İmal usulleri 1

İmal Usulleri 1Fatih ALİBEYOĞLU

-1-

Öğretim Görevlisi Fatih Alibeyoğlu

• Dersin İçeriği • İmal Usullerinin İlkeleri ve Sınıflandırılması

• Döküm

• Plastik Şekil Verme Esasları

• Plastik Şekil Verme Yöntemleri

• Görüşme Saatleri • Çarşamba 11.30-12.00- Örgün Öğretim

• Çarşamba 16.30- 17.00- İkinci Öğretim

• Kaynaklar • Principles Of Modern Manufacturing- Mikell Groover

• Ahmet Aran- Döküm Notları- Işık Üniv.

• Özgü Bayrak- Ders Notları-Erzincan Üniv.

• J.S. Colton - Manufacturing Processes and Equipment –Georgia

Institute of Technology

• Turgut Gülmez- Ders Notları- İstanbul Teknik Üniv.

İmal Usulleri İmal Usulleri

İMALATA GİRİŞ ve GENEL BAKIŞ

Fatih Alibeyoğlu, Kafkas Üniversitesi

İmal Usulleri Tanım



MANUS(EL)

FACTUS(YAPIM)

MANIFACTURE(İMALAT)

Modern manada bir çalışma alanı olarak, imalat biri teknolojik ve diğeri ekonomik olmak

üzere iki şekilde tanımlanabilir.

Teknolojik olarak imalat, parçaların ve ürünlerin yapımı için belirli bir başlangıç

malzemesinin geometrisi, özellikleri ve/veya görünümünün değiştirilmesi için fiziksel ve

kimyasal işlemlerin uygulanmasıdır.

Teknolojik Anlamda İmalat Ekonomik Anlamda imalat

İmal Usulleri İmalat



Mühendislik malzemelerinin çoğu, üç ana kategoride sınıflandırılabilir. Bunlar:

Metaller (ve alaşımlar),

Seramikler ve

Polimerik malzemelerdir.

İmal Usulleri İmalatta Kullanılan Malzemeler



İmal Usulleri



MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ

Metaller

Fe-esaslı Metaller

Fe-dışı Metaller

Seramikler

Kristalin Seramikler

Camlar

Polimerik Malz.

Termoplastikler

Termosetler

Elastomerler

Kompozitler

Metal Matris Komp.

Seramik Matris Komp.

Polimer Matris Komp.

Metaller: İmalatta kullanılan metaller genellikle, en az biri metal (metalik) olan iki veya daha

fazla elementten oluşan alaşımlardır. Metaller ve alaşımlar genellikle iki ana gruba ayrılır. Bunlar:

(1) demir esaslı ve (2) demir dışı metaller ve alaşımlardır.

Seramikler: Bir seramik, metal (veya yarı-metal) ve metal olmayan elementlerden oluşan

bileşikler olarak tanımlanır. Tipik metal olmayan (ametal) elementler oksijen, azot (nitrojen) ve

karbondur.

Polimerik Malzemeler: Polimerik malzeme, çok sayıda monomer adı verilen yapı ünitelerinden

oluşan bir bileşiktir. Monomerlerin atomları elektronlarını ortaklaşa kullanarak çok büyük

moleküller (polimerleri) oluştururlar.

Kompozitler: Kompozitler aslında farklı bir malzeme grubunu oluşturmazlar ve üç temel malzeme

türlerinin karışımlarıdır. Kompozit, ayrı ayrı üretilen ve kendini oluşturan bileşenlerden daha üstün

özellikler elde etmek için birleştirilen iki veya daha fazla fazdan oluşan bir malzemedir.

İmal Usulleri Mühendislik Malzemeleri



İmalat işlemi, bir malzemenin değerini artırmak amacıyla fiziksel ve/veya kimyasal olarak

değişimine yönelik tasarlanmış bir yöntemdir.

İmalat işlemleri iki temel sınıfa ayrılır. Bunlar:

İşleme yöntemleri

Montaj işlemleridir.

Bir işleme yönteminde, malzemenin katma değerini artırmak için iş parçasının şekli, fiziksel

özellikleri ve yahut ta görünüşünü değiştirmek için enerji kullanılır. Kullanılan enerji mekanik,

termal, elektrik ve kimyasal enerji olabilir. Bu işlem esnasında enerji makine veya cihazlar ile

kontrollü bir şekilde uygulanır.

