otam aylık bülten

SAYI 10
MAYIS 2010
OTAM AYLIK BÜLTEN
OTOMOTİV TEKNOLOJİLERİ
ARAŞTIRMA GELİŞTİRME
SAN. ve TİC. A.Ş.
İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
OTOMOTİV SANAYİİ DERNEĞİ
TAŞIT ARAÇLARI YAN SANAYİİ DERNEĞİ
ULUDAĞ İHRACATÇILAR BİRLİĞİ
Önsöz
D
birleştirerek işbirliği yapma anlayışı ile üzerine düşen görevleri yerine getirme çabası içindedir.
eğerli okurlarımız,
bültenimizin 10. sayısında yine
birlikteyiz.
Ar-Ge envanterimizi derlemeyi amaçlayan tanıtım yazılarımızı sürdürüyoruz.
Hedefimiz birkaç sayı sonrasında özel
örnek Ar-Ge projeleri ele alarak, yetenek tanıtılması yanında Ar-Ge projelerinin, problem tanımlanması, çözüm yöntemi, uygulama ve sonuçlar aşamalarını
içerecek biçimde sizlere sunmak olacaktır. Böylece yaşayan
projelerde yapılabilenler dokümante edilirken, baştan sona
bir süreç kapsamında bütün paydaşlarımıza ilham alınabilecek uygulamaların öyküleri aktarılacaktır. Bu yazılar için
düşünülen “Bilimsel Makale” formatı değil, Ar-Ge’ye yöneliş
için öğrenme sürecini yaşayan okurlarımıza fikir verebilecek
içerik ve formda bir sunuş şeklidir. Bu kapsamda aktarmayı
düşündüğünüz çalışmalarınızla ilgili olarak bizlerle temas
kurarsanız memnun oluruz.
Ar-Ge, Test ve Analiz faaliyetleri yanında, akademik ve meslek içi eğitim konusuna da katkıda bulunan, ülkemizin test
ve ürün doğrulama konusundaki eksiklerinin tamamlanması
için yürütülen projelere destek veren OTAM, üye sayısı
27’ye ulaşmış olan OTEP (Otomotiv Teknoloji Platformu)
çerçevesinde ulusal otomotiv teknolojisinin stratejik yol
haritası çalışmalarını da sürdürmektedir. 9. Kalkınma Planımızda Ulusal hedef olarak seçilmiş olan “Teknoloji Üretme,
Özgün Tasarım Yapma, Marka Yaratabilme ” yetkinliklerine
uzanan yol, büyük ve desteksiz sıçramalara izin vermeyen,
adım adım kat edilmesi gereken bir öğrenme süreci olarak
karşımızdadır. Bu sürecin en önemli adımlarından biri olan
“İşbirliği Yapabilme” becerisi, kuruluşlarımız arası rekabet
unsurlarını koruma altında devre dışı bırakarak “Rekabet
Öncesi Ortak Çalışma” yöntem ve kültürünün hep birlikte
öğrenilmesi ile kazanılabilecektir. Üniversitelerimiz, Sanayi
Kuruluşlarımız ve Devletimizin bir arada çalışarak kat etmesi
gereken bu yolda OTAM da rakip olma değil, yetenekleri
İÇİNDEKİLER
Önsöz
Haber
Tofaş Ar-Ge Merkezi Tanıtımı
Bayraktarlar Tasarım A.Ş. Tanıtımı
1
1
2
10
Bültenimizin bu sayısına Sn. Kemal YAZICI, Araştırma ve
Ürün Geliştirme çalışmaları ile önemli bir geçmişe sahip ve
ülkemizin önde gelen Otomotiv Ar-Ge kuruluşlarımızdan biri
olan TOFAŞ Ar-Ge Merkezinin tanıtımı ile katkıda bulunmuştur.
Sn. Ersel TURŞUCULAR ve Ersan BODUROĞLU ise Bayraktarlar Tasarım A.Ş. Tanıtımı ile ulusal Ar-Ge yeteneklerimizin
envanterinin çıkarılmasına katkıda bulunmuşlar ve aynı zamanda otomotivde aydınlatma tekniği ile ilgili temel teorik
yaklaşımları sunmuşlardır.
Saygılarımla.
Prof.Dr. Ali G. GÖKTAN
OTAM Y.K.Bşk. Gn.Koordinatör
[email protected]
Haber:
4 Mayıs 2010 günü İTÜ Savunma Teknolojileri Kulübünün
düzenlemiş olduğu “Üniversite—Savunma Sanayii İş Birliği
Konferansına destek verilmiş ve Rektörümüz Sn. Prof.Dr.
Muhammed ŞAHİN ve Savunma Sanayii Müsteşarımız Sn.
Murad BAYAR’ın da katılımlarıyla gerçekleşen konferans
kapsamında OTAM da tanıtılmıştır.
7 Mayıs 2010 tarihinde Konya Sanayi Odasının düzenlediği
“Uluslararası Otomotiv Sektörünün Geleceği ve Çözümü için
Kümelenme Konferansı” Konya’da OTAM sunumla tanıtılmıştır.
28 Mayıs 2010 tarihinde OTAM Yıllık Danışma Kurulu toplantımız gerçekleştirilmiştir.
İstanbul’da gerçekleştirilen American Society Of Mechanical
Engineers (ASME) 2010 International Leadership Summit Mechanical/Multi-Disciplinary Engineering Education uluslararası organizasyonunda 29 Mayıs 2010 günü yapılan
sunumla Üniversite Sanayi işbirliğinin İTÜ’de kurumsallaşmış başarılı bir örneği olarak OTAM tanıtılmıştır.
MAYIS 2010
OTAM AYLIK BÜLTEN
TOFAŞ AR-GE MERKEZİ Tanıtımı
Kemal YAZICI (*)
T
ofaş, 42 yıldır süregelen Koç ve
Fiat ortaklığının çatısı altında
birçok başarıya imza atmış,
bugün itibarıyla Fiat, Alfa Romeo,
Lancia, Maserati ve Ferrari olmak üzere 5 global markanın Türkiye’deki temsilciliğini başarıyla üstlenmiştir.
Türk Otomotiv Sektörü’nde tartışmasız
büyük bir değeri ve gücü ifade eden
Tofaş, Bursa’daki fabrikasında ürettiği
Doblo ve Fiorino gibi modellerin yanı
sıra kompakt sedan modeli Fiat
Linea’yla da ülkemizden tüm Dünya’ya
ihracat yapan global bir oyuncudur.
Tofaş rekabetçiliğini her daim güçlü
kılmak adına zorlu dönemlerde dahi Ar
-Ge ve inovasyona yaptığı yatırımları
hız kesmeden sürdürmüştür.
Bugün cirosunun %4’ü tutarında Ar-Ge
yatırımı yapan, yaklaşık 450 personelinin hizmet verdiği Tofaş Ar-Ge Merkezi; yetkinlik seviyesi ve bünyesindeki
laboratuarların yüksek teknolojisi,
çeşitliliği ile Fiat’ın Dünya genelinde 3.,
Avrupa’da 2., Türk Otomotiv Sektörü’nde ise 1. sırada yer almaktadır.
1984 yılından beri sürekli iyileştirme
faaliyetlerinin öncüsü olan Tofaş, 2007
yılında Fiat Grubu’nun en başarılı üretim merkezi seçilerek “WCM-World
Class Manufacturing / Dünya Klasında
Üretim” programında bronz seviyeye
ulaşmıştır. 2008 yılında gerçekleştirdiği yoğun çalışmaların neticesinde
Fiat’ın tüm dünyada kurulu 170’i aşkın
fabrikası içinde “gümüş” seviyeye ulaşan ilk ve en yüksek puana sahip, kalite ve verimlikte en iyi üretim merkezi
olma başarısını göstermiştir.
Kuruluşundan bu yana pazar liderliğinden, güçlü ihracata, yüksek Ar-Ge yetkinliğinden, kaliteli üretim ve ülke ekonomisine katkıya kadar birçok farklı
kolda elde ettiği başarılarla sektördeki
tartışmasız gücünü sürdüren Tofaş,
halihazırda Türkiye’nin en yüksek üretim kapasitesine sahip otomotiv şirketidir.
