İmal Usulleri 2 - 2. Ödev - Mühendislik Mimarlık Fakültesi

T.C
KAFKAS ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK VE MİMARLIK FAKÜLTESİ
İMAL USULLERİ 2 DERSİ
ÖDEVLERİ
HAZIRLAYAN:MİTHAT AKBULAK 134202036
KARS
2015
1
İÇİNDEKİLER:
ELEKTROKİMYASAL SIVI JETİ ............................................................................................................................. 7
ULTRASONİK İŞLEME ........................................................................................................................................ 7
ULTRASONİK KAVRAMI.............................................................................................................................................. 7
ULTRASONİK İŞLEME (USM): ..................................................................................................................................... 7
USM KULLANIM ALANLARI ........................................................................................................................................ 8
USM AŞINDIRICI MADDELER ..................................................................................................................................... 8
USM TAKIMLAR ...................................................................................................................................................... 9
USM VERİMLİLİK..................................................................................................................................................... 9
USM SINIRLILIKLAR................................................................................................................................................ 10
ULTRASONİK İŞLEME TEKNİĞİNİN GEÇMİŞİ .................................................................................................................. 10
TÜMDEN ŞEKİL DEĞİŞTİRME ........................................................................................................................... 10
ELEKTROKİMYASAL İŞLEME ............................................................................................................................ 10
ECDG: ELEKTROKİMYASAL EROZYON TAŞLAMA ............................................................................................. 13
ELEKTRON IŞINI İLE İŞLEME............................................................................................................................. 13
SÜREÇ ............................................................................................................................................................... 14
EKİPMANLAR ..................................................................................................................................................... 14
SONUÇ .............................................................................................................................................................. 14
ELEKTROKİMYASAL PARLATMA ...................................................................................................................... 14
ELEKTRO PARLATMA PROSESLERİ AŞAĞIDAKİ GİBİDİR; .................................................................................................... 15
1-) Paklama .................................................................................................................................................. 15
2-) Pasivasyon ............................................................................................................................................... 16
3-) Artıkların Temizlenmesi Veya Asitle Temizlik .......................................................................................... 16
4-) Elektro-Parlatma(Elektro-Polisaj) ............................................................................................................ 16
HİDRODİNAMİK İŞLEME (HDM) ...................................................................................................................... 17
İŞLEME PARAMETRELERİ ................................................................................................................................... 18
Eğim Açısı ..................................................................................................................................................... 22
Akışkan İçeriği ............................................................................................................................................... 22
UYGULAMA ALANLARI ...................................................................................................................................... 22
ELEKTRO-PARLATMA ...................................................................................................................................... 23
ELEKTRO-PARLATMA NEDİR ? ........................................................................................................................... 23
ELEKTRO-PARLATMANIN PRENSİBİ ................................................................................................................... 23
ELEKTRO-PARLATMA NASIL YAPILIR ? ............................................................................................................... 23
ELEKTRO-PARLATMA İLE SONLANMIŞ YÜZEYLER .............................................................................................. 23
ELEKTRO-PARLATMANIN UYGULAMA ALANLARI .............................................................................................. 24
BASINÇ ÖLÇÜMÜ ............................................................................................................................................ 24
BASINÇ BİRİMLERİ ............................................................................................................................................. 25
BASINÇ ÖLÇER ................................................................................................................................................... 25
ELEKTROKİMYASAL İŞLEME ............................................................................................................................ 28
PROSES MEKANİZMASI ..................................................................................................................................... 29
ELEKTRO-KİMYASAL İŞLEME.............................................................................................................................. 29
2
1. Temel Prensipler ....................................................................................................................................... 29
2. ECM’in Avantaj ve Dezavantajları ............................................................................................................ 30
3. ECM’in Uygulama Alanları ........................................................................................................................ 31
3.1. Çapak alma .......................................................................................................................................................... 31
3.2. Delik Delme ......................................................................................................................................................... 31
ELEKTRO-KİMYASAL İŞLEME YÖNTEMLERİ...................................................................................................... 31
Kimyasal İşleme: ........................................................................................................................................... 31
Elektroerozyonla İşleme ............................................................................................................................... 32
Elektrokimyasal Taşlama .............................................................................................................................. 32
Yüksek Enerjili Işınla İşleme .......................................................................................................................... 32
ELEKTROKİMYASAL İŞLEME İLE İLĞİLİ GÖRSELLER ............................................................................................. 33
SÜNEK İLERLEMELİ TAŞLAMA(CFG)................................................................................................................. 35
İÇİNDEKİLER ...................................................................................................................................................... 36
SÜREÇLER .......................................................................................................................................................... 37
YÜZEY TAŞLAMA ............................................................................................................................................... 37
Ana madde: .................................................................................................................................................. 37
SİLİNDİRİK TAŞLAMA ............................................................................................................................................... 38
SÜRÜNME-BESLEME TAŞLAMA .................................................................................................................................. 38
Ultra yüksek hızlı taşlama ............................................................................................................................. 39
Form taşlama ............................................................................................................................................... 39
İç taşlama ..................................................................................................................................................... 39
Centerless taşlama ....................................................................................................................................... 39
Elektrokimyasal taşlama .............................................................................................................................. 39
TAŞLAMA .......................................................................................................................................................... 40
YAĞLAMA .......................................................................................................................................................... 40
WORKHOLDİNG YÖNTEMLERİ ................................................................................................................................... 40
İŞ PARÇASI MALZEMELERİ......................................................................................................................................... 41
İŞ PARÇASI GEOMETRİSİ ........................................................................................................................................... 41
İŞ PARÇASI MALZEMELERİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ ............................................................................................................. 41
3D UZAYDA DERİNLİĞİNİ KÖTÜYE .............................................................................................................................. 41
ÇÖZÜM TAŞLAMA SÜNME BESLEME ........................................................................................................................... 43
SÜNME BESLEME TAŞLAMA A FREZE SÜREÇ ................................................................................................................ 43
EYLEM TAŞLAMA SÜRÜNME YEM ............................................................................................................................... 45
SU JETİNE GİRİŞ .............................................................................................................................................. 46
SU JETİ NEDİR ? ................................................................................................................................................. 46
SU JETİ KESME PRENSİBİ.................................................................................................................................... 47
SU JETİ PARÇALARI ................................................................................................................................................. 49
SU JETİ NOZULU ................................................................................................................................................ 50
