Michael Korneli

Şekil 1:
Bu parça önemli hata toleranslarını daha iyi
sağlayabilmek amacıyla şerit içerisinde yuvarlanmıştır.

Bir parçayı aşamalı olarak üretme kararı genellikle iki faktör tarafından belirlenir: Üretim hacmi ve parçanın karmaşıklığı. Bu iki faktör, kalıp sisteminin tasarımında ve yapımında etkilidir. Arzulanan seviyedeki parça kalitesi, araç bakımı ve kalıp sistemi ömrüne katkı sunacak tüm faktörlere değinmek önemlidir. Çoğu kararı almak için ödün vermek gerekli olacaktır ve bunların hepsi kalıp sistemi maliyetlerini de etkileyecektir.

PARÇA YÖNELİMİ
Süreç, parçanın kalıp boyunca nasıl çalıştırılacağını kararlaştırmakla başlar. Bu parçanın ve veri bölgelerinin özellikleri ile önemli hata toleransları ile belirlenir. Sonrasında ödünler başlar.
Malzeme kullanımının optimizasyonu şerit içindeki parçayı döndürmeyi gerektirebilir, bu da parçadaki çeliğin taneciklerini değiştirerek parçadaki her türlü formun mukavemetini etkileyebilir. Tanecik ile biçimlendirme çatlamalara ve metalin yorulmasına neden olur, ayrıca tutarlı biçim açılarını tutmayı daha zor hale getirir. Bu nedenle biçim, çalıştırılan her bir sargının kimyasal yapısıyla ilgili sorunlardan çok daha kolay etkilenecektir.
Örneğin, Şekil 1’de, sargılar arasındaki farklardan kaynaklanmış olabilecek tutarsız biçim açılarına karşı korumak için şeritte döndürülmüş bir bilgisayar sektörü parçası görülmektedir. Bu parçada, biçimlere bağlı olarak 0.025 milimetre hata toleransı olan kritik boyutlar bulunmaktadır. Daha tutarlı biçimler elde etmek için bu şeridi döndürmek, malzemenin en verimli kullanım şekli değildir. Ancak bu durumda, parça hata toleransları malzeme kullanımını optimize etme karşısında sonuçta galip gelmiştir.

Şekil 2:
Aşırı kaldırma, malzeme kullanımı, kalıp sisteminin
maliyeti ve karmaşıklık faktörleri arasında verilen
ödünler bu parçayı biçimlendirmek için gerekliydi.

Parça görünüşü, şeritteki bir parçayı döndürmek için ikincil bir motivasyon teşkil edebilir. Eğer kam biçimlendirmesi ya da kesmesi, parçayı aşamalı yapmak için gerekiyorsa, parçayı döndürmek en iyi, hatta bazen de tek seçenek olabilir, çünkü kam ve sürücü büyük miktarda boşluk işgal edebilirler. Kamların işlevlerinin sargıya dik olması için parça genellikle hareket ettirilir. Bu da kamlar için en kolay ve en erişilebilir koşulu sunar.

Sıklıkla malzeme kullanımını optimize etmek için bir parçayı döndürmek ile kamları açılandırarak onları sargıdan uzak tutmasını temin etmek arasındaki bir ödün nihai sonuç olur. Bu ise küçük parçaların ve kalıp sisteminin maliyetlerini arttırabilir. Parçayı aşamalı olarak üretmek için ise, bu tür bir ödün gerekli olabilir.

Şeritteki parçanın döndürülmesin gerektirebilecek üçüncü bir seçenek de, kalıp boyunca şeridi taşımak için gereken kaldırma miktarıdır.  Kaldırma bazen önemli ölçüde azaltılabilir ya da bir parçayı doğru şekilde döndürerek engellenebilir.
Bir parçadaki aynı yönde olan tüm biçimlerde kaldırma işlemi yukarı doğru biçimlendirme ile ortadan kaldırılabilir. Bu da genellikle kalıbın maliyetini arttırır. Parçanın biçimleri zıt yönlerde olduğunda; fazla yükseklik, kötü malzeme kullanımı, karmaşıklık ve kalıp sisteminin maliyeti arasında seçim yapılarak ödünler verilmelidir.