2009 yılında 84 bin adetten fazla Fiat
markalı aracı, Türk Tüketicisi’ ile buluşturarak, Türkiye “otomobil+hafif ticari
araç pazarı” liderliğini sağlamıştır. Bu
satışın yüzde 90’ı Tofaş tarafından
üretilen yerli modeller olmuş, ülke
ekonomisi ve istihdamına önemli katkılar gerçekleştirilmiştir.
Türk Otomotiv Sektörü’nün lideri
Tofaş, çeyrek yüzyılı aşkın birikimi ile
Türk İnsanı’na “dünya kalitesinde” ve
“Türkiye koşullarına en uygun” ürünleri sunma konusundaki çalışmalarını
aralıksız sürdürmüş olup, 1990’lı yıllarda ilerde daha da sertleşecek rekabete
cevap verebilmek üzere Ar-Ge yatırımının şart olduğunu görmüş ve 1994
yılı Aralık ayında Ar-Ge yapısını kurmaya karar vermiştir.
Tofaş Ar-Ge 2009 sonunda yaklaşık
450 çalışanıyla otomotiv alanında Türkiye’de büyük bir bilgi birikimi oluşturulmuştur. TOFAŞ‘ın test laboratuarları bugün dünya çapında ve Türkiye’nin
en ileri teknoloji, kapasite ve test imkanlarına sahip laboratuarlardır. En
ileri metotlar ve ekipmanlar kullanarak
çevreci, hafif, dayanıklı ve akıllı araçlara ulaşabilmek için gerekli araştırmalar
ve testler Tofaş’ın sahip olduğu gelişmiş laboratuarlarda yapılabilmektedir.
Araç konsepti, stil, gövde, iç
tasarım, süspansiyon, motor,
emisyon, titreşim ve akustik
alanlarında tasarım ve testler
yapmak üzere yaklaşık 30 milyon Euro yatırım yapılmıştır.
Tofaş Ar-Ge’de pek çok araştırma projesi, TÜBİTAK destekli
olarak yürütülmekte ve bu projelerde, FIAT Araştırma Merkezi
ve yabancı tasarım Merkezleri’2
nin yanı sıra çeşitli üniversitelerin öğretim üyeleri ile birlikte çalışılmaktadır.
Tofaş Ar-Ge Merkezi her alanda rekabetçi binek ve ticari araçlar geliştirerek
Türk toplumuna, ekonomisine ve
Tofaş’ın karlılığına katkıda bulunmayı
hedeflemiştir. Tofaş Ar-Ge belirlenen
hedeflere ulaşabilmek ve gelişimin
kalıcılığını sağlamak üzere 2006 yılında
yeniden yapılanmış ve araç geliştirme
sahasında Avrupa ile rekabet edebilir
alt yapıyı oluşturmaya başlamıştır.
Tofaş Ar-Ge, yeni teknolojilerin geliştirilmesi, proje yönetimi, tasarım ve
tasarım doğrulama fonksiyonlarından
oluşan bir organizasyon yapısına sahiptir. 2008 yılı sonunda küresel ekonomik krizin otomotiv sektörüne de
olan olumsuz etkilerine rağmen
Tofaş’ta, Ar-Ge insan kaynağına yönelik geliştirme planları, altyapıyı geliştirme amaçlı laboratuvar yatırımları ve
yeni ürün geliştirmeye yönelik faaliyetler kesintiye uğramadan sürdürülmüştür. 2009 yılı içerisinde toplam ArGe harcaması 193 Milyon TL olarak
gerçekleşmiştir. Tofaş’ın 2008-2009 Ar
-Ge harcamalarının ciro ya oranı ortalama %4.8 olarak gerçekleşmiştir.
2010 yılı itibariyle faaliyetlerini Bursa
merkezli olarak yürüten Tofaş ArGe’nin Uludağ Üniversitesi içinde yer
alan Ulutek Teknoloji Bölgesinde Platform adıyla faaliyet gösteren bir şirketi
ve ODTÜ Teknopark Bölgesi’nde faaliyet gösteren bir ofisi bulunmaktadır.
Tofaş Ar-Ge, 2008 yılı itibariyle “5746
Sayılı Araştırma ve Geliştirme Faaliyetlerinin Desteklenmesi” hakkındaki
kanun kapsamında Sanayi ve Ticaret
Tofaş
TofaşR&D
R&D
Platform
Platform
(Teknopark)
(Teknopark)
Ar-Ge
Ar-Geofisi
ofisi
(ODTÜ)
(ODTÜ)
MAYIS 2010
OTAM AYLIK BÜLTEN
TOFAŞ AR-GE MERKEZİ Tanıtımı
tadır.
Bakanlığı tarafından Ar-Ge Merkezi
olarak tescillenmiştir.
Kurulduğu 1994 yılından bugüne pek
çok projeyi başarıyla tamamlamış olan
Tofaş Ar-Ge’nin, 2007-2010 yılları arasında dikkat çeken projeleri şu şekilde
sıralanabilir:
2007:
 Palio-Albea Sole Projesi
 MCV (Minicargo) Kargo Projesi
2008:
 MCV Combi/Panorama, MTA, CNG
Projeleri
 Linea Projesi
2009:
 Çevreci ve Çok Amaçlı Araç Geliştirme (P263) Kargo Projesi
2010:
 P263 Panorama, Combi ve Premio
Projeleri
 P263 Yüksek Tavan, CNG, MTA, Pickup ve Şasi Projeleri
 Linea ve MCV Euro 5 Motor Uygulama Projeleri
İç Tasarım Müdürlüğü:
Müdürlük bünyesinde stil ve algılanan
kalite, kokpit ve HVAC (heating,
ventilating and air-conditioning), koltuk ve iç trim tasarım yöneticilerini
barındırmakta olup, bir aracın stil ve iç
tasarımıyla ilgili olarak aşağıda belirtilen yetkinliklere ve altyapı imkanlarına
sahiptir:
 Konsept tasarım, yüzey modelleme,
kil modelleme, 3 boyutlu sanal analizler ve algılanan kalite analizleri ve
metodolojileri geliştirilmesi
 Torpido, torpido traversi, eşya gözü,
orta konsol, el fren ve vites körükleri, hava kanalları, üfleçler ve taşıt
iklimlendirme sistemleri tasarımı
 Ön ve arka koltuk, koltuk iskeleti ve
hareket mekanizmaları tasarımı
 İç trim parçaları (kapı panelleri, şapkalık, tavan kaplaması, eşik kaplamaları vb.)
 Moldflow programı ile plastik kalıp
tasarım analizleri
 UG motion ve structure programları
ile hareketli mekanizma ve parça
yapısal analizleri
Organizasyon yapısı ve Ar-Ge Birimleri:
Tofaş Ar-Ge organizasyonu, Ar-Ge
Direktörü’ne bağlı Ürün Mühendislik
ve Ürün Geliştirme Direktörlükleri ve
üç yöneticilik ile iki direktörlüğe bağlı
tasarım, proje, test birimlerinden oluşmaktadır.
Ürün Mühendisliği Direktörlüğü:
Bir aracı tümüyle tasarlamak için gerekli gövde, iç tasarım, elektrikelektronik, şasi, motor ve sayısal analizlerle ilgili bölümlerin bağlı olduğu
Ürün Mühendisliği Direktörlüğü aşağıda belirtilen tasarım ve analiz yetkinliklerine sahip olup, direktörlük bünyesinde toplam 138 beyaz yaka çalışmak-
hiptir. Bu laboratuvar ile bir aracın
iklimlendirme sistemiyle ilgili olarak;
hava üfleme, kaçak hız ve miktarları, 3
adet termal kamera ile gerek kabin
içinde gerekse cam yüzeylerde buz ve
buğu çözme hızları ölçülebilmektedir.
Ayrıca laboratuvar veri toplama, tek
ve üç boyutlu sayısal analiz imkanlarına da sahiptir.
Gövde Tasarım Müdürlüğü:
Müdürlük alt/üst gövde, dış trim, hareketli parçalar trim tasarım yöneticiliklerinden oluşmaktadır. Bir aracın
gövdesi ve dış trimiyle ilgili tüm tasarım faaliyetlerini yürütebilecek bir
tasarım ekibine sahip olup, aşağıda
belirtilen faaliyetleri yürütmektedir.