SU MEMESİ / ABRASİV BORUSU ........................................................................................................................ 50
BASINÇ ARTTIRICILAR VE POMPALAR ............................................................................................................... 52
PİSTONLU POMPALAR....................................................................................................................................... 52
BASINÇ ARTTIRICILAR ........................................................................................................................................ 53
SU JETİNİN DİĞER YÖNTEMLERLE KARŞILAŞTIRILMASI ..................................................................................... 53
SU JETİNİN AVANTAJLARI .................................................................................................................................. 54
KUM TANELİ SU JETİ ......................................................................................................................................... 54
KUM TANELİ SU JETİ İLE KESMENİN ÖZELLİKLERİ .............................................................................................. 55
SU JETİ TEKNOLOJİSİ İLE ÜSTÜN VERİMLİLİK ..................................................................................................... 56
3
SU JETİNİN DİĞER AVANTAJLARI ....................................................................................................................... 57
SONUÇ .............................................................................................................................................................. 58
AŞINDIRICI AKIŞKANLA YÜZEY İŞLEME............................................................................................................ 58
YÖNLÜ AFM ........................................................................................................................................................ 59
KULLANIM ALANLARI .............................................................................................................................................. 59
AFM AVANTAJLARI ............................................................................................................................................ 60
HİDROLİK KONTROL SİSTEMİ .................................................................................................................................... 61
ISIL DESTEKLİ İŞLEME ...................................................................................................................................... 61
ELEKTRO EROZYON TEKNOLOJİSİ ................................................................................................................... 62
ELEKTRO EROZYON İŞLEMİ ................................................................................................................................ 62
TEL EROZYON ................................................................................................................................................. 68
ELEKTRO EREZYON TEZGAH SEÇİMİNDE DİKKATE ALINACAK HUSUSLAR ......................................................... 71
ELEKTRON IŞINI İLE ŞEKİL VERME................................................................................................................................ 72
ELEKTRON IŞINI İLE DELME ....................................................................................................................................... 74
ELEKTRON IŞINI İLE KAYNAK ...................................................................................................................................... 75
• Üstünlükleri: .............................................................................................................................................. 75
• Eksiklikleri: ................................................................................................................................................. 75
BAŞLICA UYGULAMA ALANLARI ................................................................................................................................ 75
Küçük delikleri delmekte ............................................................................................................................... 75
Kesme ........................................................................................................................................................... 75
Kaynak .......................................................................................................................................................... 75
Tavlama ........................................................................................................................................................ 75
AVANTAJLAR&DEZAVANTAJLAR ................................................................................................................................ 76
PLAZMA KESME NEDİR? ................................................................................................................................. 76
NEDEN PLAZMA KESME? ................................................................................................................................... 76
HYPERTHERM PLAZMA KESME SİSTEMLERİ.................................................................................................................. 77
1. Üretkenlik ................................................................................................................................................. 77
2. İşletme Maliyetleri .................................................................................................................................... 77
3. Kullanım Kolaylığı ..................................................................................................................................... 77
4. Kullanım Esnekliği ..................................................................................................................................... 77
KULLANIM KOLAYLIĞI ....................................................................................................................................... 78
Kolay Taşınabilir ........................................................................................................................................... 78
KULLANIM ALANLARI .............................................................................................................................................. 79
Paslanmaz Sac, Alüminyum ve Alüminyum Alaşımlarda üstün kesim kalitesi .............................................. 79
Kesme ve oluk açma seçenekleri .................................................................................................................. 80
Şekilli kesim avantajı .................................................................................................................................... 80
İŞLETME MALİYETLERİ ....................................................................................................................................... 80
Yüksek verimlilik ........................................................................................................................................... 80
Düşük sarf malzeme maliyeti ....................................................................................................................... 80
Patlayıcı - Yanıcı gaz maliyeti yok ................................................................................................................. 80
OKSİJENLE KESİME GÖRE PLAZMA İLE KESİMİN AVANTAJLARI ........................................................................................... 81
ECH: ELEKTROKİMYASAL HONLAMA .............................................................................................................. 82
AVANTAJLARI ........................................................................................................................................................ 82
AŞINDIRICILI SU JETİ ....................................................................................................................................... 84
4
AŞINDIRICI SU JETİ KESME PRENSİBİ ................................................................................................................. 84
SU JETİ NOZULU ................................................................................................................................................ 84
SU MEMESİ / ABRASİV BORUSU ........................................................................................................................ 85
BASINÇ ARTTIRICILAR VE POMPALAR ............................................................................................................... 85
1. PİSTONLU POMPALAR .............................................................................................................................. 85
2. BASINÇ ARTTIRICILAR ............................................................................................................................... 85
AŞINDIRICILAR................................................................................................................................................... 86
SU İÇİN KATKILAR .............................................................................................................................................. 86
ASJ UYGULAMALARI ........................................................................................................................................ 87
1. FREZELEME ............................................................................................................................................... 87
FREZELEME İLE ELDE EDİLEN YÜZEY ........................................................................................................................... 87
2. TORNALAMA ............................................................................................................................................. 87
3. DELME ...................................................................................................................................................... 88
AŞINDIRICILI SU JETİ İLE KESİLEBİLECEKLER ....................................................................................................... 89
Aşındırıcılı su jeti nozulu ile kesilebilecekler.................................................................................................. 89
SJ VE ASJ’NİN KULLANILDIĞI SEKTÖRLER ........................................................................................................... 90
ASJ’NİN AVANTAJLARI ....................................................................................................................................... 90
FOTOKİMYASAL İŞLEME ................................................................................................................................. 92
FOTO KİMYASAL İŞLEMENİN AVANTAJLARI ...................................................................................................... 93
FOTO KİMYASAL İŞLEMENİN DEZAVANTAJLARI ................................................................................................ 93
BASINÇLI SU JETİ İLE İŞLEME ........................................................................................................................... 94
SU JETİ İLE İŞLEME ............................................................................................................................................. 94
SU JETİ ÇALIŞMA PRENSİBİ ........................................................................................................................................ 95
YAPILAN İŞLEMLERE ÖRNEKLER ................................................................................................................................. 96
BASINÇLI SU JETİ İLE İŞLEME .............................................................................................................................. 98
SU JETİ İLE KESME PARAMETRELERİ VE ÖZELLİKLERİ ....................................................................................... 102
SU JETİNİN UYGULAMA ALANLARI .................................................................................................................. 103