İmal Usulleri İmalat İşlemleri



İmal Usulleri



İMALAT İŞLEMLERİ

İşleme Yöntemleri

Şekillendirme İşlemi

Özellik Geliştirme

Yüzey İşlemleri

Montaj İşlemleri

Kalıcı Birleştime İşlemi

Mekanik Birleştirme

Şekillendirme İşlemleri Çoğu şekillendirme işleminde iş malzemesinin geometrisinde bir

değişim oluşturmak için ısı, mekanik kuvvet veya her ikisi birden uygulanır. Şekillendirme

işlemleri değişik şekillerde sınıflandırılabilir.

Şekillendirme işlemleri 4 ana gruba ayrılabilir.

Katılaştırma Teknikleri(Döküm Yöntemleri)

Parçacık İşleme Teknikleri(Toz metalürjisi)

Plastik şekil verme işlemleri

Talaş Kaldırma İşlemleri

İmal Usulleri Şekillendirme İşlemleri



Başlangıç malzemesinin sıvı veya yarı sıvı hale ısıtıldığı döküm ve kalıplama işlemleri. İşlem

iki aşamadan oluşur. Bunlar:

(1) Sıvının kalıp boşluğuna aktarılması,

(2) Sıvın katılaşmaya bırakılması ve katılaştıktan sonra kalıptan çıkarılmasıdır.

İmal Usulleri Katılaştırma Teknikleri- Döküm



Parçacık biçimlendirme (toz metalürjisi):

(1) Başlangıç malzemesi tozdur. Yaygın uygulama iki aşamalıdır. Bunlar:

(2) presleme ve

(3) sinterlemedir.

İmal Usulleri Parçacık İşleme Teknikleri(Toz metalürjisi)



Bazı yaygın plastik şekil verme işlemleri:

(a) iş parçasının iki kalıp parçası arasında sıkıştırıldığı ve bu sayede kalıp boşluğunun şeklini

aldığı dövme işlemi ve

(b)bir takozun (kütüğün) bir kalıp deliğinden geçmeye zorlandığı ve deliğin kesit şeklini

aldığı ekstrüzyon işlemi.

İmal Usulleri Plastik şekil verme işlemleri



Yaygın olarak kullanılan talaş kaldırma işlemleri:

(a)tek uçlu bir takım ile dönen bir iş parçasından çapını küçültmek için talaş kaldırılan

tornalama,

(b)(parça içine daldırılan dönen bir matkap ucu ile parçada yuvarlak bir delik açılan

matkapla delik delme ve

(c) çok kenarlı dönen bir kesici takıma iş parçasını beslendiği frezeleme.

İmal Usulleri Talaş Kaldırma İşlemleri



İkinci temel imalat işlemi tipi, iki veya daha fazla parçanın bir bütün oluşturmak için bir

araya getirildiği birleştirme (montaj) işlemidir. Yeni parçayı oluşturan bileşenler kalıcı veya

yarı kalıcı olarak birleştirilmişlerdir.

İmal Usulleri Montaj İşlemleri



Bir imalat firmasının, gerçekleştirdiği üretim faaliyetini verimli bir şekilde yürütebilmesi için

sistemlere ihtiyacı bulunmaktadır. Üretim sistemleri personel, ekipman ve bir firmanın üretim

işlemlerini oluşturan malzeme ve işlemler kombinasyonu için tasarlanmış prosedürler gibi

unsurları kapsamaktadır.

Üretim altyapısı ve olanakları fabrika ile fabrikada mevcut üretim, malzeme nakil ve diğer

ekipmanları kapsar. Ekipmanların, parçalar ve/veya montajların yapımı esnasında

doğrudan bunlarla ile fiziksel teması söz konusudur.