Müdürlük, ayrıca 2010 yılı itibariyle
faaliyete geçen Türkiye’nin ilk taşıt
iklimlendirme test laboratuvarına sa3
Alt ve üst gövde tasarım ve analizleri
 Hareketli gövde saç parçalarının
(kapılar, bagaj kapağı, motor kapu-
MAYIS 2010
OTAM AYLIK BÜLTEN
TOFAŞ AR-GE MERKEZİ Tanıtımı
uygulamaları olarak başlıca 4 ana
gurupta toplayabileceğimiz yöneticiliğin faaliyet alanları aşağıda sıralanmıştır:
tu, kapı kilit mekanizmaları vb.) tasarımı
 Dış trim parçalarının (ön ve arka
tamponlar, ayna, cam, kapı fitili,
silecekler, port bagaj taşıyıcı vb.)
tasarımı
 Parametrik tasarım çalışmaları
 Moldflow programı ile plastik kalıp
tasarım analizleri
 Saç parça basılabilirlik analizleri
Elektrik-Elektronik (EE) Tasarım Yöneticiliği:
Temel olarak faaliyetlerini; kablo,
enerji sistemleri, elektrik-elektronik ve
haberleşme parçaları, sistem entegrasyon ve performans doğrulama mühendisliği olarak 4 ana başlık altında
toplayabileceğimiz EE Tasarım Yöneticiliği aşağıda belirtilen alanlarda tasarım çalışmalarını sürdürmektedir.
 UG ile kablo tasarım ve yerleşim
çalışmaları
 Sanal enerji dengeleme, alternatör,
marş motoru ve akü tasarımı
 Elektrik motoru ve sürücü tasarımı
 Araç bilgisayarı, sinyal kolları, gösterge panelleri, km saati, anten,
radyo adaptasyonu ve tasarımı
 Proxi ve hata diagnozileri, CAN bus
üzerinden yapılan analizler
Şasi ve Araç Dinamiği Yöneticiliği:
Başlıca ön/arka süspansiyon, fren,
direksiyon, motor takozları, ön/arka
amortisör sistemlerinin tasarımı ve
doğrulanması üzerine çalışmakta olup,
bir aracın sürüşü, yol tutuşu, frenlemesi ve kontrolü ile ilgili testleri yapabilecek ve onay verebilecek yetkinliğe
sahiptir.
Motor Sistemleri Yöneticiliği:
Faaliyetlerini; motor kontrol, şanzıman, motor sistemleri tasarımı, egzoz
emisyonları ölçümü ve alternatif yakıt
 Motor uygulamaları
 Egzoz, hava emiş, yakıt boruları,
yakıt tankı tasarımı
 Motor kontrol sistemleri (ECU) programlama, uygulama ve hata analizleri
 LPG, CNG, biyoyakıt, flexfuel alternatif yakıt sistemleri uygulamaları
Yöneticiliğe bağlı olarak faaliyet gösteren Emisyon Ölçüm Laboratuvarı Türkiye’nin
ilk
emisyon
ölçüm
laboratuvarı olup, bu laboratuvarda
Euro 5 seviyesinde emisyon, dizel partikül, yakıt sarfiyatı, yakıt buharlaşma
miktarı (SHED), güç-tork ve katalitik
dönüştürücü verimi ölçümleri, EGR
analizleri, sınır iklim koşullarında çalıştırma testleri yapılabilmektedir.
Laboratuvar TÜRKAK tarafından TS EN
ISO/17025'e göre akredite edilmiştir.
Ayrıca, yine bu bölüme bağlı olarak
faaliyet gösteren katalitik dönüştürücü
yaşlandırma bankosu üzerinde
100.000 km üzerinde test edilmesi
gereken EOBD (Electronic On-board
Diagnostik) sınır şartları aracı süren bir
robot yardımıyla test edilebilmektedir.
Sayısal Analizler Yöneticiliği:
Araç dinamiği, yapısal dayanım ve
NVH, akışkanlar dinamiği ve güvenlik
analizleri sayısal analizler yöneticiliğinin temel faaliyet alanlarıdır. Bu alanlarla ilgili olarak;
 Yeni bir ürünün ürün platformu tarafından tanımlanan hedeflerine uygun olarak sanal ortamda geliştirilmesi
 Mevcut üründe kalitenin iyileştirilmesi ve/veya maliyet indiriminin
sağlanmasına yönelik sayısal analizlerin yapılması
 Bilgisayar ortamında yeni veya mevcut ürünler ile ilgili güvenlik, statik ,
4
yorulma & ömür, akustik, araç dinamiği, konfor, akışkanlar dinamiği ve
enerji yönetimi analizlerini gerçekleştirmektedir.
Bu analizler için MSC-Adams, MBSharc, Altair Hyperworks (+Optistruct),
LS-Dyna, Ansa, Abaqus Standart/
Explicit, MSC.Nastran, Star CCM+,
Mathlab Simulink programları kullanılmakta olup, ODTÜ Teknokent Bölgesi’nde yer alan Çarpışma Test Merkezi
ile birlikte çalışılmaktadır.
Ürün Geliştirme Direktörlüğü:
Yeni ve mevcut ürünlerle ilgili projelendirme,
prototip,
test
ve
homologasyon birimlerinin bağlı olduğu direktörlük bünyesinde toplam 89
kişi çalışmakta ve birim bazında detayları verilen aşağıdaki faaliyetlerin gerçekleşmesini koordine etmektedir.
Taşıt Entegrasyon Müdürlüğü:
Müdürlük bünyesinde NVH, codep,
ürün yönetimi, homologasyon ve
packaging ile ilgili yöneticilikleri olup
aşağıda belirtilen yetkinlik ve alt yapı
imkanlarına sahiptir.
 Halı ve izolatör tasarımı
 İç ve dış gürültü testleri, NVH analizleri
 Yeni ve mevcut modeller için ürün
MAYIS 2010
OTAM AYLIK BÜLTEN
TOFAŞ AR-GE MERKEZİ Tanıtımı
ağacı oluşturulması ve değişiklik
yönetimi sürecinin yönetilmesi
 Homologasyon ve tip onay testleri
 Sanal, fiziksel ve geometrik doğrulama, geometrik entegrasyon, fonksiyonel çalışma kontrolleri
 Ses kalitesi ve “jury” testleri ölçüm
ve değerlendirmeleri
Ayrıca müdürlüğe bağlı olarak faaliyet
gösteren NVH Test ve packaging doğrulama ve ölçüm laboratuvarı bulunmaktadır. NVH Test Laboratuarı‘nda
aşağıdaki test ve analiz çalışmaları
yapılmaktadır:
Prototip ve Testler Müdürlüğü:
Prototip Üretim, Malzeme Mühendisliği, Banko ve Yol Testleri Yöneticiliklerinin bağlı olduğu müdürlük bünyesindeki laboratuvarlarda aşağıda belirtilen test ve araştırma çalışmaları yapılmaktadır:
 Yarı-yankısız odada statik testler ve
aynı odada roller bankosunda dinamik testler,
 Gürültü ve titreşim ölçümleri yol
pisti testleri,
 Test cihazı üzerinde trim gürültü
testleri, yarı yankısız odada statik
testleri,
 Laboratuar ortamında “modal analiz” testleri
Packaging Laboratuvarı’nda 3 boyutlu
bir ölçüm cihazı ve nokta bulutu ölçümü yapabilen lazer tarama cihazı bulunmaktadır.
Prototip Üretim Atölyesi:
 Hızlı prototip geliştirme çalışmaları
 Bizmut kalay karışımı ile prototip saç
parça geliştirme çalışmaları
 Ön prototip geliştirilmesi çalışmaları
 Komple prototip araç geliştirme
çalışmaları
 Prototip araç için aparat geliştirilmesi
Banko ve Yol Testleri Laboratuvarı:
 Banko Testleri
 Klimatik yol simülasyonu
 Yorulma ve dayanıklılık testleri
 Gövde rijitlik testleri
 Klimatik ortamda 3
eksenli vibrasyon testi
 Araç Değerlendirme
 Kalite profili
 Yakıt sistemi
 Sıcaklık dağılımı
 Şanzıman ve debriyaj değerlendirmesi
 İç ve dış trim parçaları
 Parça ve araç yorulma testleri
 Araç Dinamiği
5
 Sürüş konforu
 Araç üzeri fren testleri
 Lastik değerlendirmesi
 Veri Toplama
 Yol verilerinin toplanması
 Müşteri yol profilinin tanımlanması
 Performans ve Enerji Tüketimi
 Sürülebilirlik (driveability)
 Yaz ve kış testi
 Performans
 Enerji tüketimi (pist, trafikte)
 Süzülme (Coast down)
Elektrik ve Elektronik Test
Laboratuvarı:
 Elektrik ve Elektronik Parçaları Test
Çalışmaları
 Akü testleri
 Alternatör testleri
 Elektrik tesisat (Wiring Harness)
testleri
 Ön far testleri
 Arka cam testleri
 Radyo yol performansı testleri
MAYIS 2010
OTAM AYLIK BÜLTEN
TOFAŞ AR-GE MERKEZİ Tanıtımı
 Gösterge paneli mesaj haritası
onayı
 Bazı elektromekanik parçaların
testleri (otomatik cam, uzaktan
kumandalı anahtar vs.)