1) Temizlik................................................................................................................................................... 103
2) Kesme ..................................................................................................................................................... 103
3) Havacılık ve Uzay Sanayi ........................................................................................................................ 104
4) Otomotiv Sanayi ..................................................................................................................................... 104
5) Kağıt Sanayi ............................................................................................................................................ 104
6) Elektronik Sanayi .................................................................................................................................... 104
7) Tekstil Sanayi .......................................................................................................................................... 105
8) Gıda Endüstrisi ........................................................................................................................................ 105
9) Paketleme Endüstrisi .............................................................................................................................. 105
10)Kauçuk ve Plastik Endüstrisi .................................................................................................................. 105
11) Maden İşletmeleri ................................................................................................................................ 106
12) Metal Endüstrisi ................................................................................................................................... 106
13)Ayakkabı ve Deri Sanayi ........................................................................................................................ 106
14) İzolasyon Uygulamalarında .................................................................................................................. 106
15)Cam, Mermer, Granit ve Seramik Sektöründe ....................................................................................... 106
DİĞER UYGULAMA ALANLARI ................................................................................................................................. 106
SONUÇ VE DEĞERLENDİRME ........................................................................................................................... 107
ELEKTROKİMYASAL ÇAPAK ALMA(ECD) ........................................................................................................ 107
AŞINDIRICI JET İLE İŞLEME (AJM) .................................................................................................................. 108
EKİPMANLAR ................................................................................................................................................... 109
5
AŞINDIRICI JET MAKİNESİNİ OLUŞTURAN PARÇALAR: .................................................................................................... 110
Gaz itiş sistemi: ........................................................................................................................................... 110
Aşındırıcı parçacık besleyici: ....................................................................................................................... 110
İşlem bölmesi: ............................................................................................................................................. 110
Aşındırıcı jet ağızlığı: ................................................................................................................................... 110
Aşındırıcılar: ................................................................................................................................................ 110
UYGULAMALAR ................................................................................................................................................... 111
AVANTAJLARI: ..................................................................................................................................................... 111
DEZAVANTAJLAR: ................................................................................................................................................. 111
AŞINDIRI JET İLE İŞLEME İLE İLGİLİ ÖRNEK ....................................................................................................... 112
TOZ PARÇACIKLARI İLE İŞLEME ..................................................................................................................... 112
RUM - DÖNEL ULTRASONİK İŞLEME .............................................................................................................. 113
RUM DÖNEL ULTRASONİK İŞLEMEYE STATİK BASINCIN ETKİSİ ....................................................................... 114
TİTREŞİM GENLİGİ ETKİSİ................................................................................................................................. 115
DÖNME HIZININ ETKİLERİ................................................................................................................................ 116
ELEKTRO EROZYON İLE İŞLEME ..................................................................................................................... 117
TEL EROZYON...................................................................................................................................................... 118
GENEL ............................................................................................................................................................. 118
TEKNOLOJİK PARAMETRELERİN TANIMI ..................................................................................................................... 120
MALZEME KALDIRMA MEKANİZMASI ........................................................................................................................ 121
TÜRLERİ ........................................................................................................................................................... 122
Dalma Erozyon ........................................................................................................................................... 122
Tel Erozyon ................................................................................................................................................. 123
UYGULAMALAR ................................................................................................................................................... 124
Prototip üretimi .......................................................................................................................................... 124
Sikkeleri yapma .......................................................................................................................................... 124
KÜÇÜK DELİK DELME ....................................................................................................................................... 125
Metal İşleme parçalanma ........................................................................................................................... 126
Kapalı döngü imalatı .................................................................................................................................. 126
AVANTAJLARI VE DEZAVANTAJLARI........................................................................................................................... 126
ELEKTROKİMYASAL İŞLEME YÖNTEMLERİ ..................................................................................................... 127
YÖNTEMLER: ...................................................................................................................................................... 127
ECM İŞLEMİ ....................................................................................................................................................... 127
ELEKTROKİMYASAL ÇAPAK ALMA(ECD) ................................................................................................................... 128
(ECG) UYGULAMALARI VE AVANTAJLARI .................................................................................................................. 128
Uygulamalar: .............................................................................................................................................. 128
Avantajlar: .................................................................................................................................................. 128
6
ELEKTROKİMYASAL SIVI JETİ
ES, ECM ilkelerini kullanarak küçük çaplı delik delmek için kullanılan bir yöntemdir. Boru
şeklinde katot elektrot ucuna, yalıtkan bir malzemeden orifîsli bir lüle yerleştirilir. Boru ve
lüle içinden iletilen elektrolitik sıvı yardımı ile elektrokimyasal işleme gerçekleşir .Lüle olarak
cam kullanılabilir. ES ileçapı 0.2 mm ye kadar derin delikler delinebilir. Gaz türbinlerinde
soğutma deliklerinin delinmesi tipik bir ES uygulamasıdır. Aynı anda çok sayıda delik delmek
mümkündür.
ULTRASONİK İŞLEME
Ultrasonik Kavramı:Ultrason, insan kulağının işitemeyeceği kadar yüksek frekanslı ses
dalgalarına verilen addır. Duyulabilir ses frekansı 20-20.000 Hz aralığındadır. Ultrasonik ses
dalgaları ise 20.000 Hz üzerindedir.Bir güç jenaratörü vasıtasıyla 120/240 V ve 50/60 Hz
alternatif akımlı şebeke ile elektiriği, 20.000 Hz titreşimli yüksek frekanslı doğru akıma
çevrilir. Bu yüksek frekans dönüştürücüler (tranducer) tarafından algılanıp mekanik enerjiye
dönüştürülür.
Ultrasonik işleme (USM):Ultrasonik işleme tekniği, bir akışkan içinde; takım ve iş
parçası arasında bulunan aşındırıcı malzemelerin, takımın yaklaşık 20.000 d/s titreşmesine
bağlı olarak iş malzemesini aşındırmasıdır. Oluşturulan titreşim sayesinde istenilen
geometriler iş parçasının üzerine işlenebilmektedir. Ultrasonik işleme tekniği ile işlenen
parçalarda 0,025-0,001 mm arasında hassasiyet sağlanabilmektedir.Ultrasonik işlemede;
takım, işleme hızına bağlı olarak iş parçası içinde ilerler. Takım ve bağlantı kalıbı, manyetik
başa bağlı olarak 0,001-0,07 mm genlikte ve 19.000-25.000 d/s frekansta titreşir. Aşındırıcı
parçacıklar da 0,025-0,1 mm dolayında ki takım ile iş parçası arasına akışkan içinde
gönderilir.Bağlama kalıbı genellikle monel (aside dayanıklı) ya da paslanmaz çelikten
yapılmıştır. Takım ise düşük karbonlu ya da paslanmaz çelikten seçilir. Aşındırıcı parçacıklar
da sıvı bir pompa ile devamlı yenilenir. Sıcaklık, soğutmayı sağlamak amacı ile 2-5 derece
seviyesinde tutulur.
7
USM Kullanım alanları:Ultrasonik işleme, konvansiyonel yöntemlerle imkansız ya da çok
güç olan alanlarda büyük bir üstünlük sağlar. Tercihen küçük boyutlu ve özel amaçlı gevrek
malzemelerde kullanılmaktadır. Uygulama alanına hemen hemen bütün malzeme ve iş türleri
girer.






Basma kalıpları, ekstrüzyon tel çekme kalıpları.
Bazı özel hallerde çelik işlemede (pafta imalı gibi).
Sert malzeme ya da cermet uçlu kesiciler.
Sert ve aşırı kırılgan germanyum ve silikon işleme
Optik aletler
Elektronik sanayi (seramik parçalar)
USM Aşındırıcı Maddeler:Aşındırıcı maddeler (SİC, Aİ203, B4C ve elmas d=8~500 µm)
suya ve ya yağa eklenir. Aşındırıcıların boyutu yüzey pürüzlüğü ve kesme hızına göre
farklılaşır. İnce maddeler daha iyi yüzey kalitesi ve hassiyet sağlar, fakat işleme hızı azdır.
Yüzeyde devamlılığı sağlamak verimliliği artırmak için su içindeki aşındırıcı maddelerin
boyutlandırının üniform olması tercih edilir.
Aşındırıcı maddelerden boron karbid, en yüksek işleme hızını sağlar. İşleme hızı aşındırıcı
madde boyutu ile, titreşim genliğine eşit oluncaya kadar doğru orantılıdır, bu değerden
sonra ise ters orantılıdır.
8
USM Takımlar:USM takım malzemeleri yumuşak ve aynı zamanda dayanıklı olmalıdır.
Fakat çok yumuşak malzemeler (Alüminyum, Bakır, Pirinç) kısa ömürlü olurlar. Düşük
karbonlu çelik iyi bir USM kesici takım malzemelerdir. Paslanmaz çelik ve molibden daha
iyidir.USM takım tasarımın da, kalemin kütle boyu önemlidir. Büyük bir kütle, daha çok
enerji emer, verimi düşürür. Gereğinden uzun takım ise gerilimi artırır. Genellikle kalem
boyları 25-30 mm civarındadır.