Bu tipte bir ödün Şekil 2’de gösterilmiştir. Bu parça merdiven-tipindeki bir taşıyıcı yoluyla taşınır, bu taşıyıcı malzemeyi sargı genişliğine ilave eder, çünkü parçayı taşımak için yalnızca iki küçük alan mevcuttur. Ayrıca, biçimlerin şeklinden ve uzunluğundan ötürü, önemli bir miktar kaldırma da gerekmektedir.  Merdiven şeridi taşıyan harici stok kaldıraçları yüksek-kaldırmalı durumlarda iyi çalışır.

Şerit içinde parçanın dönmesine ilişkin son husus ise, beslemenin mümkün olduğu kadar kısa olması için bir parçanın döndürülmesi gerekmektedir. Bu özellikle ağır malzemeler ve dar sargılar için doğrudur. Dilme işlemi sargılarda bombelere sebep verebilir, bu da beslemeyi güç hale getirebilir. Daha kısa bir ilerleme beslemesi daha hızlı çalışır ve besleme problemleri çıkarma olasılığı daha düşüktür. Parçanın uzunluğu ve genişliği arasında büyük bir fark olduğunda, kalıp sistemini daha kısa biçimde yapmak, maliyet açısından daha uygundur.

Şekil 3:
Şeridin bir tarafı bu parçayı aşamalı
işlem kalıbı yoluyla taşımak için kullanılıyor.

PARÇAYI TAŞIMAK
Şeritteki parçaların nasıl taşındığı, kalıbın iyi besleme yapmasını, besleme için şeridi kaldırma özelliğini ve tutarlı kalitede parça üretebilme özelliğini etkiler.

Her birinin pek çok alt türü de kullanılabilse de, bir parçanın taşınmasında üç temel seçenek bulunur.  En basit yaklaşımda, parçalar aralarında bulunan kırpıntı yoluyla taşınırlar. İnce ayar için, her bir kenar için bir ila iki malzeme kalınlığına eşdeğer fazla malzeme gerekir. Bu yöntem genellikle en az fire üretir.
Belirli parça görünüşleri bu yöntemi kullanmak için gereklidir. Döndürüldüğünde ve bir uçtan diğerine yatırıldığında parçaların, dizinin hem ön hem de arka kenarlarında yeterli ölçüde kullanılabilir alan olmalıdır (bkz. Şekil 3).

Şekil 4:
Burada görülen parçalar, aralarındaki fire tarafından taşınır;
fire aynı zamanda merkez çekimi için gerginlik ağı işlevi de görür.

Şekil 4’te görülen ikinci temel şerit seçeneğinde ise bir parça şeridin bir kenarında taşınmaktadır. Bu seçenek, üç kenara kadar büyük ölçüde biçimlendirme gerektiren parçalar için uygundur. Eğer kam delme veya biçimlendirmesi gerekiyorsa, bu erişebilirliği de arttırır.

Şeridi kalıp yoluyla kaldırmak bu taşıyıcı seçeneği kullanıldığında daha zor hale gelir. Şeridin kenarındaki stok taşıyıcı yeterli değildir — dengeleme işlemi için şeridin merkezinde kaldıraçlara ihtiyaç vardır, aksi halde şeridin kalıp yoluyla beslenmesi bir sorun haline dönüşebilir. Eğer büyük çapta ya da çok sayıda flanş biçimlendirilecekse, düzgün kaldırmayı sağlamak zor olabilir.

Bu tip bir taşıyıcı başka bir besleme sorununa sebebiyet verebilir. Sargının bir tarafından büyük miktarda malzeme tıraşlamak, çelikten gerilim serbest bırakıldığından ötürü şeritte bombeleşmeye sebep olabilir. Kalıptaki aşama ne kadar fazla ise, bombeden kaynaklanan besleme riski ve kılavuz hizalama sorunları o kadar büyük olur.
Parça görünüşü, stok malzeme kalınlığı ve taşıyıcının ne kadar dar olması gerektiği, bombenin sorun yaratıp yaratmamasını etkileyen faktörlerdir. Bombeyi engellemek için, sargının taşıyıcı tarafının da tıraşlanabilmesi amacıyla sargı genişliği arttırılmalıdır. İlave tıraşlama sargının aksi yönündeki gerilimi serbest bırakır ve şeridi dengeler. İlave tıraşlama ile bile, şeridin bir tarafındaki parçayı taşımak, malzeme kullanımı bakış açısından bir parçayı çalıştırmak için en etkili yöntem olabilir.

