasonik titreşimlerin kimyasal çözünme (ECD) sürecine etkisi olmuştur.
19
Bu titreşimler elektrolit olarak kullanılan akışkan içerisinde türbülanslı bir akış oluşturarak
geçici kavitasyona sebep olurlar. Yani Ultrasonik dalganın sıvı içerisinde yayılımı mikro
kabarcıklar oluşmasına, molekülleri tutan kuvvetlerin kırılmasına ve yerel basınç düşmesine
neden olur.
Elektrota yakın alandaki mikrokabarcıklar- kütle ve elektrikyükünün taşınmasını arttıracak bir
yoğunluğa imkan verir.
Buradan çıkartılacak sonuç şudur ultrasonik titreşimler çözünme hızını arttıracak etkiye
sahiptir
(Kavitasyon'un Aşındırıcı Etkisine Örnek
Bir Gemi Pervanesi)
Ardından bu sürece aynı USM'de olduğu gibi aşındırıcı tanecikler eklenmiştir. Tek fark
aşındırıcı taneciklerimizin iletken olması istenmez.
İş parçası yüzeyinde, Ultrasonik titreşimin yarattığı kuvvet aşındırıcı parçacıkların yüzeyle
çarpışmasını sağlar. Oluşan Mekanik aşınma ile bir bozulma-dağılma aşaması gerçekleşir. Bu
aşındırıcı taneciklerin kesilen malzemeye değil çoğunluklar gevrek oksit yüzeye etki etmesi
beklenir çünkü elektroliz aşamasında yüzeyde gevrek bir oksit tabakası oluşur ve bu tabaka
Elektrokimyasal Çözünme sürecini yavaşlatır.
20
Burada Elektrolit ve Aşındırıcı eklenmiş sıvı, USM'deki aşındırıcı çamurun yerini almıştır.
Takımımız Katot, İş parçamız ise Anottur. 3-15 Volt arasında 5-30 A/cm2 olacak şekilde DC
akım uygunlanır. Katot takımımız yaklaşık 8-30 mikrometre arasında 20000 Hz frekansta
salınım yaparak talaş kaldırır.
Uygulamalar
Kullanım alanı elektrik iletkenliği olan Metal ve Metal kompozit, sert ve kırılgan
malzemelerdir. Havacılık, Uzay sanayi ve Tıbbi gereçlerin imalatında kullanılır.
Avantajlar





İşlenmesi güç olan (iletken) kompozit malzemelerin işlenmesi sağlanır.
Yüksek kalitede yüzeyler elde edilir.
USM ve ECM'ye göre daha yüksek hızla işleme yapılır.
Özellikle kırılgan malzemeler için uygundur.
Parçada herhangi bir termal gerilme oluşmaz, oluşan mekanik gerilme yüzeysel ve
fazlasıyla azdır.
Dezavantajlar