USM Verimlilik:USM de işleme hızı, diğer şartlar aynı kaldığı düşünülürse, işleme alanı ile
artar. Ancak işleme alanı genişledikçe, sıvının devri güçleşir. Titreşim özelliklerinin işleme
hızına etkisi olduğu düşünülebilir. Ancak, aradaki işlişki oldukça karışıktır.
USM verimliliği tireşim genliğine, frekansa ve aşındırıcı madde büyüklüğüne bağlıdır. Her
uygulama için ayrı en uygun değer bulunabilir. Yüksek verimlilik için USİ kaleminin rezonans
frekansta çalışması şarttır.
9
USM Sınırlılıklar




İşleme hızı düşüktür. Kaldırılan malzeme miktarı genellikle 50 mm⁄dak’tan daha
küçük miktarlarda olmaktadır.
Aşındırıcı sıvı, takım ömrünü azaltmakta ve takımı belli bir tutmayı güçleştirmektedir.
İşleme alanı ve kesme derinliği belli sınırlılıklar vardır.
Ultrasonik işlemenin maliyeti konvensiyonel işlemeye göre daha yüksektir.
Ultrasonik İşleme Tekniğinin Geçmişi:Ultrasonik teknolojinin kökleri Pierre Curie’nin
1880’li yıllarda yaptığı piezoelektirik araştırmalara uzanır. 1920’li yıllarda bu teknik henüz
endüstiriye girmemekle beraber tanınmaya başlanmıştır.Ultrasonik işleme tekniği, ilk
olarak1950’li yıllarda EDM ile işlenen yüzeylerin son bitirme işlemlerinde kullanılmaya
başlanmıştır. Son 20 yılda bu işleme tekniğinin kullanım alanı giderek artmıştır.
TÜMDEN ŞEKİL DEĞİŞTİRME
TFM, EDM için kalıp yapımında kullanılmak üzere geliştirilmiş bir işlemdir. Herhangi bir
yöntemle yapılan aşındırıcı epoksi mastar, kalıp işlenecek grafit blok üzerine
yerleştirilir.Hidrolik bir sistem ile mastar ve grafit blok birbirine bastırılır. İş tablasına bir
kam mekanizması ile istenilen Toleranslar içinde salınım hareketi verir. Böylece tüm
yüzeylerde aşınma ile işleme sağlanır. Bir mastar kalıp ile 100-250 grafit EDM elektrodu
yapılabilir. Sağlanabilen tolerans ve hassasiyet EDM uygulamaları için yeterlidir. Takımları
alışılmış yöntemlerin takımlarına benzer.Endüstride özel işler için kullanılan yöntemlerdir.
ELEKTROKİMYASAL İŞLEME
ECM, şekilli takım elektrot kullanarak, bu elektrotun iş parçasına dikey ilerlemesiyle 3
boyutlu işleme sağlar. Tezgah yapısı olarak USM ve EDM tezgahlarına benzer. ECM tezgahının
en önemli birimi elektrolitik sıvı devresidir. Bazı tezgahlarda soğutma ve işleme ürünlerinin
çökelmesi için çok büyük bir sıvı deposu gerekebilir. Elektrolitik sıvı sürekli olarak dolaşmalı
ve temizlenmelidir. Bu amaçla özel pompa ve filtre sistemi kullanılır. Sıvı basıncı tipik olarak
0.7 – 30 bar arasındadır. ECM de elektrolitik sıvının başlıca üç görevi vardır :
Takım ve iş parçası arasında akım taşıyarak malzeme işlenmesini sağlar.
İşleme sonucu açığa çıkan işleme ürünlerini taşıyarak filtre edilmelerini sağlar.
Isınan elektrotları soğutur.
Bu görevleri sağlayabilecek elektrotların şu özelliklere sahip olmaları gerekir :
İyi elektriksel iletken olmaları gerekir.
10
Kendisi ya da buharı zehirli olmalıdır.
Korozif olmalıdır.
Kimyasal ve elektrokimyasal yönden dengeli ( sabit ) olmalıdır.
Anot ve katot yüzeylerini pasifleştirmemelidir.
Endüstriyel uygulamada kullanılan bazı elektrolitik sıvılar ve özellikleri Sodyum klorür ve
diğer tuz eriyikleri elektrolitik sıvı olarak kullanıldıklarında eriyemeyen çökeltiler verir.
Sodyum hidroksit gibi bazı elektrolitik sıvılarda ise çökeltiler sıvı içinde dağılır. İkincilerin
filtrasyonu daha kolaydır, ancak kimyasal bileşiminin kontrolü güçtür.
Aşınma ürünleri ( çökelti ) hidroksit ve hidrat oksitlerden oluşmuştur. İşlenen 1 hacim metal
için 100 – 150 hacim çökelti oluşur. Normal işleme koşulları elde etmek için çökeltilerin
ağırlık olarak %2 yi geçmemesi gerekir. Çökeltiyi temizlemek için filtre, santrifüj ya da
çökeltme yöntemleri uygulanabilir.
Elektrolitik sıvı iletkenliği , sıvının yoğunluk ve sıcaklığına bağlıdır. Seyrettik elektrolitik
sıvıların iletkenliği daha azdır. Ancak, aşırı doymuş elektrolitik sıvılar vana, pompa gibi kritik
yerlerde tuz kristalleri oluşumuna yol açar. Artan sıcaklık ile elektrolitik sıvı iletkenliği de
artar. Ancak sıvıyı ısıtmak ek bir enerji gerektirir.
Elektrolitik sıvı akış hızı, aşınma ürünlerinin taşınması ve elektrotların soğutulması açısından
çok önemlidir. Genellikle yüksek akış hızı daha düzgün ve devamlı yüzey sağlar. Düşük hızda
ise elektrotlar arasında sıvı akımı düzgün ve devamlı sağlanamaz, tıkanmalar olur. Bu da
kontrolsüz işlemeye, bölgesel aşınmaya yol açar.
Sodyum klorür ve potasyum klorür eriyikleri gibi bazı elektrolitik sıvılar elektrokimyasal
işlemde tehlike yaratmazlar. Sodyum nitrat ve sodyum klorat eriyikleri ise yanıcı maddelerle
temastan korunmalıdır. Alkali eriyikler insan vücudu için de zararlıdır. Buhar ve tozlan
teneffüs edilmemelidir. Yüz maskeleri ve koruyucu eldivenler, tehlikeli elektrolitik sıvılar için
kullanılmalıdır.
ECM de kısa devre bazen patlamalara yol açabilir, ya da iş parçası ve elektrota zarar
verebilir. Asit ve klorür eriyikleri de genellikle tezgah konstrüksiyon elemanlarına karşı
korozifdir. Bu elemanların özel aşamalardan yapılması gerekir.
ECM ile işleme sonunda elektrolitik sıvının etkisini silmek için, iş parçasını temizlemek
gerekir. Bu amaçla genellikle su ile yıkama yeterli olmaktadır. Ancak, demir alaşımlarında
dikkat etmek gerekir.
Elektrot tasarımı elektro-kimyasal işlemenin en önemli ve aynı ölçüde en güç cephesidir.
Elektrot şekli, elektrolitik sıvı içindeki akımı belirli yerlere kanalize eder. Ancak, düzgün ve
11
hızlı bir sıvı akımına imkan verecek şekilde olması ve sürekli olarak elektrolizi sağlayacak
açıklıkta olması gerekir. Elektrot ölçüleri istenen iş parçasından "kesim fazlalığı" kadar
farklıdır. Bu fark 0.025 - 1 mm arasında değişir. Elektrot kesit alanı da basınca dayanıklı ve
yüksek akımı taşıyabilecek güçte olmalıdır.