 E&E Sistem Test Çalışmaları
 Termik onay (Thermic verification)
 Elektriksel denge (Electrical
balance)
Malzeme Mühendisliği Laboratuvarı:
 Plastik malzeme testleri (Vicat, MFI,
düşme, renk, parlaklık)
 Elastik malzeme testleri (Ozon dayanımı, sertlik, yaşlandırma, çekme,
kopma, yırtılma, aşınma, yansıma)
 Boyalı ve kaplamalı parça testleri
(Hızlandırılmış yaşlanma, nem, paslanma, ısıl değişim)
deller için aşağıda belirtilen faaliyetleri
yürütmektedir:
 Müşteri memnuniyeti, pazar payı ve
karlılığın artırılarak sürdürülmesi için
gerekli olan kalite ve maliyet iyileştirme faaliyetlerinin ve bunun için
ihtiyaç duyulan proje değişikliklerinin Fiat ve Tofaş Ar-Ge’nin ilgili
fonksiyonları ile birlikte planlanması
ve gerçekleştirilmesi
 Değişiklik çalışmalarının yönetimi ve
raporlanması, model year, özel seri,
yeni versiyon ilavesi
 Yeni pazarlar için ürün tanımı çalışmalarının bütçe, fizibilite ve geliştirme çalışmalarının koordinasyonu
 Devreye alma çalışmaları ve araç
onay sürecinin yönetimi ve raporlanması
Yukarıda belirtilen birimlere ek olarak
doğrudan Ar-Ge Direktörüne bağlı
olarak faaliyet gösteren diğer birimler
ve çalışma alanları şu şekilde özetlenebilir:
 İzolatör, halı ve tekstil malzeme
testleri (Aşınma, parlama, yanma
hızı ve çekme)
 Akışkan malzeme testleri (IR, akışkanlık, buharlaşma ve parlama, buharlaşma basıncı, yoğuşma)
 Fiziksel metalürji testleri (Çekme,
sertlik, kimyasal dayanım, eddycurrent işleme)
Ayrıca, Ürün Geliştirme Direktörlüğü’ne bağlı olarak faaliyet gösteren
Doblo, MCV Model Müdürlükleri ve
Linea Model Yöneticilikleri, ilgili mo-
Metod ve Planlama Yöneticiliği:
 Tofaş Ar-Ge içindeki bütçe çalışmaları ve kontrolleri
 Stratejik planların oluşturulması ve
yürütülmesi
 Ar-Ge’ye ait bütün tesislerin çevreye
uygun işletilmesi
 Çalışan memnuniyeti ve gelişimine
yönelik çalışmaların koordinasyonu
 Ar-Ge çalışanları için gelişim planlarını oluşturmak ve gerçekleştirmek
 Yeni model ve projelerin fizibilite
çalışmaları
 Şirket genelinde, patent alımına
yönelik çalışmaları yürütmek
 Ürün geliştirme sürecine yönelik
metot çalışmalarını yapmak
 Ar-Ge içindeki uluslararası standartlara ve TOFAŞ Kalite sistemine yönelik uyum çalışmalarını yürütmek
 Know-how raporlarının yönetimini
ve ulaşılabilirliğini sağlamak
İleri Araştırmalar Yöneticiliği:
 Ar-Ge teknoloji yol haritasının oluşturulması
 Üniversite-sanayi ilişkileri stratejilerinin oluşturulması ve takibi
6
 Ulusal ve uluslararası sempozyum ve
kongreleri izlemek, bilimsel makalelerin oluşumuna ve sunulmasına
destek vermek
 TÜBİTAK tarafından sağlanan AR-GE
yardımlarından faydalanmaya yönelik raporlarındaki teşvik sürecini izlemek
 Avrupa ve diğer ülkelerdeki teşvik
programlarını takip etmek, bu teşviklerden faydalanılmasına yönelik
çalışmalarda bulunmak
 Çeşitli Ar-Ge platformlarına Tofaş Ar
-Ge adına katılmak
Maliyet Mühendisliği Yöneticiliği:
Yeni ve mevcut ürünlerle ilgili olarak
maliyet iyileştirme çalışmalarının,
teardown ve benchmark faaliyetlerinin koordinasyonunu yürütmektedir.
Maliyet İyileştirme Yöneticiliği:
 Kaynakların verimli kullanılması
amacına yönelik olarak gerek yeni
ürün geliştirme sürecinde gerekse
mevcut modellerin yaşam çevriminde satın alınan parçalar için en rekabetçi maliyet ve yatırım hedeflerinin
oluşturulmasını ve bu amaçla tüm
maliyet mühendisliği süreçlerinin /
kaynaklarının doğru yönetimini ve
koordinasyonunu sağlamak.
 Ürün geliştirme sürecinde ürün maliyet planlamasını yapmak, gerçekleşmeyi izlemek.
Ar-Ge Faaliyetleri ve Geliştirilen Ortak Projeler:
2007-2010 yılları arasında gerçekleştirilen Tofaş Ar-Ge faaliyetlerinden dikkat çeken projeler şu şekilde sıralanabilir:
 Mini Cargo (MCV) Yenilikçi Ürün
Geliştirme Projesi
Bugün Tofaş Ar-Ge Türkiye pazarı yanında Avrupa pazarları içinde araç
geliştirmektedir. 2007 yılının büyük
projesi olan Mini Cargo, birden çok
marka için üretilmesi bakımından Türk
otomotiv sanayinde bir ilk olma özelliğindedir. Bu proje Fiat-Auto, Peugeut
ve Citroen markaları için tasarlanmış
olan ve üretimin %90’dan fazlası ihracat olarak öngörülen, ülkemizin istih-
MAYIS 2010
OTAM AYLIK BÜLTEN
TOFAŞ AR-GE MERKEZİ Tanıtımı
dam ve ihracat değerlerine çok önemli
katkılarda bulunan bir projedir.
Sanayi mülkiyet hakları da Tofaş’a ait
olan böylesine önemli bir projenin ArGe sorumluluğuna TOFAŞ’ın sahip
olması Türk Otomotiv Sanayi için çok
önemli bir başarıdır. Bu proje esnasında bir çok Yerli yan sanayimiz ile de
ortak geliştirme proje çalışmaları yapılmıştır. Ayrıca bu proje kapsamında
Üniversiteler ile teknoloji geliştirme
amaçlı 19 proje gerçekleştirilmiş ve
birçok patent başvurusu yapılmıştır.
2008 yılında Türk Yan sanayi firmalarının tasarım ve Ar-Ge kabiliyetlerinin
geliştirilmesi için Codesign firma geliştirme süreci başlatılmıştır. 2012 yılı
sonuna kadar 23 firmanın geliştirilmesinin tamamlanması hedeflenmiştir.
 Çevreci ve Çok Amaçlı Araç Geliştirme (P263) Projesi
Tofaş Ar-Ge’nin yeni araç geliştirme
tasarım ve test yetkiliğinin geliştirilmesi, yerli ortak tasarım yapabilen yan
sanayilerin geliştirilmesi, üniversitelerle Ar-Ge projeleri yaparak üniversitesanayi işbirliğinin geliştirilmesi, yıllık
130,000 araç üretimiyle istihdama
katkı sağlaması ve Türkiye ekonomisine 2 yıl içersinde 450 milyon € yatırım,
8 yılda 6,3 Milyar Dolar ihracat imkanı
sağlaması bu projenin en önemli kazanımlarıdır.
Proje de geliştirilen aracın gövde tipleri, cargo, combi, panorama, uzun gövde ve yüksek tavan olarak sunulmaktadır.
Bu versiyonlara uygulanan 6 motor
seçeneği olup, bu motorizasyonlar 1.4
16V, 1.3 MJ 16V, 1.6 MJ 16V, 1.6 MJ
16V otomatik şanzıman (MTA), 2.0 MJ
16V ve 1.4 16V Turbo CNG’dir.