Pahalı ve Az Bilinen Bir Uygulamadır
Parça elektrik iletkenliğine sahip olmalıdır
Kimyasal çözünme ve aşındırıcılar etkisiyle takım yüzeylerinde toleranslandırma
sorunları
Takım aşınması
21
Electrochemical Deburring
Metal parçalarda (özellikle hidrolik devre parçalarında akışkan yönlendirme için) çapraz ya da
kesişen delikler (kanallar) bulunmaktadır. Ancak bu kanal sistemlerinin birleştiği noktalarda
çapaklar meydana gelmekte ve alışılmış sistemleri kullanarak bu çapakların temizlenmesi
çoğu zaman zor ve uzun sürmektedir.
Kanal Sistemleri
Bu tip çapakların temizlenmesi için ilk olarak 1970'lerde Termal Enerji Metodu (TEM)
geliştirilmiştir. Bu yöntemde milisaniye gibi çok kısa bir sürede ısıl patlamalar (yaklaşık
2970°C) oluşturarak çapaklar temizlenmektedir. Yöntemin dezavantajı ise yüzeylerde yağ
bulunması durumunda yanma sonu ortaya çıkan karbonun emilerek metal yüzeylerin karbon
konsantrasyonlarının arttırması sonucu yüzey sertliklerinin (kırılganlık) artmasıdır.
Bu çapaklar titreşim, ultrasonik, aşındırıcılı akışkan püskürtme gibi pek çok yöntemle de
temizlenebilmektedir. Bu yöntemlerden aşındırıcılı akışkan yönteminin başlangıcı 1950lere
kadar gitmekle birlikte kusurları ise yavaş, güvenilirliğinin düşük ve yüzeylerde ilave temizlik
gerektiriyor olmasıdır.
Elektokimyasal çapak alma yönteminde(Electrochemical Deburring - ECDB) ise anot haline
getirilen iş parçası, katot durumunda ki elektrod ve elektrolitik sıvı bulunmaktadır. Bu
yöntemde delik içerisine sokulan (parça-elektrod boşluğu 0.5-1mm) elektrod üzerinden geçen
akım kontrol edilerek (dairesel) yüzey üzerinde ki çapaklar temizlenir. Bu yöntem dişlilerde,
krank şaftlarda, delikli parçalarda kullanılmakla birlikte hidrolik devrelerde bulunan piston,
gömlek, dağıtıcılar gibi parçalarda da oldukça verimlidir.
22
Sistemin Çalışma Prensibi:
ECDB sisteminin temel dayanğı Faraday'ın Elektroliz yasaları olarak açıklanabilir. Bu
yöntemde dönen ve elektolitik sıvı ile beslenen elektrod parça içerisine sokulur. Elektrodun
dönmesinde ki amaç elektrolit akışının (0.3-0.5MPa) türbülanslı gerçekleşmesi sonucu
yüzeylerin homojen olarak işlenebilmesini sağlamaktır. Yöntemde 400-500mm/dk lık hızlara
çıkılabilmesine karşılık ortalama olarak 30-45sn lik periyotlar çapak alma için yeterli
olabilmekte, bu süre içerisinde 0.5mm ye kadar çapaklar temizlenip 0.05-0.2mm yarıçaplı
kenarlar elde edilebilmektedir. Oluşturulan devrede genel olarak 50A lik bir akım yeterli
olabilirken çok büyük ve geniş parçalarda 500A lik akımlara kadar çıkılabilmektedir.
Elektrolit olarak genellikle sodyum nitrat ya da sodyum klorür (250gr/lt) kullanılmaktadır. Bu
sıvının 21°C altında tutulması hidrojen oluşumunu azaltarak (metal hidroksit) yüzey
kalitesinin iyileştirilmesi açısından önemlidir. Suda ki Ph dengesi ve tuz miktarı korunmak
kaydıyla iyi bir filtre sistemi ile bu sıvı defalarca kullanılabilir.
Avantajları:





Belirtilen parça/yapılarda maliyeti ve süresi daha düşüktür.
İşleme kalitesi ve güvenilirlik yüksektir.
Akım kontrollü olarak sağlandığından işlem hassasiyeti yüksektir.
Az personelle ve düşük maliyetle gerçekleştirilebilir.
Sistem otomize edilebilir.
23
3 Boyutlu Yazıcı
3 Boyutlu Üretim Nedir?
3 boyutlu üretim, masaüstü imalat yada ingilizce “additive manufacturing” katkısal üretim olarak da
bilinen bir üretim yöntemidir. Hızlı prototipleme olarak bilinen bu teknolojide 3 boyutlu bilgisayar
tasarımı gerçek bir objeye dönüştürülür. 3 boyutlu sayısal model STL formatına dönüştürülür ve 3D
yazıcıya gönderilir. 3D yazıcı katman katman inşa ederek gerçek objeyi oluşturur.
3 Boyutlu Yazıcıların Tarihsel Gelişimi
Üç boyutlu yazıcıların tarihi bilgisayar tarihi kadar eski. 1970’li yılların sonlarına doğru bilim
dünyasının gündemine girmeye başlayan bu yazıcılar o dönemler çok büyük ve çok pahalı
cihazlardı. 1980 ve 1990’lı yıllarda ticarileşen bu cihazlar temelde CNC tezgahına monte
edilmiş bir yazdırma ucundan oluşan teknik ürünlerdi.
3 Boyutlu Yazıcı Teknolojileri
3 Boyutlu yazıcılar birçok farklı teknoloji kullanabilirler. Teknolojiler arasındaki farklılıklar
genellikle katmanların nasıl oluşturulduğu ile alakalıdır. 3D yazıcıların kullandığı bazı
teknojileri sıralamak gerekirse, Seçici Lazer Sinterleme – SLS (Selective Laser Sintering),
FDM (Fused Deposition Modelin), Stereolithograhpy en çok kullanılan 3D yazıcı teknolojileri
arasındadır.
3 Boyutlu Yazıcılar Nasıl Çalışır?
3D yazıcı teknolojileri birçok farklı teknolojiyi bir arada sunar. Bu teknolojiler, fused
deposition (bileşimli yığma), lazer sinterleme, polimer kurleme gibi sıralanabilir. Yaygın
kullanıma ve farklı tasarıma sahip olsa da temelde en çok kullanılan teknoloji “fused
deposition modeling” tekniği ile çalışan cihazlardır. Bu teknikte bilgisayarda 3 boyutlu
modeli bulunan cisim 2 boyutlu katmanlar halinde yığılarak 3 boyutlu ürün elde edilir. Bu
prosesi gerçekleştirmek ise günümüz makine imalat sektöründe hiç de zor değil, ihtiyacınız
olan şeyler 3 eksenli bir cnc ve kontrol kartı; bu kontrol kartı ve CNC ile iletişimde olabilecek
bir yazılım ve malzeme yığma özelliğine sahip bir takımdır.
FDM bir yazılım prosesi ile baslar, yazılım STL formatındaki modelleri matematiksel olarak
katmanlara ayırır ve bu katmanları üst üste inşa etmek üzere 3 eksenli cnc kontrollü bir cihaza
gönderir. Genellikle termoplastik malzemeler kullanılır. Termoplastik malzemeler thermoset
malzemeler ile karşılaştırıldığında defalarca eritilebildikleri ve belirli sıcaklık aralığında
sıvılaşabildikleri için bu teknoloji için oldukça uygun malzemelerdir.
Termoplastik malzemenin düzgün bir şekilde yığılabilmesi için erime sıcaklığına ısıtılmış bir
nozuldan ekstrude edilmesi gerekmektedir. Bu nozul bilgisayar tarafinda konrol edilerek
parça geometrisini simule edecek şekilde hareket ettirilir ve termoplastik malzemenin
yığılması ile beraber parça 2 boyutlu katmanlar halinde tablaya yığılır ve üretilmiş olur.
Bu proses günümüzde en çok hızlı prototipleme ve 3 boyutlu yazıcı alanlarında
kullanılmaktadır. 3d printing, 3 boyutlu üretim, 3d yazıcı olarak da bilinir.
24
3 Boyutlu Yazıcı Teknolojisinin Avantajları
 Karmaşık şekilli parçalar rahatlıkla üretilebilir.
 3 boyutlu çizim programları ile çizilebilen her şey üretilebilir.
 Üretimde malzeme kaybı yoktur.
 Üretim maliyeti hammaddesine bağlı olmakla birlikte çok yüksek değildir.
 Makinenin kullanımı kolaydır.
 3 boyutlu programla çizilemeyen nesneler bile üretilebilir.