Üçüncü taşıma seçeneği merdiven stilidir. Merdiven taşıyıcının bazı avantajlarından önceki bölümlerde söz etmiştik. Bu taşıyıcılar karmaşık ve büyük miktarda kaldırma gerektiren parçalarda iyi şekilde çalışırlar. Bu yöntem bir şeridin kolaylıkla beslemesini sağladığından ötürü, aynı zamanda daha yüksek besleme oranları gerektiren uygulamalarda da sıklıkla kullanılır.

Merdiven taşıyıcı her bir parça için daha fazla malzeme kullanır. Ancak, genellikle bir parça başka bir yolla aşamalı olarak üretilemez. Eğer üretim hacimleri, aşamalı kalıp sistemini doğrulama açısından başlanacak sınır ise, daha karmaşık aşamalı kalıbın ilave maliyeti ve ilave malzeme atığı, parçayı birden fazla işlem ile üretmeyi daha iyi bir seçenek haline getirebilir.

KILAVUZLAMA
Parça döndürülmesi ve taşıyıcı tipine ilişkin karar, üçüncü bir faktör olan kılavuzlama ile eş zamanlı olarak verilmelidir. Kılavuz tipi, yeri ve sayısı aşamalı işlemi, sargıyı ve taşıyıcı tipini etkileyen faktörlerdir.

Kılavuz seçimi, parça görünüşünü ve hata tolerans gereksinimlerini inceleme ile başlar. Parça içerisindeki deliklerin kılavuzlanması mümkün, hatta kabul edilebilir midir? Eğer bir parçada delikler varsa, kılavuz olarak kullanılmaları gerektiğinde, bu delikler yeterince büyük olmalıdır. Delikler doğruluk oranını arttırmaya yardımcı olmak için mümkün olduğunda birbirleri arasında boşluk olmalıdır ve bir şeridi sabitlemek, kalıpta yapılacak biçimlendirmeye yardımcı olmak için kullanılacaklarsa doğru yerlerde olmalıdır.

Parça içerisindeki önerilen kılavuz deliklerin hata toleransları da dikkate alınmalıdır. Eğer delik çapının hata toleransı çok sıkı ise, biçimlendirme sırasındaki en ufak bir uzama kırpıntı parçalar üretebilir. Uzama, eski bir besleyici ya da biraz ayarsız bir besleyici olması kadar basit bir şeyden kaynaklanabilir.  Eğer kılavuz, fire veya taşıyıcı içinde yer alıyorsa, ufak parça boyutları hata toleransı sınırları içinde kaldığı müddetçe, ufak bir uzama payı kabul edilebilir.

Bazen, iki farklı kılavuz seti de gerekebilir. Bu tip uygulamalarda her iki kılavuz seti de, ilk kılavuz setinden ikinciye doğru bir geçiş sunabilmek için aynı anda delinmelidir.  Önemli miktarda sıyırıcı hareketi mevcut olduğunda, sorunlar baş gösterebilir. Kılavuzlar şeride dizildikçe malzeme ile temas edeceklerdir. Eğer önemli ölçüde sıyırıcı hareketi mevcutsa, kılavuzlar kılavuz deliklerine tam bir uzaklık için sürtünürler; bu da deliklerde pürüz yaratabilir ve delklerin deforme olmasına sebep olabilir. En iyi çözüm sıyırıcıya yön vererek sıyırıcı içindeki kılavuzları yerleştirmektir.