1.3/1.4/1.6/ 2.0 motorizasyonlu Kargo
ve Panoramo versiyonları ile uzun
kargo ve pick-up versiyonlarının tasarım ve üretim onayları 2009 yılında
gerçekleşmiş ve üretimlerine başlanmış, 2010 Şubat ayında hem Dünya
hem de Türkiye lansmanları gerçekleştirilmiştir.
Geliştirilen aracın sağdan direksiyonlu,
uzun kombi, doğal gazlı ve yüksek tavanlı versiyonlarının üretimine 2010
yılında başlanacaktır.
Proje de üniversitelerle maksimum
seviyede iş birliği hedeflenmiş bu doğrultuda 2008 yılı içerisinde 35 üniversite projesi başlatılmıştır. Bu projelerde
75 öğretim üyesi ve 53 öğrenci ile birlikte çalışılmış, 20’den fazla patent
başvurusu yapılmıştır.
 Start & Stop - Mild Hibrid Projesi
Bir binek araç içerisinde entegre marş
motoru ve alternatör sistemi kurularak aracın hafif hibrit elektrikli araç
olarak dönüştürülmesi ve bu sayede
daha çevreci ve ekonomik bir araç
tasarlanması hedeflenmiştir.
Start Stop sisteminde araçta güçlü bir
elektrik makinası alternatörün ve marş
motorunun işlerini daha da gelişmiş
olarak yapabilecek şekilde eklenmiştir.
Bu makinanın amacı, aracın durduğu
noktalarda (trafik ışıkları, sıkışık trafik
vb.) içten yanmalı motorun kapatılma7
sına, otomatik vitesli araçlarda ayak
frenden kaldırıldığında, manuel viteslilerde ise 1. vitese geçildiğinde çok kısa
sürede (normal marştan 10-20 kat
daha hızlı), kullanıcıya hissettirmeden
tekrar devreye alınmasına olanak sağlamaktır. Bu sayede motorun avare
çalıştığı (idling) sürelerde yakıt tüketimi ve emisyon yayımı engellenmiş
olur. Projenin içeriği dahilinde olan
hafif hibrit özellik sayesinde de araç
belirli bir hıza (30km/h) kadar elektrik
makinası ile hareket edebilir, bu sayede içten yanmalı motor verimsiz çalıştığı noktalarda çalışmayarak yakıt tüketimi düşürülmüş olur.
Bu proje ile daha verimli Güç/Hacim
ve
Güç/Ağırlık
oranı
yüksek
makinanın, Alan zayıflatma özellikli
sürücünün, Mekanik bağlantı parçalarının, Yüksek sıcaklıkta gerekli performansı sağlayan elektrik makinasının,
Otomotiv standartlarına uygun motor
sürücünün, Elektrik makinası bağlama
parçalarının tasarlanması, Geometrik
entegrasyon yetkinlik artımı ve Elektrik makinası tasarım tekniklerinde
gerçekleştirilmiştir. Bu projeler haricinde son dönemde gerçekleştirilen
diğer Ar-Ge projeleri arasında MCV ve
Linea E5 motor projeleri sayılabilir.
Üniversite ve SANTEZ Projeleri:
2007-2008 öğretim yılı itibariyle Uludağ Üniversitesi ile İtalya Politeknik
MAYIS 2010
OTAM AYLIK BÜLTEN
TOFAŞ AR-GE MERKEZİ Tanıtımı
Üniversitesi arasında “Otomotiv Mühendisliği Yüksek Lisans Programı”na
Tofaş üçüncü taraf olarak katılmış ve
programın maddi ve teknik uzmanlık
alanında destekçisi olmuştur. Ayrıca
son dönemdeki Çevreci ve Çok Amaçlı
Araç Geliştirme Projesi kapsamında
yürütülen Üniversite projelerinden
bazıları şu şekilde sıralanabilir:
 Taşıt İklimlendirme Sistemlerinde
Güneş Pili Kullanılarak Termal Konforun Arttırılması
 Titreşim ile Besleme Sistemi Sağlayan TPMS Geliştirilmesi
 Flex Ray
 Egzoz ve Katalitik Konvertör Geliştirme
 Aerodinamik Analizler
Orta Doğu Teknik Üniversitesi:
İstanbul Teknik Üniversitesi:
- Çarpma Merkezi
ODTÜ’de kurulum çalışmaları devam
eden Kızak Tipi Çarpma Merkezi‘nin
özellikle gövde bağlantı noktaları ile
koltuk ve emniyet kemer parçalarının
testlerinde kullanılabilmesi için ODTÜ
ve Fiat Güvenlik Merkezi arasında işbirliği gerçekleştirilmektedir.
 Mekatronik Uygulamaları
 CAN Veri Kayıt ve İletim Sistemi Filo
Takip Projesi
 Daha İyi Titreşim Sönümleme İçin
Hibrid Malzeme Kullanımı
 Şasi ve Araç Dinamiği - Araç Dinamik
Kontrolü
- Üniversite Projeleri
 Otomatik Kayar Kapı Mekanizması
 Büyük Boyutlu Plastik Parça Tasarımı
 Sıcak Şekillendirme
 Sandviç Malzemeler
 Alternatif Malzeme Geliştirme Projeleri
 Koltuk Tasarımı Geliştirilmesi
 Koltuk Mekanizmaları Geliştirilmesi
 Koltuk Anti-Whiplash Sistemi - Biyomekanik Analizlerle Yeni ve Özgün
Anti-Whiplash Sistemi Geliştirilmesi
 Algılanan Konforu Belirleyen Elemanların Analizi
 Stil Kil Model İşlenmesi
 Alüminyum Travers Geliştirilmesi
Projesi
 Kaynak Teknolojileri
 Süspansiyon Tasarımı Geliştirilmesi
İTÜ OTAM:
 İstanbul Teknik Üniversitesi OTAM
laboratuvarlarında akustik ve motor
testleri gerçekleştirilmektedir.
 Egzoz sisteminde iletim kayıpları
belirleme
 İç gürültüde panel katkılarının belirlenmesi
İTÜ MEKAR:
 Yanal sürüş yardımcısı (Intelligent
Car)
 Start&Stop Sistemleri: TOFAŞ ArGe’nin elektrikli araç geliştirme hedefine yönelik olarak, özgün hibrit
ve Start&Stop sistemi tasarımının
gerçekleştirilmesi ile yakıt tasarrufu
sağlayan, egzoz emisyonu düşürülmüş çevreci bir araç geliştirilmesi.
 Mekatronik uygulamalar
Uludağ Üniversitesi:
 Taşıt İklimlendirme Sistemleri
(HVAC) Kabin içi
Konfor ve Simülasyon Çalışmaları
 Gövde Dış Trim
Parçaları İçin UG
‘de Makro Yazılması
 Konfor
ve
8
Komponent Tasarımı
 Kalıp Tasarım Makrolarının Yazılması, Malzeme Kütüphanelerin Oluşturulması
 Alternatif Prototip Malzeme Geliştirme
Koç Üniversitesi:
 Tasarım Sürecinin Kısaltılması İçin
Makro Yazılımı Çalışmaları
 Akustik Analizler
Boğaziçi Üniversitesi:
 Cıvatalı Bağlantıların Modellenmesi
 AMT Şanzıman Kontrol Ünitesi Geliştirilmesi
SANTEZ Araştırma Projeleri:
 ODTÜ ile Nano Kompozit Malzemelerin Otomobil Sektöründe Kullanımının Yaygınlaştırılması
 ODTÜ ve Kocaeli Üniversitesi’yle
“Egzoz Gazındaki Hidrokarbon, Karbon Monoksit ve Azot Oksit (NO)
Bileşiklerinin Üç Yollu Katalitik
Konverterde Arıtılması”
Çerçeve Programları ve Avrupa Birliği
Projeleri
Tofaş, Avrupa birliği 6. çerçeve programında yer alan Advance Passive Safety
Network (APSN) gibi değişik uluslararası teknolojik geliştirme platformlarında yer almaktadır. Bu platformlarda
ileri Ar-Ge eğilimleri takip edilmektedir.