 İstenen parçalar boyuta bağlı olarak saatler ya da dakikalar içinde üretilebilir.
 İstenen parça kesintisiz olarak üretilebilir.
 Evde kullanılan tiplerinin fiyatları daha uygundur.
 Eğitim alanında yararlı olmaktadır.
 Hammadde olarak birçok malzeme kullanılabilir. Örneğin: ABS, PLA, metal,
 titanyum, seramik tozu, kağıt, gıda tozları ve konsantre gıda özleri…
3 Boyutlu Yazıcı Teknolojisinin Dezavantajları
 Üretim süresi diğer üretim yöntemlerine göre yavaştır. (kalıp, tasarım süreleri
hariç)
 Yüzey pürüzlülüğü sorun oluşturur.
 Çok büyük parçaların üretimi zordur. Üretilse bile üstte sayılan problemler
çıkabilir.
 Üretilecek parçanın et kalınlığı en az 0,4 mm olmalıdır.
 Hassasiyet döküm ya da talaşlı imalata göre problemdir. Genelde plastik malzeme
kullanıldığından çekme payı oluşur.
 En büyük dezavantajı kanunsuz işlere müsait olmasıdır.
3 Boyutlu Yazıcı Teknolojisinin Kullanım Alanları
 Ürün geliştirme ve tasarımcılar
 Kalıpçılar
 Mimarlar ve inşaat firmaları
 Yedek parça ve sanayi
 Medikal uygulama
 Oyuncak sektörü
 Uzay araştırmaları
 Ayakkabı sanayi
25
Çok Jetli Modelleme(MJM Multi-Jet Modelling)
MJM tekniği, mürekkep püskürtmeli yazıcılardaki mürekkep püskürtmeye benzer bir teknikle
yüzlerce nozula sahip baskı kafası kullanarak CAD verilerinden 3D plastik modeller üreten
bir hızlı prototipleme tekniğidir. Bu teknikte mum benzeri termoplastik 300 dpi(dots per
inch=1inch karedeki nokta sayısı) ve daha yüksek bir çözünürlükte ısıtılmış bir baskı kafası
ile ince damla olarak püskürtülür ve UV ışığı ile kürlenen malzeme sıcaklıkla hemen katılaşır.
Çıkıntılar için, düşük erime noktalı balmumundan yapılan, sonradan elle veya sıcak havayla
uzaklaştırılabilen destek yapısı inşa edilir.
İlk katman tamamlandıktan sonra platform Z ekseninde aşağıya iner ve diğer katman inşa
edilir. Bu süreç model bitene kadar tekrarlanır. Yazıcı kafası X-Y ekseninde hareket ederken
üretim tablası Z-ekseninde hareket eder (Şekil 1).
Biten modeller çok kolay bir şekilde makineyle işlenebilir, yapıştırılabilir veya kaplanabilir.
Bu metotla telkari gibi yüksek detaylı parçalar, konsept modeller ve tasarım prototipi üretmek
mümkündür. Gerekirse bu modelden örneğin bir vakum döküm yöntemi kullanılarak kalıp
üretilebilir.
Sinterleme sonrasında olduğu gibi, sızma mümkündür, metal modeller için ek bir adım
yoğunluğunu arttırmak için, sadece yaklaşık% 60 olduğu. Bu durumda, ara boşluk içinde zerk
edilmektedir ek malzeme genellikle bronzdur.
Multijet modelling yönteminde Memelerde tıkanma olduğu durumlara önlem olarak
inşa edilen parçanın hep aynı bölgesinin artan bir hataya maruz kalmaması için Y ekseninde
hareket, her yeni katman inşasında şaşırtmalı olarak (randomization) yapılır.
Bu teknoloji ile sert, esnek, siyah, şeffaf, yüksek sıcaklığa dayanıklı plastik parçalar
üretilebilir.
Şekil:1 MJM sisteminin çalışma prensibi
26
MJM Yönteminin Özellikleri
Çalışma esası bakımından : Çok jetli püskürtme ve UV ışını ile katılaştırma.
Kullanılan malzeme açısından : Parafin, mum, termopolimerler
Ön işlemler
: Tabaka, destek oluşturma.
Son işlemler
: Desteğin uzaklaştırılması
Çözünürlük
: İyi
Mukavemet
: Zayıf
Pürüzlülük
: İyi
Açıklama
: Temiz, basit ve verimli olup birçok alanda
uygulanabilir.
Avantajları ;
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Üstün yüzey düzgünlüğü ve ince detay özellik
Olağanüstü iç geometri tasarımı
Dayanıklı sert plastik parçalar, dökülebilir desenler
Çoklu sonlandırma seçenekleri
3D dijital data ile model üretimi
Üstün model ve prototip kalitesi
Dayanıklı akrilik fotopolimer malzeme
Kolay kullanım
Dezavantajları;