Üç farklı yıllık üretim miktarı aralığının her biri için farklı altyapı tipleri gerekmektedir

Düşük Miktarda Üretim

Orta Miktarda Üretim

Yüksek Miktarda Üretim

İmal Usulleri Üretim Sistemleri



İmalat destek fonksiyonları firma içinde farklı bölümlerde organize olmuş personel

tarafından yerine getirilir. Bu bölümler:

İmalat mühendisliği bölümü

Üretim planlama ve kontrol bölümü

Kalite kontrol bölümü

İmal Usulleri İmalat Destek Sistemleri



Maddenin temel yapısal birimi atomdur. Her atom, yüklerin dengede olması için

yeterli sayıda negatif yüklü elektron ile çevrili pozitif yüklü bir çekirdekten

oluşmaktadır. Elektron sayısı atom numarasını ve atomun elementini belirler

Elementlerin periyodik sistemde sahip oldukları atom numarası Z, proton adedine

ve bununla beraber her atomun kendi elektronlarının adetine eşittir. Atomun kütle

sayısı A, proton adeti Z ve nötron adeti N'nin toplamına eşittir.

Bir elementin farklı kütle sayısına sahip atomlarına o elementin izotopları denir. Aynı

elementin izotopları o elementin atom numarasına, dolayısıyla o elementin proton

sayısına sahip olacaktır. Kütle sayılarını farklı yapan unsur nötron sayılarının

farklılığıdır.

İmal Usulleri Atom yapısı ve Elementler

MALZEMELERİN DOĞASI


A =Z + N

İmal Usulleri



Atom yapısı ve Elementler

Bütün elementler elektron yapılarına göre periyodik tabloda sınıflandırılırlar. Burada

elementlerin artan atom numarasına göre yer aldığı yatay yedi adet satır periyot olarak

adlandırılır. Aynı sütunda verilen elementlerin valans elektron yapısı, kimyasal ve fiziksel

özellikleri benzerdir.

Elementler arasındaki benzerlik ve farklılıkların çoğu, atomik yapıları ile açıklanabilir.

Gezegen modeli olarak adlandırılan, atom yapısının en basit modeli, Şekilde

gösterildiği gibi, çekirdeğin çevresinde kabuk denen sabit mesafelerde dönen

atomun elektronlarını göstermektedir.

İmal Usulleri




Bazı elementlerin basit atomik yapı modelleri: (a) hidrojen, (b) helyum, (c) flor, (d) neon ve (e) sodyum

Sodyum atomundaki “fazla” elektronun flor atomumun dış yörüngesini

tamamlamak için yer değiştirmesiyle oluşan sodyum florür molekülü.

İmal Usulleri




Atomlar, değerlik elektronları ile ilgili çeşitli bağlarla moleküller halinde bir arada

tutulur.

Buna karşı moleküller, genellikle her bir molekülün kendi elektron yapılanması

sonucunda oluşan zayıf bağlarla birbirini çekerler.

Bu nedenle iki çeşit bağ vardır:

1) Genellikle moleküllerin oluşumu ile ilgili birincil bağlar (iyonik, σ, π, ∆ kovalent ve

metalik bağlar)

2 ) Genellikle moleküller arasındaki çekim ile ilgili ikincil bağlar (van der waals)

Birincil bağların oluşması için atomlar arasındaki itme ve çekme kuvvetlerinin

birbirine eşit olması, yani minimum potansiyel enerjinin sağlanması gerekir

İmal Usulleri



Atomlar Arası Bağlar ve Moleküller

Birincil bağlar, değerlik elektronlarının değiş tokuşunu içeren güçlü atom-atoma

çekimler ile nitelendirilir.

İmal Usulleri Birincil Bağlar



Birincil bağlar, atom-atoma çekim kuvvetlerini içerirken, ikincil bağlar moleküllerin

aralarındaki çekimleri yani moleküller arası çekimleri içerir.

İmal Usulleri İkincil Bağlar



Ergime ve buharlaşma sıcaklığı: Katı halden sıvı hale geçerken kuvvetli, sıvıdan buhara

geçerken zayıf bağlar kopar. Bağ enerjisi arttıkça ergime sıcaklığı artar.

Isıl genleşme: Ergime sıcaklığı ile ters orantılı gelişir.

Mukavemet

Elastisite modülü

Isıl iletkenlik: Serbest elektron hareketi ile ilişkilidir. İyonik ve kovalent bağlılarda ısı enerjisi

yalnızca atomların ısıl titreşimleri ile olur.