KALIPTAN ÇIKARMAK
Bir parçanın bir kalıptan nasıl çıkacağını kararlaştırmak, genellikle tasarımın sonuna kadar ihmal edilir. Ancak, bazı zamanlarda bu bir kalıbın nasıl tasarlandığını kararlaştırmak için temel faktördür. Parçayı kalıptan çıkarmak parçanın döndürülmesini gerektirebilir; bu da farklı tipte bir taşıyıcı kullanılarak, ya da kalıp içerisindeki işlemlerin sırasını değiştirerek yapılabilir.

Parçada bulunan biçimlerin yerleri ve parçanın nereye taşındığına dair ilişkileri, parçanın kalıptan nasıl çıkacağı ya da çıkıp çıkmayacağı ile doğrudan ilişkisi vardır.  Bir merdiven şerit, bir parçayı kalıptan çıkarmak için en kolay yöntemi sunar. Genellikle, bir parça kesilebilir ve kalıp boyunca boşluk bırakılabilir.

Parçaların kesilebilmesi ve uca doğru düşmesi için bir kalıp tasarlandığında, pek çok faktör göz önünde bulundurulmalıdır. Örneğin, parça ağırlığı, kalıp bloğundan düşmeye olanak tanıması için, yeterli ölçüde dengesiz olmalıdır. Şeridin üst kısmına, parçanın kalıptan çıkmasını sağlamak için akıtıcı pim ilave edilebilir.
Eper biçim tırnakları ya da flanşları, parçanın aşağısına doğru biçimlendirildiyse, boşlukların eklenmesi gerekir. Eğer bu mümkün değilse, parçanın çıkmasını sağlamak için kalıbın yeniden tasarlanması gerekebilir. Eğer flanşlar biçimlendirilirse, şeridin ilerlemesi bazen parçayı kalıptan dışarı doğru iter.

AŞAMA SAYISINI BELİRLEMEK
Temel tasarıma karar verildikten sonra, ihtiyaç duyulan istasyonların tam sayısı değerlendirilebilir. Şerit ana hattını tamamladıktan sonra kalıp üretimini akılda bulundurmak önem taşır. Genellikle, kalıbın zayıflamasını engellemek için, eğer daha fazla modifikasyon gerekli olursa, boş istasyonların dâhil edilmesi gereklidir. Ek olarak, kalıp sisteminin bakımının kolaylığı da unutulmamalıdır.

Kalıp sisteminin karmaşıklığı arttıkça, tasarımdaki güvenilirlik derecesi de kaç istasyonun dâhil edilmesi gerektiğini kararlaştırırken rol oynar. Parçanın düzgün şekilde çıkıp çıkmayacağı ya da arzu edildiği biçimde şekillenip şekillenmeyeceğine ilişkin soru işaretleri belirirse, bir ya da birden fazla boş istasyon eklenmelidir—ne kadar fazla belirsizlik varsa, o kadar fazla sayıda boş istasyon eklenmelidir.

Eğer bir kalıp boş istasyon olmadan yapılırsa ve sonradan ilave işlem yapılması gerekirse, seçenekler çok kısıtlıdır. Neredeyse tüm durumlarda, modifikasyon işleminin yapılması için kalıbın bütünlüğünden ödün verilmelidir. Sıklıkla, hiç de istenmeyen bakım koşulları kalıba eklenmelidir. Her iki durum da sürekli kırma yapan ve elde bulundurması maliyetli bir kalıp üretmek ile sonuçlanabilir.

SONUÇ
Bu temel prensipleri doğru anlamak, kaliteli, ucuz kalıp ve küçük parça üretimi için çok önemlidir. Kalıp ne kadar karmaşık olursa, bu temeller üzerine verilen kararlar da o kadar önemli olur. Etraflıca bir değerlendirme ve doğru ödünlerle birlikte en iyi seçeneğe karar verilebilir. Bu size güçlü, iyi çalışan ve bakımı kolayca yapılabilir bir kalıp sunacaktır. Bu kalıp tutarlı ve kaliteli şekilde basılacak parçalar üretecektir. İyi karar, bir şirketin uygun kalıp sisteminin gerektirdiği kadar bütçe ayırmasıdır.

Diğer Teknik Makaleleri okumak için `tık`layın