Elektrot tasarımının en önemli yönü, düzgün, sürekli ve hızlı elektrolitik sıvı akımı
sağlamaktır. Bunun için belirli ve sağlam bir yöntem yoktur. Her iş için dene-gör prensibi ile
çeşitli çözüm yolları bulunabilir. Sıvı akımının iyi sağlanamadığı köşelerde ve sıvının giriş ve
çıkış bölgelerinde aşırı aşınma görülebilir.
Elektrot yüzeyleri mümkün olan en iyi şekilde işlenip parlatılmalıdır. Küçük pürüzler bile iş
parçası yüzeyinde büyük hatalara yol açar.
Yalıtım, ECM de akımı kanalize etmede önemli bir yer tutar. Her elektrot için özel
uygulamalar gerekebilir. İyi bir yalıtım için aranan özellikler şunlardır:
1. Elektroda iyi yapışkanlık,
2. Kaçaklara yol açmayacak şekilde yoğun yapı,
3. Uygulanabilir kalınlık,
4. Elektrolitik sıvı akımını bozmayacak düzgünlük,
5. 200 C sıcaklıklara kadar devamlı direnç,
6. Aşınmaya karşı direnç,
7. Elektrolitik sıvıya karşı kimyasal direnç,
8. Yüksek elektriksel direnç.
Bu özellikleri sağlayan başlıca ticari maddeler ise şunlardır: yüksek ısıya dayanıklı vernik,
vinyl, teflon, polyester, urethane, phenolic, epoxy, tape.
ECM de iş parçası olarak, elektriği ileten bütün malzemeler, diğer özelliklerine bağlı
olmaksızın kullanılabilir. Ancak, malzemenin metalurjik yapısı ve sertliğinin işleme
özelliklerine az da olsa etki edebildiği tahmin edilmektedir.
İşleme hızı teorik olarak bütün malzemeler için hesaplanabilmektedir. Bu değerler elektrot
tasarımına bağlı olarak değişir. Ancak, uygulamadan önce bütün malzemeler için, her 10 000
A için 15 cm /dak işleme hızı kabul edilebilir. Pratikte 8 - 16 cm 3 /dak: 10 000 A arasında
değişir.
ECM, karmaşık şekilli ve çok sayıda üretilecek parçalar için çok uygundur. 3 boyutlu yüzey
geometrisine sahip işlerin ECM ile seri üretimi mümkündür. Dairesel olmayan delikler 0.025
12
mm hassasiyet ile açılabilir. Derin delikler (örneğin 1 mm çapında ve 600 mm derinlikte)
delinebilir.
ECM ile işlenen yüzeyler mekanik gerilmelerden tümüyle arındırılmıştır. Bu durum bazen
malzemenin yorulma ömrünü % 80 e kadar azaltır. Bunu önlemek için bilye püskürtme,
kumlama vb. yöntemler ile artık basınç gerilmeleri yaratılır. ECM ile işlenmiş yüzeyler
genellikle parlak olabilir. Yüzey pürüzlülüğü 0.1 - 1 um arasında değişir.
Yöntem, işleme hızı çok yüksek, ilkesel olarak işleme potansiyeli fazla olduğundan hem seri
üretim parçalarında, hem de kalıp üretimi gibi az sayıda parça yapımında kullanılır. Ancak,
ECM nin halen en önemli zayıflığı, elektrolitik sıvının istenmeyen korozif etkisi ve yüksek akım
değerleri nedeni ile görülen elektrik kaçaklarıdır.
ECM normal olarak şekilli takım elektrotlar kullanarak işleme için uygulanır.
ECDG: Elektrokimyasal Erozyon Taşlama
ECG ile ECDB yöntemlerinin bileşimidir. Temel malzeme işleme mekanizması
elektrokimyasaldır. Elektrik arkları (kıvılcımlar) yüzeydeki film tabakasının kaldırılmasını
sağlar. Böylece hiçbir mekanik temas olmadan taşlama yapılmış olur. ECDG için 0.025 mm
olağan bir hassasiyettir. 0.01 mm değerlerine kadar azalabilir. Yüzey pürüzlülük değerleri ise
1 birim dolaylarındadır.
ELEKTRON IŞINI İLE İŞLEME
Dar bir ışın haline konsantre edilmesi , yüksek hızlı elektron ısı oluşturma ve malzeme
buharlaştırılması , iş parçasının doğru yönlendirilir bir süreçtir. EBM metallerin çeşitli çok
hassas kesme ve delme için kullanılabilir. Yüzey iyidir ve çentik genişliği diğer termal kesme
işlemleri için daha dardır.
13
SÜREÇ
EBM demet darbe modunda çalıştırılır. Bu uygun hemen katot sonra bulunan önyargılı ızgara
kutuplama elde edilir. Sürece 15 olarak ms gibi düşük 50 olarak ms'den darbe süresi elde
edecek şekilde geçiş bakliyat önyargı ızgara verilir. Işın akımı doğrudan ışın katot veya
mevcut tarafından yayılan elektron sayısı ile ilgilidir. Işın akımı yine düşük 1 μamp 200 amp
olabilir. Demeti akımı arttırmak doğrudan darbe başına enerjiyi arttırır. Aynı zamanda darbe
başına enerji artırır darbe süresi artar. Yüksek enerjili darbeler (100 J / darbe aşan) kalın
plakalar üzerinde makine büyük delikler olabilir. Enerji yoğunluğu ve güç yoğunluğu darbe
süresi ve spot büyüklüğü başına enerji tarafından yönetilir. Ancak Noktası boyut,
elektromanyetik lensler elde odaklama derecesi ile kontrol edilir. Bir yüksek enerji
yoğunluğu, yani daha düşük bir nokta boyutu için, kazıma hızlı delik boyutu daha küçük
olurdu ama olurdu. Odaklama düzleminin iş parçasının yüzeyi üzerine veya iş parçasının
yüzeyinin altında olacaktır.
EKİPMANLAR
İnşaat KDT ekipmanları elektron ışını kaynak makineleri ( elektron ışını kaynağı) benzer. EBM
makineleri genellikle yaklaşık 200,000 km / s elektronları hızlandırmak için 150 kV ile 200
aralığında voltaj kullanmaktadır. Manyetik lensler iş parçasının yüzeyine elektron ışını
odaklanmak için kullanılır . Gerektiğinde elektromanyetik saptırma sistemi vasıtasıyla demeti
genellikle, bir bilgisayar vasıtasıyla konumlandırılır.
SONUÇ
Vakum kirlenmeyi azaltmak ve hava moleküllerinin elektron çarpışmaları en aza indirmek için
kullanılmalıdır. Iş vakum yapılması gerektiğinden, EBM küçük parçalar için uygundur . Iş
parçası ile elektron ışınının etkileşimi tehlikeli x ışınları üreten ve sadece yüksek eğitimli
personel EBM ekipmanı kullanmalıdır.