AB 7.Çerçeve Programı kapsamında
yurt içi ve dışından üniversiteler
(İ.T.Ü., Sabancı, Yıldız Teknik, Koç,
OHIO State University, University of
Erlangen), ile birlikte güvenli sürüş,
araçlar arası haberleşme (C2C), X-by
wire, alternatif torpido traversi uygulamalarına yönelik yenilikçi çalışmalar
yürütülmektedir.
Caring Car Eureka Projesi:
Proje
ortakları; Tofaş, Philips,
Mobilera, Grunding, Deimos, NXP,
Robotiker, Telefonica I+D, UC3M, 3.
Carlos Madrid University’dir. Araç içerisinde yaşam kalitesi uygulamalarını
hayata geçirerek araç güvenliğini art-
MAYIS 2010
OTAM AYLIK BÜLTEN
TOFAŞ AR-GE MERKEZİ Tanıtımı
acil servis, kullanılmak üzere aktarılmakta, kablosuz iletişim sayesinde
araç içerisindeki sürücü ve yolcuları
ilgilendiren sağlık hizmeti uygulamaları
mümkün olmaktadır.
Ulusal ve uluslararası bazda işbirliği
ağları ve platformlar (OTEP, EARPA,
ERTRAC, EUCAR..) içinde yer alınmakta
ve ihtiyaç duyulan bilgilere ulaşılmaktadır.
Tofaş Ar-Ge, bu projede CAN ara yüzü
(listener mode) ağını oluşturmakta ve
mevcut ağ yapısının doğrulanması
çalışmalarını yürütmektedir. Tofaş ArGe’nin ilk EUREKA (CATRENE/
MEDEA+) projesi olup, projenin çıktıları, Tofaş Ar-Ge’nin diğer projelerinde
de (V2V, akıllı araçlar vb.) kullanılacaktır.
Patent Sayıları:
Tofaş Ar-Ge, 1995-2008 yılları arasında
Bursa’da en fazla patent başvurusu
yapan 2. kuruluş olarak ödül almış,
2009 yılında 35 olan patent başvuru
sayısı, 2010 yılı Nisan ayı sonu itibariyle 45 adede ulaşmıştır.
Gelecek Teknoloji Hedeflerimiz
Stratejik planlama çalışmalarının sonucunda Tofaş Ar-Ge’nin geleceğe yönelik teknolojik öncelikleri aşağıdaki şekilde tespit edilmiştir;
 Çevreci Araçlar (CNG, BioFuels,
Elektrikli Araçlar,..)
 Hafif Araçlar
 Akıllı Araçlar
tırmayı hedefleyen bir projedir. Proje
ile otomobil içerisindeki sürücü ve
yolcu sağlığı ile ilgili uygulamaların
desteğiyle araç ve sürücü güvenliği
arttırılmaktadır. Bu amaçla yeni geliştirilecek bir araç ağ geçidi ile uyumlu
çalışacak bir sensör ağı kurulmuş, bu
ağ ile araç üzerindeki mevcut
sensörlere ilaveten yeni sensörlerden
bilgi toplanmaktadır (görüntü, ECG,
vücut ısısı). Bu ağ üzerindeki bilgiler,
geliştirilen ağ geçidi üzerinden dış ortama değişik uygulamalarda, örneğin
2010 yılında Ar-Ge çalışmalarına yaklaşık 110 MTL yatırım ve Ar-Ge alt yapı
yatırımlarına yönelik 7 MTL harcama
yapılması planlanmıştır. Yeni ürünlerin
müşteri beklentilerine uygun kalitede,
rekabetçi fiyatlarla ve zamanında pazara sunulması için ürün geliştirme
süreci ve proje yönetimi Ar-Ge organizasyonu için büyük öneme sahiptir.
Pazarın , çevrenin, rekabetin belirlediği gerekler çerçevesinde teknoloji
alanları ve öncelikleri oluşmaktadır.
Araştırma ve geliştirme politikalarının
tanımlanması ve yol haritalarının ortaya çıkarılmasında önemli rol oynayan
9
Sempozyum, Kongre ve Bilimsel Makaleler
Tofaş Ar-Ge, 2005 yılından 2010 Nisan
ayına kadar geçen sürede, ulusal ve
uluslararası 87 adet sempozyum ve
konferansa katılmış, bu organizasyonlarda 30’un üzerinde bilimsel makale
ve
sunumu
yayınlanmıştır.
2010 yılı nisan
ayı itibariyle
de
sadece
OTEKON
2010’a gönderilen makale
sayısı 15 adet
olup, bu kongre
haricinde
uluslararası
CLIMA2010’da
sunulan
ve
ESDA2010 konferansına kabul edilen
bilimsel makaleleri bulunmaktadır.
Ödüllerimiz
 2006 “Van of the year”-Doblo
 İngiltere’de “2008 Yılının Ticari Aracı” -Minikargo
 “What Van” Dergisi tarafından
“2008 Yılının En İyi Hafif Ticari Aracı”
-Minikargo
 2008 Autobest, Teknobest ödülüLinea
 62. Hannover Ticari Araç Fuarı’nda
VOTY Jürisi tarafından “2009 Van Of
The Year”- Minikargo
(*)
TOFAŞ Ar-Ge Direktörü
[email protected]
MAYIS 2010
OTAM AYLIK BÜLTEN
BAYRAKTARLAR TASARIM A.Ş. Tanıtımı
tirilmesi, prototiplerin hazırlanması ve
son olarak da öngörülen performans
testlerinin başarılarak ürün tasarımının onaylanması şeklinde devam eder.
(Şekil 3)
Ersel TURŞUCULAR (*)
Sercan BODUROĞLU (**)
OTOMOTİV DIŞ AYDINLATMA
LAMBASI TERMAL ANALİZ
UYGULAMALARI
F
arba A.Ş. firması 30 yılı aşkın
süredir Türk otomotiv dış aydınlatma sektöründe lider firmalardan biri olarak faaliyet göstermektedir. Derin üretim deneyimin
yanı sıra 1999 yılında gerçekleşen ilk
co-design projesiyle birlikte yaklaşık
11 yıldır müşterilerine yeni ürün tasarımı ve gerçekleştirilmesi konusunda
da hizmet vermektedir. Türk otomotiv
sanayisinin gelişmesiyle birlikte Farba
da pazar rekabeti için gerekli olan ve
ülkemizin gelecekte daha iyi konumlara yükselebilmesi için bir zorunluluk
haline gelen yeni ürün geliştirme ve Ar
-Ge faaliyetlerinde daha aktif rol alabilmek için yeni bir yapılanma içerisine
girmiştir. Bu yapılanmayla birlikte ArGe faaliyetleri 2006 yılında Uludağ
Üniversitesi Ulutek Teknoloji Geliştirme Bölgesinde yerleşik olan Bayraktarlar Tasarım A.Ş. firmasına kaydırılmıştır. (Şekil 1)
Şekil 3. Ürün tasarım aşamaları
Şekil 1. Bayraktarlar Tasarım ofisi
Bayraktarlar Tasarım olarak yeni
ürün geliştirme çalışmaları ürün mühendisliği, proses mühendisliği, proje
yönetimi ve kalıp-fikstür mühendisliği
kollarına ayrılmıştır. (Şekil 2)
Bayraktarlar Tasarım hali hazırda
25’i mühendis, 14’ü teknisyen olmak
üzere 42 personeliyle birlikte global
otomotiv sektörü için;
 Yasal onaylı standart lamba projeleri
 OEM (Daimler, Ford, VW, Renault,
...) için co-design ürün projeleri
 OEM için lisansör firma ile ortak
geliştirilen ürün projeleri
olmak üzere 3 farklı kategoride aydınlatma yeni ürün geliştirme faaliyetlerinde bulunmaktadır.
Şekil 2. Teknik organizasyon yapısı
Ürün mühendisliği tasarımın gerçekleştirildiği bölümü içermekte olup
konsept fazından başlar, ürünün bilgisayarda tasarlanması, gerekli optik
tasarım ve diğer analizlerin gerçekleş10
Otomotiv pazarında küreselleşmenin tetiklediği rekabet, ana sanayileri
devamlı olarak teknolojik ürünler kullanmanın yanı sıra, maliyet düşürme
mecburiyetine de sokmaktadır. Bunun
yanında üretim araçlarının yapımına
başlanmış ya da tamamlanmış olan
yeni ürün projelerinde, sonradan yapılacak herhangi bir değişiklik, yüksek
maliyet ve zaman kaybı ile sonuçlanacağından tasarım süreci daha da
önemli bir hal almaktadır. Bu safhada
ürünlerin istenilen şartları sağlaması
ve uygun tasarımın gerçekleştirilmesi
için CAD ve CAE yazılımları aktif olarak
kullanılmalıdır.