Maliyeti Yüksektir
Cad (Solidworks) bilgisi gerektirir
Yüksek sıcaklığa dayanım gerektirir
Boşluk oluşumunun engellenmesi için ek malzeme gerektirir
Radyasyonik bir ortam oluşur
Uygulamalar
MJM parçalar öncelikle, endüstriyel ve mekanik tasarımda, teknik ve sanatsal tasarımda,
elektrik mühendisi uygulamaları, ambalaj mühendisliğinde, tıp, diş hekimliği, vs kullanılır.
Diğer hassas döküm uygulamaları için döküm kalıplarını oluşturmakta, oda sıcaklığında
kalıplama için modeller için kullanılır.
27
Şekil 2. Bu yöntemle üretilmiş parçalar
KATI YÜZEY KÜRLEME
Bu işlem 2 aşamadan oluşmaktadır. Biri foto maske oluşturma, diğeri ise tabaka oluşturmadır.
Bu işlem de tek bir tabakanın oluşması 2 dakika sürmektedir.
SGC adımları:









CAD dosyaları kesilir ve model üretim makinesine iletilir.
Cam yüzeyinde elektrostatik yük ve siyah toner tozu ile birlikte ışığa duyarlı optik
maske oluşturulur.
Optik maske daha sonra üzerine önceden sprey yardımıyla sıvı foto polimer
püskürtülmüş olan iş parçası üzerine düzgünce konumlandırılır.
Sıvı polimer katılaşana kadar (yaklaşık 3-5 sn)güçlü ultraviyole ışınlarına maruz
bırakılır.
Atık polimer geri dönüşüm için vakumlanır ve yerine mum kaplanır.
Soğutucu plaka basılarak mum anında sertleştirilir.
Katılaşan polimer ve mum tabakası bir sonraki adım için freze yardımıyla işlenerek
istenilen ölçülerde ve uniform kalınlıkta olması sağlanır.
Maske levhası temizlenir ve her adımda yeniden kullanılır.
İşlem, bir sonraki kesim tamamlana kadar tekrarlanır.
İkincil bir işlem, mum tabakasını kaldırmak için gereklidir. Çünkü parça tamamlanmadan
mum tabakası, eriyebilir ya da eriyip etrafa yayılabilir. Mum kalıbı gereksiz kaldırma ve
kesme işlemlerine sebep olmaktadır.
Avantajları:







Karmaşık ve büyük bileşenler üretilebilir.
Ekstra yardıma gerek kalmaz.
Gerilme giderme gibi iyileştirme işlemine gerek kalmaz.
Doğruluk iyidir.
Parça karışıklığı işlem hızına etki etmez, ama yoğunluk etki eder.
Ağırlıklar ağırlık merkezini değiştirmek için eklenebilir.
Olası bir hata durumunda tabakalar öğütülebilir.
Dezavantajları:






Ekipmanları pahalıdır.
Makine boyutu büyüktür.
İşlem oldukça karmaşıktır ve profesyonelce bakım yapmak gerekir.
Malzeme aralığı sınırlıdır.
Mum, geniş fırındaki işlemden kaldırılmak zorundadır.
İşlem gürültülüdür.
28


Aşırı miktardaki polimere maruz kalma viskoziteyi artırabilir ve kullanılmaz hale
getirebilir. Böylece, yüksek hacimlerde pahalı polimerler kullanılır.
Reçineler ışık almayan bölmeler için ve zehirli madde kullanımı için gereklidir.
29
Download

Modern Üretim Yöntemleri Sunumlar