ELEKTROKİMYASAL PARLATMA
Elektro-parlatma (elektro-polisaj),metalik bir cismin yüzeyinden metalin elektrolitik biçimde
iyon uzaklaştırıldığı kimyasal bir yüzey sonlama tekniğidir. Buradaki başlıca amaç, mikro
pürüzlülüğü en aza indirmek, böylece kir ve mamul artıklarının birikmesi riskini önemli
14
ölçüde azaltıp, yüzeyin temizlenebilirliğini iyileştirmektir. Elektro-parlatma, çapak giderme,
parlaklaştırma ve pasivasyon için de kullanılmaktadır.
Proses, bozulmamış ve metalürjik açıdan temiz bir yüzey ortaya çıkarmaktadır. Mekanik ve
termal gerilmeler, parçacık gömülmesi ve yüzey işlemlerine ait istenmeyen olası etkiler
önlenmek veya tersine çevrilmektedir. Öngörülen bir paslanmaz çeliğin doğal korozyon
direnci tamamen kullanılmaktadır. Bu nedenlerle elektro-parlatma, korozyon direnci ve
temizlenebilirlik şartlarının özellikle yüksek olduğu endüstrilerde paslanmaz çelik için genel
bir işlem haline gelmiştir.
Elektro-parlatma mekanik, termal veya kimyasal şok içermediğinden, küçük mekanik
bakımdan kırılgan parçalar işlenebilir. Elektro-parlatma, herhangi bir şekle veya büyüklüğe
sahip olan parçalara uygulanabilmektedir.
Elektro Parlatma Prosesleri aşağıdaki gibidir;
1-) Paklama
Paklama, oksitleri, özellikle kaynak sebebiyle meydana gelen renklenme bölgelerini ve diğer
renk değişikliklerini veya korozyon ürünlerini gidermektedir. Bu işlem, paslanmaz çeliğin
15
doğal olarak kendiliğinden pasivasyon gerçekleştirmesi için lazım olan koşulları sağlayan
temiz metalik bir yüzey meydana getirmektedir. Tipik birleşimler, nitrik asit ve hidroflüorik
asit içermektedir. İşlem süresi, çözelti sıcaklığına ve kirlenme derecesine bağlıdır.
2-) Pasivasyon
Paslanmaz çelikte kendiliğinden pasivasyon, hava veya sudaki oksijenle temas halinde
normalde doğal biçimde meydana gelmektedir. Bununla birlikte, pasif tabakanın tam
kalınlıkta oluşması birkaç gün alabilmektedir. Kimyasal pasivasyon işlemi, pasif tabaka
oluşumunu hızlandırarak tam gücüne kontrollü şartlar altında çabuk biçimde gelmesini
sağlamaktır. Pasivasyon işlemi seyreltik nitrik asit içerisinde gerçekleşmektedir. İşlem süresi
15 dk. ile 1 saat arasındadır.
3-) Artıkların Temizlenmesi Veya Asitle Temizlik
Bu işlem, paslanmaz çelik yüzeyinde bırakıldığında paslanacak demir parçacıklarını
gidermektedir. Örneğin paslanmaz çelik parçaların demir kirlenmesine (taşlama tozuna,
karbon çeliği üzerinde gerçekleştirilen komşu bir işten gelen pas parçacıklarına, takımlarda ki
aşınmaya, vb.) maruz kalması durumudur.
4-) Elektro-Parlatma(Elektro-Polisaj)
Elektro-parlatma, mikro pürüzlülüğü azaltmak ve bu yayımda tarif edilen çok sayıda istenilir
etkiyi üretmek üzere temiz metalik yüzeylere uygulanmaktadır. Proses, elektroliz prensibine
dayanmakta olup bir akım geçişi ve çoğunluğu sülfürik asit ve orthofosforik asit içermektedir.
İşlem süreleri genellikle 2 dk. İle 20 dk. Arsındadır.
16
HİDRODİNAMİK İŞLEME (HDM)
Hidrodinamik işleme alışılmamış imalat yöntemlerinden biridir. Hidrodinamik işleme
yapılırken iş parçası üzerine yüksek basınç ( genellikle 1.15MP) ve yüksek hıza sahip su veya
katkılı su bazlı sıvılar uygulanır. HDM ’ de hidrolik sistemle çalışan bir basınçlı hızlandırıcı (
intensifier )suyu, kesme işleminde kullanmak üzere sıkıştırır. Titreşimi engellemek için ŞEKİL 1
’ de görüldüğü gibi biriktirici ( accumulator ) kullanılır.
ŞEKİL 1 İş parçası ( work piece), lüle ( nozzle), arasındaki ilişki ŞEKİL 2 de
gösterilmiştir.
17
ŞEKİL 2
( a ) da uzak durma mesafesi( standoff distance), işleme derinliği ( penentration depth) ve
eğim açısı ( rake angle).
( b ) de ise pozitif eğim altında iş parçası ile lüle arasındaki ilişki gösterilmiştir.
İŞLEME PARAMETRELERİ
Lüle boyutu, su basıncı, suyun debisi, uzak durma mesafesi, eğim açısı ve kesme sıvısındaki
katkı malzemeleri gibi parametreleri de içermek üzere hidrodinamik işlemenin sonucunu
etkileyecek birçok değer vardır.
Lüleler: HDM lüleleri sentetik safir, sertleştirilmiş çelik, paslanmaz çelik veya tungster karpit
materyalleri kullanarak üretilebilir. Lülenin üretileceği madde hidrodinamik işlemenin
şiddetine göre seçilir. Çoğu uygulamada orifis ( lüle ucu) çapı 0.08-0.38 mm arasındadır.
Orifis çapı ne kadar küçük olursa kesme o kadar iyi olur.
Büyük çaplı orifisler ince materyallerin kesiminde kullanılır. Fakat bu durum etkileyici bir
kesim olması için yüksek beygir gücü gerektirir. Çoğu ince materyallerde genellikle kesik
lülenin orifis çapından 0.03 mm daha büyüktür.
Su Basıncı: Bu işleme yönteminde su basıncı genellikle 69-119 MPa’ ya kadar yükselebilir.
ŞEKİL 3’ te su basıncı ile su hızı arasındaki ilişki gösteren eğri çizilmiştir.
18
ŞEKİL 3
ŞEKİL 4
ŞEKİL 4’ te ise kullanılan değişik orifis boyutlarından su hızının, su debisi üzerindeki etkisi
grafik üzerinde gösterilmiştir.
Değişik boyutlarda çeşitli lüleler kullanılarak su hızının, güç gereksinimi üzerindeki etkisi ŞEKİL
5’teki grafikte eğrilerle gösterilmiştir.
19
ŞEKİL5
ŞEKİL 6’da ise farklı basınçlar ve debiler için hidrolik beygir gücünün nasıl belirleneceği
gösterilmektedir.
ŞEKİL 6
Kesme Hızları: etkin kesme hızının belirlenmesinde materyal türü, su basıncı, lülenin orifis
boyutu ve iş parçası kalınlığı oldukça etkilidir. Ayrıca kesme hızı operasyon maliyetinde de
doğrudan etkilidir. Genellikle, uzak durma mesafesi arttıkça kesme hızı azalır. Uzak durma
mesafesi, kesme derinliğini de olumsuz etkiler.
20
Kuvvetler ve Sıcaklıklar: HDM sırasında iş parçasına uygulanan kuvvetler su basıncı, lüle
boyutu vb. faktörlere göre değişir. Su hızının bir fonksiyonudur. Bu durum ŞEKİL 7’de
gösterilmektedir.