Ürünlerin asli görevi olan aydınlatma performansının kontrol altında
olması için, araç üstü tüm dış aydınlatma fonksiyonlarının uyması gereken
bazı regülasyonlar (ECE, FMVSS,
CMVSS...) vardır. Her bir ünite için
farklı aydınlatma değerleri ve dağılımı
gerekirken regülasyonlarca belirlenen
aydınlatma performansının yakalanabilmesi için ürünlerde optik tasarım
gerçekleştirilmektedir. Araç ön farında
optik gereksinimler yaklaşık son 15
yıla kadar parabolik bir reflektörün
önünde bulunan lens üzerindeki ışık
kırıcılar ile sağlanırken, teknolojik ge-
MAYIS 2010
OTAM AYLIK BÜLTEN
BAYRAKTARLAR TASARIM A.Ş. Tanıtımı
lişmeye paralel olarak termoset ve
termoplastik malzeme kullanımın yaygınlaşmasıyla beraber artık günümüzde reflektör üzerinde kolayca uygulanabilen optik yüzeylerle sağlanmaktadır. (Şekil 4) Bu optik yüzeyler ışığı en
iyi yansıtması için mükemmel parlak
şekilde üretilir ve alüminyum kaplanırlar.
Aydınlatma ürünlerinin çoğu alt parçası plastik esaslıdır ve işlevleri gereği
zor geometrilere sahiptirler. Ayrıca
aracın stilistik açısından çok önemli bir
ekipmanı olduğu için alt parçaların da
görsellik açısından çok iyi durumda
olması gerekmektedir. Bu sınırlamalar
parçaların proses kontrolünü ve kalıp
tasarımını zorlaştırmaktadır. (Şekil 6)
nekleri de daha çok önem kazanmıştır.
Bayraktarlar Tasarım ürünlerin tasarımı aşamasında yapılan termal analizlerde CFD yazılımından faydalanmaktadır. (Şekil 8)
Şekil 6. Kalıp ve kaynak aparatı
Bayraktarlar Tasarım olarak lambaların plastik esaslı alt parçalarında uygun ürün ve kalıp tasarımı için akış
analizleri gelişmiş CAE yazılımlarıyla
gerçekleştirilmektedir. (Şekil 7)
Şekil 4. Eski tip lens üzeri optik ile yeni
tip reflektör üzeri optik yüzey
Optik mühendisliğinde yüzey hesaplama ve analiz işlevleri için, Bayraktarlar Tasarımda gelişmiş CAE yazılımları kullanılmaktadır. (Şekil 5)
Şekil 7. Plastik akış analizi
Otomotiv aydınlatma ürünlerinde ışık
kaynaklarına verilen enerjinin çok büyük bir kısmı ısı enerjisine dönüşmektedir. Oluşan bu sıcaklığın gerek ışık
kaynağına gerek ürünün kendisine
herhangi bir zarar vermemesi gerekir.
Tasarım esnasında lamba araç üzerinde yanarken oluşması muhtemel olan
sıcaklık problemlerinin öngörülmesini
sağlayan CFD (Computational Fluid
Dynamics) ile termal analiz, bilgisayar
ortamında oluşturulan lamba modelinin problemlerin birçoğunu bertaraf
edecek şekilde oluşturulmasını mümkün kılmaktadır. Özellikle lambalarda
plastik malzeme kullanımının yaygınlaşmasıyla birlikte sıcaklık sebepli
problemler daha sık görülür olmuş ve
buna bağlı olarak termal analiz yeteŞekil 5. Optik tasarım
11
Şekil 8. Lambanın termal analiz sonucu
Otomotiv dış aydınlatma lambalarında LED, akkor ampul, halojen ampul
ve xenon ampul gibi farklı ışık kaynakları kullanılmaktadır. LED tipi ışık kaynaklarında oluşan ısı ampullere göre
daha az olmakla beraber, LED’ de oluşan ısının büyük bir kısmı iletimle
elektronik kart üzerine doğru iletilmektedir ve LED’ in kendi aydınlatma
performansını direkt olarak etkileyebilmektedir. Ampullerde ise oluşan ısı
enerjisi daha fazla olup bu enerjinin
büyük bir kısmı etrafa ışınımla dağılmaktadır. Fakat hangi tip olursa olsun
kullanılan ışık kaynaklarına verilen
enerjinin büyük bir kısmı ısı enerjisi
şeklinde kaybolmaktadır. Bu ısı enerjisi
iletimi, taşınım ve ışınım şeklinde her
üç tip ısı transfer mekanizmasıyla dış
ortama transfer olmaktadır (Şekil 9a)
ki sistemin bilgisayar ortamında analizi
ise ancak her üç tip ısı transfer mekanizmasıyla akışkan hareketlerinin içi
içe olduğu ortamların simülasyonunu
yapabilen CFD yazılımlarıyla mümkün
olabilmektedir.
Örneğin akkor ampullü bir üründe
ampul filamanı, üzerinden geçen
elektrik akımıyla çok yüksek sıcaklıklara ulaşmaktadır. Filamanın yüksek
sıcaklığı sayesinde etrafına yaydığı
fotonlardan bazıları görülebilir dalga
MAYIS 2010
OTAM AYLIK BÜLTEN
BAYRAKTARLAR TASARIM A.Ş. Tanıtımı
boyuna ulaşmasıyla ışık elde edilmiş
olup, bunların haricinde termal radyasyon aralığında kalan birçok foton
da filamandan eş zamanlı olarak çevreye yayılmaya devam etmektedir ki
bu da ışınımla ısı transferini oluşturmaktadır. Ayrıca sıcak filaman etrafındaki ampul iç gazı taşınım ile filamanı
soğutmaktadır. Benzer olarak ampul
içi gaz ile ampul camı arasında, sıcak
ampul camı ile etrafındaki soğuk hava
arasında, ampul camından ısınan hava
ile gövde ve lens duvarları arasında,
gövde ve lens dış yüzeyleriyle dış ortam arasında taşınım ile ısı transferi
mevcuttur. Son olarak da filamandan
ampul tutucuya doğru filaman ayakları
boyunca iletimle ısı transferi gerçekleştirmektedir.
sıcaklıklarından dolayı yaydığı termal
radyasyon dikkate alınmaktadır. Termal radyasyon x – ışınları, gamma ışınları, mikrodalgalar, radyo dalgaları gibi
diğer formdaki elektromanyetik dalgalara (Şekil 9b) göre farklılık göstermektedir ki termal radyasyon sıcaklığa
bağlı iken diğerleri sıcaklığa bağlı değildirler.
Mutlak sıcaklık 0°K üzerindeki her
cisim çevresine elektromanyetik dalgalar şeklinde termal radyasyon yaymaktadır. Bu elektromanyetik dalgalar
cismin sıcaklığıyla doğru orantılı olacak
şekilde enerji içermektedirler. Daha
yüksek sıcaklıktaki ürün etrafına daha
fazla enerji içeren dolayısıyla daha
düşük dalga boylarında foton yaymaktadır. Siyah cismin birim sıcaklıkta,
birim zamanda, birim yüzey alanında
ve birim dalga boyunda yaydığı enerjiyi yani spektral siyah cisim yayma
enerjisini veren eşitlik Planck kanunu
olarak tanımlanmıştır.
(1.1)
(a)
(b)
Şekil 9. (a) Örnek lambadaki ısı transfer
mekanizmaları
Şekil 9. (b) Elektromanyetik dalga spektrumu
Akkor ampullü bir lamba için bu üç
tip ısı transfer mekanizmalarından
ışınım ayrıca bir öneme sahiptir. Normal bir halojen ampul filamanına verilen enerjinin yaklaşık %90’lık bir kısmının ışınım enerjine dönüştüğü düşünülürse termal analizde radyasyon modellemesinin çok iyi yapılması gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Taşınım ve iletimden farklı olarak ışınım herhangi bir
ara ortam gerektirmemektedir. Gerçekte, ışınımla transfer olan ısı enerjisi
en hızlı (ışık hızında) olanıdır ve vakumda herhangi bir sönümleme oluşmamaktadır. Güneş enerjisi de dünyamıza ışınım ile ulaşmaktadır.