Optik özellikler: Metallerde ışık dalgası serbest elektron bulutu ile yansıtıldığından geçmez. Bu

nedenle metaller saydam değildir. Kovalent ve iyoniklerde ise serbest elektron olmadığından

ışık yansıtılmadan geçer. Yapıda kusur varsa?

Kimyasal özellikler: Metalik bağlılarda valans elektronları kolayca yapıdan ayrılır ve artı yüklü

iyonlar kalır. Bu iyonlarda çevrenin elektro-kimyasal etkilerine karşı duyarlı olur.

İmal Usulleri Bağ Türünün Etkileri



Temelde iki farklı malzeme yapısı vardır: (1) kristal ve (2) kristal dışı.

Kristal yapı, atomların üç boyutlu olarak düzenli ve tekrarlayan pozisyonlarda yer aldığıbir yapıdır.

Hacim merkezli kübik (HMK) kristal yapı:

(a) atomların üç boyutlu bir eksen sisteminin noktaları olarak gösterildiği birim hücre,

(b) sıkı şekilde paketlenmiş atomları gösteren birim hücre modeli (bazen sert topmodeli de denir)

(c) HMK yapısının tekrarlanan deseni.

İmal Usulleri Kristal Yapılar



Metallerde, üç farklı kafes yapısı yaygındır:

(1) hacim merkezli kübik (HMK),

(2) yüzey merkezli kübik (YMK) ve

(3) (sıkı paket hekzagonal (SPH).

İmal Usulleri Kristal Yapı Türleri



Şimdiye kadar, kristal yapılar mükemmelmiş gibi ele alınmıştır— şöyle ki birim hücre

malzemede her yönde tekrarlanmaktadır. Mükemmel bir kristal, estetik ve

mühendislik açısından zaman zaman tercih edilir.

Ancak, bir kristalin kafes yapısının mükemmel olmamasının çeşitli nedenleri vardır.

Noktasal kusurlar: ,

(a) atomsal boşluk, (b) iyon çifti boşluğu, (c) ara yer atomu ve (d) yer değiştirmiş

iyon.

İmal Usulleri Kristalde Kusurlar



Çizgisel kusur, kafes yapısında bir çizgi oluşturan birbirine bağlı noktasal

kusurlardan meydana gelir. En önemli çizgisel kusur, iki farklı biçimde olabilen

dislokasyonlardır:

(a) kenar dislokasyon

(b) vida dislokasyonu.

İmal Usulleri Kristalde Kusurlar



Bir kristal gittikçe artan bir mekanik gerilmeye tabi tutulduğunda, ilk tepkisi elastik

olarak şekil değiştirmektir.

Dislokasyonların gerilme altında kafes yapısındaki etkileri. Şema serisinde görülen

dislokasyonun hareketi, şekil değişiminin mükemmel bir kafes yapısına göre daha

düşük bir gerilim altında meydana gelmesini sağlar

İmal Usulleri Kristalde Şekil Değişimi



İkizlenme, ikizlenme düzleminin karşıt taraflarında atomik ayna görüntüsü (yani,

bir “ikiz”) oluşumunu içerir: (a) ikizlenmeden önce (b) sonra

İmal Usulleri Kristalde Şekil Değişimi



Bir metal kütlesi, tane olarak adlandırılan, tek bir kristalden milyonlarcasını içerebilir.

Her tanenin kafes içerisinde kendine ait bir yönelimi vardır; ancak toplu olarak,

taneler kütle içinde rastgele yönlenir. Bu tür bir yapı, çok kristalli olarak adlandırılır.

Kristal Olmayan Yapılar

Kristal malzemelerden kristal olmayanları iki yakından ilişkili özellik ayırt eder:

Moleküler yapıda uzun mesafeli bir düzenin olmaması

Erime ve ısıl genleşme özelliklerinde farklılıklar.

İmal Usulleri Metallerde Tane Sınırı



(a) Kristal ve

(b) Kristal olmayan malzemelerin arasındaki yapısal farklar. Kristal yapı düzenli,

yinelenen ve yoğunken, kristal olmayan yapı daha gevşek paketlenmiş verastgeledir.

(c) Saf bir metalin (kristal bir yapı) ve camın (kristal olmayan bir yapı) karakteristik

hacim değişimleri

İmal Usulleri Kristal Olmayan Yapılar



İmal usulleri 1

Documents