ŞEKİL 7
Genellikle iş parçasının yüzey normali doğrultusundaki kuvvetler 180 n’ dan büyük
olmamaktadır. Yan yüzeylerde ise çok düşüktür. HDM’ de sıcaklık, sert plastiği eritebilecek
düzeylere yükselebilmektedir. Fakat bu durum çoğu uygulamada büyük bir problem teşkil
etmemektedir.
Uzak Durma Mesafesi: Uzak durma mesafesinin kesme derinliği üzerindeki etkisi ŞEKİL 8’ de
gösterildiği gibidir.
ŞEKİL 8
21
Uygulamaya göre, uzak durma mesafesi 2,5-75 mm arasında değişebilir. Fakat genel kullanım
3 mm’dir.
Eğim Açısı: ŞEKİL 2’ de gösterildiği gibi akış doğrultusunun yatayla yaptığı açıya eğim açısı
denir. Eğim açısı genellikle 60 derece olarak alınır. Eğim açısının artması ( bazı durumlarda 75
dereceye kadar çıkar. )kesme derinliğini artırır.
Akışkan İçeriği: Kesme kalitesini artırmak amacıyla suya katılan başlıca katkılar; gliserin,
polietilen oksit ve uzun zincirli polimerler şeklindedir. Sıvı akışkan kalitesinde sıvı filtrasyonu
önemli rol oynar. Ayrıca lüle ömrü akışkanın temizliği ile doğru orantılıdır. Genellikle
’lik bir sıvı filtrasyonu tavsiye edilir.
UYGULAMA ALANLARI
HDM; ahşap, kağıt, plastik, alçı, deri, kauçuk, naylon, fiber gibi metal olmayan birçok
materyalin kesilmesinde oldukça etkilidir. Bazı çok ince yumuşak metallerde de bu işlemle
kesim yapılabilir. Çelik plakalarda 0,13mm ve alüminyum plakalarda 0,50mm’ ye kadar
kalınlıklara sahip bu malzemelerde de kesim işlemi HDM ile gerçekleştirilebilir.
Deneyler göstermiştir ki cam, seramik ve kristal gibi kırılmayan malzemeler HDM ile kesim
için uygun görülmemiştir. Çünkü bu materyaller bu uygulama koşullarında( HDM il kesim
koşulları ) çatlamaya ve kırılmaya oldukça eğilimlidirler.
22
ELEKTRO-PARLATMA
ELEKTRO-PARLATMA NEDİR ?
Elektro-parlatma, metalin elektrolitik biçimde metalik bir cisim yüzeyinden iyonlar halinde
uzaklaştırıldığı kimyasal bir yüzey sonlama tekniğidir. Temel amaç, mikro pürüzlülüğü en aza
indirmektir. Bu, kir ve ürün kalıntılarının yüzeye yapışma riskini önemli ölçüde azaltmakta ve
yüzeyin temizlenebilirliğini iyileştirmektedir. Elektro-parlatma aynı zamanda çapak giderme,
parlatma ve pasivasyon amaçları için de kullanılmaktadır. Eczacılık, biyokimya ve gıda işleme
endüstrilerinde birçok uygulama örnekleri mevcuttur.
ELEKTRO-PARLATMANIN PRENSİBİ
Elektro-parlatma, iş parçası belirli bir bileşime sahip bir elektrolit içerisine daldırılmış
haldeyken üzerinden bir elektrik akımı geçirerek iş parçasından metal kaldırmaktadır. Proses,
esasen elektro-kaplamanın tersidir. Bir kaplama sisteminde, metal iyonları çözeltiden alınıp iş
parçası üzerinde biriktirilmektedir. Bir elektro-parlatma sisteminde ise iş parçasının kendisi
çözelti içerisine metal iyonları ilave ederek erozyona uğramaktadır.
ELEKTRO-PARLATMA NASIL YAPILIR ?
Elektro parlatma esnasında, metal anodik elektrottan çözünür, metalin çözünebilir bir tuz
formunu oluşturmak üzere çözelti içerisine geçer. Paslanmaz çelikteki bütün bileşenler –
demir, krom ve nikel- bu reaksiyona aynı anda girerek yüzeyde kontrollü bir düzgünleşme
meydana getirir. Aynı zamanda, birkaç yan reaksiyon da meydana gelmekte ve elektroparlatmada mümkün olan en yüksek kaliteyi üretmek üzere kontrol altında tutulmak zorunda
olan yan ürünler oluşturmaktadır.Tipik bir elektro-parlatma çözeltisi, hacimce eşit oranda %
96’lık sülfürik asit ile % 85’lik orthofosforik asit karışımı içermektedir.
ELEKTRO-PARLATMA İLE SONLANMIŞ YÜZEYLER
Elektro-parlatma, yüzeyi iyileştiren, kirletici olmayan, parçacık bırakmayan ve yapışkan
olmayan etkileri nedeniyle veya sadece dekoratif sebeplerle, birçok endüstride çok sayıda
metal için son yüzey işlemi olarak tercih edilmektedir.
Hedeflenen, estetik bakımdan hoşa giden bir yüzey olduğunda, yüksek-kalite elektroparlatmanın genellikle gözle muayene ile kontrol edilmesi yeterli olabilmektedir. Bununla
birlikte, istenilen yüzey sonlama kalitesinin en yüksek seviyede olması halinde ve yüzey
durumunun gelecekteki değerlendirmeler için dokümante edilmesinin şart olduğu
durumlarda yüzeyin mikroskobik olarak değerlendirilmesi gerekmektedir.
23
ELEKTRO-PARLATMANIN UYGULAMA ALANLARI
1) BORU SİSTEMLERİ
2) TIBBİ UYGULAMALAR
3) YARI İLETKEN İMALATI
4) ECZACILIKLA İLGİLİ PROSESLER
5) ENERJİ (PETROL,DOĞALGAZ) ARAMALARI
6) YİYECEK VE İÇECEK İŞLEME
7) SU ARITMA
8) KAĞIT FABRİKALARI
9) HALKA AÇIK MEKANLAR
BASINÇ ÖLÇÜMÜ
Basınç ve vakum'un ölçülmesi için çok çeşitli teknikler geliştirilmiştir. Basınç ölçümü için
kullanılan bu cihazlar, basınç ölçüm saati veya vakum ölçüm saati olarak
adlandırılır.Manometre, bir basınç ölçüm aletidir, genellikle atmosferik basınca yakın basınç
ölçümleri için kullanılır. Manometre terimi sık olarak, özel sıvı kolonlu hidrostatik cihazları
ifade etmek için de kullanılır.
Vakum ölçüm saati, vakum (vakum, iki alt kategoride incelenir: yüksek ve düşük vakum)
içindeki basıncı ölçmek için kullanılır. Vakum ölçümü için kullanılan tekniklerin birçoğu basınç
ölçüm aralığı içinde uygulanabilirdir. Bundan dolayı, farklı tipteki birçok ölçüm cihazı
birleştirilerek, 10 mbar'dan 100000000000 mbar'a kadar olan basıncı aynı basınç ölçüm
sistemi içinde ölçmek mümkündür.