Isı transferi konularında cisimlerin
Eşitlik (1.1) maksimum oranda ışınım yapan siyah cisim için geçerli olup
bütün yüzeylerden yayılan ışınım enerjisi aynı sıcaklıktaki siyah cisminkinden
daha azdır ve siyah cisme ne kadar
yakın olduklarının bir ölçüsü olarak
yayma katsayısı  (emissivity) kullanılmaktadır.
0    1 aralığında olan yayma katsayısı olan siyah cisim için  = 1 değerindedir. Diğer bir önemli radyasyon özelliği de yüzeye gelen radyasyon enerjisinin yüzey tarafından ne kadar emildiğinin göstergesi olan  emme katsayısıdır ve Kirchhoff Kanunu’na göre
çevresiyle termodinamik denge halinde bir yüzeyin belli sıcaklıkta ve belli
(T) = (T)
(1.2)
dalga boyunda yaydığı ve yuttuğu ışınım enerjileri birbirine eşittir.
Çevremizdeki bütün cisimler daimi
olarak etrafına ışınım yayarlar (E) ve
12
diğer cisimlerden ışınım alırlar (G).
Cisim üzerine gelen bu ışınım enerjisinin bir kısmı cisim tarafından yutulur,
bir kısmı geri yansıtılır ve eğer geriye
kalıyorsa bir kısmı da karşıya geçirilir.
(Şekil 10a) Cismin bu özelliklerine emme (), yansıtma (), geçirme () katsayıları denir ve;
(T, ) + (T, ) + (T, ) = 1 (1.3)
şeklinde eşitliğe sahiptirler.
(a)
(b)
Şekil 10. (a) Yarı saydam malzemedeki
ışınım enerjisi
Şekil 10. (b) Emici ortamdan geçen radyasyonun azalması
Ampul camı ve lamba lensi gibi yarı
saydam ortamlardan geçen termal
radyasyonda ortam tarafından bir kısmının emilmesi neticesinde azalma
olur (Şekil 10b). Bu azalma ise o ortamın özelliğine göre değişkenlik gösterir. Ortamdan geçen radyasyonun
azalma miktarı kendi yoğunluğuna ve
ortamda aldığı yola doğru orantılıdır.
Bu durum Beer Kanunu olarak bilinmektedir ve;
(1.4)
şeklinde gösterilmektedir
Orantının sabiti olan
ortamın
spektral emme katsayısıdır ve birimi
1/m’dir. Eşitlik (1.4) gerekli aralıkta
entegre edildikten sonra x = L’ de ortamdan çıkan radyasyonun x = 0’daki
ortama giren radyasyona oranı şeklini
alır ki bunu da yansımanın olmadığı
kabulüyle spektral geçirgenlik olarak
tanımlayabiliriz.
(1.5)
MAYIS 2010
OTAM AYLIK BÜLTEN
BAYRAKTARLAR TASARIM A.Ş. Tanıtımı
Ortam tarafından herhangi bir radyasyon emilmesi olmadığında  = 1
olur ki bu da ortamdan geçen radyasyonun yoğunluğunda herhangi bir
değişikliğin olmadığı anlamına gelir.
Yansıtma özelliği olmayan ortamdan geçen radyasyon ya emilir ya da
karşıya geçer yani  +  = 1 olur. Bu
durumda spektral emme katsayısı;
(1.6)
Şekil 12. Elektromanyetik dalga spektrumu
olur ve Kirchhoff Kanunu’na göre;
(1.7)
şeklini alır.
Lambadaki ışınımla ısı transferi
modellenirken ampul camı ve lens gibi
yarı saydam malzemelerin spektral
dalga boylarına göre nasıl bir geçirgenlik özelliği gösterdiğine dikkat edilmesi
gerekmektedir. Örneğin basit bir cam
görülebilir dalga boylarında şeffaf
Şekil 11. Gözlük camının ve plastik poşetin görülebilir ve kızılötesi dalga boyundaki geçirgenlik özellikleri
özelliği gösterirken kızıl ötesi dalga
boyunda opak özelliği gösterebilmektedir. (Şekil 11)
Dolayısıyla bizim nümerik modellemede sadece görülebilir dalga boylarını değil ayrıca termal radyasyonun
büyük bir kısmını oluşturan kızıl ötesi
ve UV dalga boylarını da dikkate almamız gerekmektedir. (Şekil 12)
Filamandan çıkan ışığın ciddi bir
kısmı lamba arka yüzeyindeki reflektöre gitmektedir ve bu yüzeydeki optik
tasarımla da ışık istenilen şekilde yansıtılmaya çalışılır. Reflektör yüzeyi çoğu zaman mükemmel yansıtma sağlaması için alüminyum kaplama yapılır.
Alüminyum kaplama ışığı çok iyi yansıtmasının yanı sıra üzerine gelen diğer
dalga boylarındaki fotonları da lense
doğru yansıtmaktadır ve bir kısmını da
yutmaktadır.
Yine benzer şekilde lambanın termal analizinde daha hassas sonuç elde
etmek için ampul filamanından yayılan ışınım enerjisine
direkt maruz kalan reflektör
gibi opak yüzeylerin dalga
boyuna göre yayma katsayıları
(λ) dikkate alınmaktadır.
Termal analizde sınır şartları
belirmenin yanı sıra lamba
geometrisine ve analiz hassasiyetiyle çözümleme süresine
bağlı olarak optimum aralık
tespit edilerek ürün datası sonlu elemanlara ayrılmaktadır. (Şekil 13)
Ürünler müşterinin belirlediği test13
Şekil 13. Lamba ve sonlu elemanlara
ayrılmış 3 boyutlu katı modeli
Şekil 14. Lamba içerisindeki hava akışı
leri sorunsuz bir şekilde bitirmek zorundadır ve termal analiz için de lambaya uygulanacak olan sıcaklık testinin
MAYIS 2010
OTAM AYLIK BÜLTEN
BAYRAKTARLAR TASARIM A.Ş. Tanıtımı
sınır şartları kullanılmaktadır. Termal
Şekil 17b. Analiz sonucu ve termal kamera ölçümü
gerçek ürün üzerinden ölçümler yapılarak termal analiz sonuçlarıyla kıyaslanırlar. (Şekil 17a-b)
Şekil 15. Lamba gövdesi sıcaklık dağılımı
Şekil 16. Lamba lens sıcaklık dağılımı
analiz sonucunda lamba üzerindeki
sıcaklık dağılımı ve hava akışları tespit
edilir. (Şekil 14, 15, 16)
edilen ürün gerçek kalıplardan basılarak üretildiği zaman öngörülen testlere tabi tutulur. Sıcaklık açısından da
Elde edilen sıcaklık değerlerine göre
kullanılacak plastik hammaddesine
karar verilir. Ayrıca tasarımında gerekirse optimizasyona gidilir.
Örneği aşırı odaklanmadan dolayı
lens üzerinde sıcaklık yoğunlaşması
oluşmuşsa, reflektör yüzeyindeki optik
tasarım optimize edilerek lens üzerinde belirli bir noktaya yoğunlaşan fotonlar daha geniş bir alana yönlendirilir.
Tasarımı sonunda termal analizler
neticesinde sıcaklık açısından optimize
Bu kıyaslama neticesinde analiz ile
gerçek sonuçlar arasındaki sapma tespit edilir ve bunların nedenleri araştırılır. Böylece termal analiz hassasiyetinin artırılması için çalışmalara iyi bir
girdi elde edilmiş olunur.
Artan müşteri beklentileri (stil,
fiyat, fonksiyonellik), değişen ışık kaynağı teknolojileri (Halojen-Xenon ampuller, LED, OLED) ve gelişen malzeme
– üretim teknikleri otomotiv aydınlatma ürünleri trendine yön vermektedir.
Yeni trendlerin gerçekleştirilebilmesi
için termal analiz konusundaki çalışmalarımız yoğun olarak sürmektedir.
(*)
Ar-Ge Müdürü
[email protected]
(**)
CAE Mühendisi
[email protected]
Şekil 17a. Analiz sonucu ve termal kamera ölçümü
İletişim Bilgileri :
İstanbul Teknik Üniversitesi Ayazağa Yerleşkesi, Motorlar ve Taşıtlar Laboratuarı,
OTAM A.Ş. 34396 Maslak / İstanbul
Tel:
0212 276 16 12
Eposta:
[email protected]
Faks: 0212 276 16 13
Web:
www.otam.com.tr
14