Hibrid Mikro Elektro Erozyon ve Mikro Mekanik İşleme Cihazı

Hibrid Mikro Elektro Erozyon ve Mikro Mekanik İşleme Cihazı Mikrotools
Temassız yöntemlere bir örnek mikro elektro erozyon yöntemidir. Temaslı
yöntemlerde işleme hızı ve esnekliği avantaj olurken, temassız yöntemler yüksek hassasiyet
öne çıkmaktadır. İş parçasın mukavemet ve sertlik özellikleri temassız yöntemlerde herhangi
bir sorun olmazken, temaslı yöntemlerde sürecin sınırlarını belirlemektedir. Buna karşılık
malzemenin elektrik iletkenliği ve saydamlık gibi özellikleri temassız yöntemlerin sınırlarını
belirlemektedir.
Normalen temaslı ve temassız yöntemler farklı makinalarda yapılmaktadır. Üretim
teknolojileri alanında yaşanan son gelişmeler ise bu iki ana tekniğin avantajlarını birleştirecek
hibrid makinalar üzerinde yoğunlaşmaktadır. Hibrid tabir edilen bu makinaların en belirgin
avantajı aynı setup üzerinde birden fazla işlemin yapılmasını dolayısıyla hassasiyet kaybını
önlemesidir. Merkez altyapısında böyle bir cihazın olması konusunda görüş birliğine varılmış
ve böyle bir makina için araştırmalara başlanılmıştır. Piyasadaki makinalar incelendiğinde
mikro mekanik işleme ve mikro elektro erozyon yöntemlerini tek bir makinada birleştiren
Mikrotools makinası öne çıkmıştır. Bu makina üzerinde mikro frezeleme, mikro tornalama,
mikro tel erozyon, mikro dalma erozyon, mikro tel erozyon taşlama, mikro elektro erozyon
frezeleme ve mikro elektro erozyon delik delme süreçleri uygulanabilmektedir. Şekil 1
makinanın genel görünüşü ve yapısı hakkında bilgi vermektedir.
Şekil 1. Cihazın görünüşü ve temel yapısı
Mikrotools cihazının üretimini yapan şirket Ulusal Singapur Üniversitesi (National
University of Singapore, NUS) öğretim üyelerinden Prof. M. Rahman tarafından kurulmuş bir
spin-off şirkettir. Şirketin verdiği referanslar ile görüşülmüş ve olumlu geri bildirimler
alınmıştır. Makinanın alım görüşmeleri esnasında karşılıklı fikir ve öğrenci değişimine olanak
verilmesi konusuna önem verilmiş ve görüş mutabakatı sağlanmıştır. Dolayısı ile yapılan alım
ile sadece makina alımı değil önemli derecede bilgi transferi de sağlanmış olacaktır. Bu
1
makinanın muadili diğer makinalara olan bir diğer avantajı ise kontrol sisteminin açık
olmasıdır. Dolayısı ile makinaya istenen özellikler eklenebilecektir. Buna ek olarak İşviçre
yapımı benzer bir diğer makinaya (Sarix) göre fiyat avantajı da bulunmaktadır.
Makinanın baz versiyonu düşük hız mikro mekanik işlemeye uygun olarak
tasarlanmıştır (3000-5000 dev/dak). Şirketle görüşmeler sonucu aynı makina üzerinde yüksek
hız frezeme işlemlerinin yapılabilmesini sağlayacak bir yüksek hız iş mili makinaya
uyarlanması sağlanmıştır. DPT proje teklifi 1. yıl alım listesinde bulunan Fischer Precise
yüksek hızı mili (max 60000 dev/dak) Mikrotools cihazı ile birlikte teslim edilecektir.
Cihazın teknik özellikleri ise kısaca şu şekilde verilebilir. Fabrika verisi olarak
çözünürlük (resolution) değeri 0.1 mikrometre (100 nanometre) olarak verilmiştir. Eksen
aralıkları 200 mm (X ekseni) x 100 mm (Y ekseni) x 100 mm (Z ekseni) olarak verilmekte
dolayısıyla mikro işlem için uygundur. Pozisyonlama hassasiyeti 100 mm de ±1 mikron
olarak verilmiştir. Ayrıca cihaz üzerine monte edilmiş mikroskop ile işleme detayları
görüntülenebilmektedir. Makinanın en düşük ve en yüksek ilerleme değerleri 1 mm/dak ile
2000 mm/dak arasında değişebilmektedir. Makina üzerindeki elektro erozyon işlemnin
gerçekleştirilebilmesi için voltaj ve akım kontrolü sağlanmakta ve elektro erozyon sisteminin
sağlıklı bir şekilde çalışabilmesi için gerekli filtreleme aparatları cihazda mevcut olarak
bulunmaktadır. Tablo 1 cihazın malzemeye bağlı olarak işeleyebileceği boyutsal oran
kapasitesini göstermektedir.
Tablo 1. Mikro işleme operasyonları ve kabiliyetleri
Mikro İşleme Operasyonu
En düşük boyut
İş parçası malzemesi
Mikro tornalama
50 um çap ve daha
Demir - Demir
düşük
olmayan
Mikro frezeleme
200 um ve daha
Demir
düşük
Mikro delik delme
50 um ve daha
Demir
düşük
Mikro elektro erozyon
50 um ve daha
Elektrik iletken
düşük
malzeme
Mikro tel erozyon
30 um ve daha
Elektrik iletken
düşük
malzeme
Mikro tel erozyon taşlama
50 um ve daha
Elektrik iletken
düşük
malzeme
Şekil 2 ise üreticinin cihaz ile ürettiği şaft ve mikro delik resimlerini göstermektedir.
Cihaz üzerinde mikro tornalama ile hızlı bir şekilde üretilmiş olan 50 um çapındaki mil daha
sonra mikro tel erozyon taşlama yöntemi ile 5 um çapa indirilmiş ve aynı tel 5 um luk delik
delebilmiştir.
2
Şekil 2. Üretici verilerine işlenen şaft ve delik değerleri
Mikrotools isimli hibrid işleme cihazı Şubat 2011 başında ısmarlanmış olup Mayıs
2011 ayı sonunda kullanıma hazır hale gelecektir. Tek cihaz üzerinde elektrot imalatı ve
mikro kalıp üretimi yapılabilecektir.
3