24
BASINÇ BİRİMLERİ
Basınç birimleri
poundkuvvet/
inch*inch
(psi)
pascal
(Pa)
bar
(bar)
teknik
atmosfer
(at)
1 Pa
≡ 1 N/m2
10−5
1.0197×10−5 9.8692×10−6 7.5006×10−3 145.04×10−6
1 bar
100 000
≡ 106 dyn/cm2 1.0197
1 at
98 066.5
0.980665
1 atm
101 325
1 torr
1 psi
atmosfer
(atm)
torr
(mmHg)
0.98692
750.06
14.504
≡ 1 kgf/cm2
0.96784
735.56
14.223
1.01325
1.0332
≡ 1 atm
760
14.696
133.322
1.3332×10−3
1.3595×10−3 1.3158×10−3 ≡ 1 mmHg
19.337×10−3
6 894.76
68.948×10−3
70.307×10−3 68.046×10−3 51.715
≡ 1 lbf/in2
Örnek okuma: 1 Pa = 1 N/m2 = 10−5 bar = 10.197×10−6 at = 9.8692×10−6 atm, gibi
Not:mmHg, milimetre civanın kısaltmasıdır.
BASINÇ ÖLÇER
Basınç ölçer, hemen hemen bütün alanlarda kullanılmaktadır. Sistemin basınç değerlerini
ölçerek, ölçtüğü basıncı elektriksel sinyale çeviren cihazlardır. Basın ölçer, arıtma
sistemlerinde, gıda sektörlerinde, ilaç endüstrisinde, kimya sektörlerinde, tekstil firmaları gibi
pek çok makine mühendisliğinin alanına giren konularda yaygın olarak kullanılmakta olan
ürünlerdir. Diyaframlı Basınç ölçerler, mekanik bağlantı noktasında yer alan ve diyaframa
uygulanan basınç değerini elektriksel sinyale çevirme işlemi ile basınç miktarını ölçemeye
yarayan ürünlerdir. Diyaframlı olmaları nedeni ile atık su, pis su, yoğun sıvılar ve içinde
partikül bulunan sıvılar, içinde katı parçacık ve benzeri maddeler bulunan hava basınç
sistemleri gibi pek çok alanda kullanım imkanı sağlamaktadır. Akıllı tip basınç ölçer, kusursuz
kararlılığa ve çok yüksek hassasiyet kapasitesine sahiptirler. Kurulumları oldukça kolaydır ve
bakım ihtiyaçları da yoktur. Akıllı tip basınç ölçerler ile hat protokolü ile ayar yapılandırılması
yapılabilir. Üstün performans ve yüksek hassasiyete sahiptirler. Sürekli kendini kontrol etme
fonksiyonuna sahip olan bu ürünler aynı zamanda, otomatik ortam sıcaklığı kompanzasyonu
da sağlamaktadırlar. Esnek sensör girişlerine sahiptirler. Dijital sinyal çıkışları bulunur ve
25
bunlar gibi daha pek çok özellik ile donatılmış bu ürünler, firmamız tarafından özenle seçilmiş
ve ölçüm kontrol cihazları ile çalışmakta olan firmalara titizlikle tahsis edilmektedirler. Fark
basınç transmitteri, gaz ve sıvıların fark basınçlarını ölçmek ve kontrol etmek için
yapılandırılmış ürünlerdir. Fark basınç sensörü 125 derece gibi yüksek sıcaklıklarda etkili bir
performans ve kararlılık göstererek çalışmaktadırlar. Islak kısımların paslanmaz çelikten
yapılmış olması sebebiyle pek çok yırtıcı sıvıda kullanılır. Fark Basınç transmitteri filtre
kirlenmelerinde, pompa testlerinde, basınçlı tankların seviye ölçümlerinde, hatların
kirlenmelerinde, hatların kaçak testlerinde ve daha pek çok farklı alanda kullanılmaktadır.
Hava Fark basınç transmitterleri, belirlenen iki nokta arasındaki basıncın seviyesini ve farkını
ölçmek için yapılandırılmış ürünlerdir. Havalandırma sektörlerinde, filtre kirlenmelerinde,
ameliyat odalarında ve daha pek çok farklı sektörde kullanım alanı vardır. Basınç ölçer
donanımları, su arıtma sistemlerinde kullanıldığı gibi, kazan ve tanklarda da kullanılmaktadır.
Bunların yanı sıra, gıda firmalarında, ısıtma ve soğutma sistemlerinde, petrokimya ya da
kimya firmalarında, gemilerde ve yatlarda, fabrikaların basınç ölçümlerinde olmak üzere,
oldukça fazla alanda kullanılmaktadır ve çok yaygın ürünlerdir. Bu tür alanlarda, yapılan
işlerin olumlu sonuçlar doğurması, kaliteli ve nitelikli olması, verimliğin iyi, performansın
yüksek olması nedeni ile ölçüm donanımları azımsanmayacak kadar çok fazla önem taşır.
Aynı zamanda basınç ölçer ya da diğer ölçüm kontrolü alanlarında gün yüzüne çıkacak olan
kusurların maddi kayıplara mahal vereceği de unutulmaması gereken bir konudur. Bu
sebeplerle yapılan işlerin nitelikli olması, yapılan yanlışlıkların ise sıfıra indirgenmesi için
kullanılan donanımların ve enstrümanların, titizlikle seçilmesi, uygulanılan yöntemlerin de
kaliteli cihazlar kullanılarak oluşturulması çok önemlidir. Kullanılacak olan yöntemi doğru bir
şekilde belirlemiş ve böylelikle ortaya konulmuş olan projeler, firmaların kar oranlarını
artıracağı gibi, doğru seçilmemiş ekipmanlar da firmaların iş verimliliğinde düşüş oluşmasına
neden olacak, giderlerde artışa sebebiyet verecektir. Tesislerdeki yöntem teknikleri oldukça
önemlidir ve belirlenecek olan bu yöntemler sırasında kullanılan ürünlerin önemi de aynı
doğrultuda önemlidir. Tüm firmaların ortaya koydukları işler, yöntemlere yönelik planlara
dayanarak, makine ve elektronik teknolojileri sayesinde sonuca ulaşır. Bu nedenle de bir
firmada ya da tesiste makine tekniğine dair planlamaya öncelik vermek çok önemlidir.
26
27
ELEKTROKİMYASAL İŞLEME
İstenen yüzey geometrisi ve boyutta metal üretimi için metalin elektrokimyasal çözünmesine
adı verilir. ECM (Electrochemical Machining) nispeten yeni bir proses olmasına karşın, altında
yatan prensip yeni değildir. 19. yy.da Michael Faraday (1791–1867) elektroliz çalışan ilk
kişidir. O zamandan beri bilinmektedir ki, elektrolite batırılmış iki elektrik iletken maddeye
DC akım uygulandığında, pozitif kutup (anot) tan kopan malzeme negatif kutup (katot)
üzerine toplanır. Parçaların üzerine metal kaplamak için yıllarca kullanılan bu elektro
kaplama yönteminin ters uygulaması olan malzeme kaldırma, yeni uygulama alanı
bulmuştur. Yani elektrokimyasal işleme prensip olarak elektrolitik metal kaplama işleminin
tam tersidir. Elektrokimyasal işlemde iş parçası yüzeyinden atomlar koparılır ve elektrolit
tarafından taşınarak uzaklaştırılırlar. Elektrokimyasal bir metal erozyonu söz konusudur. İş
parçası iletken olmalıdır ve anodu teşkil eder. DC akım kullanıldığı zaman malzeme çözüm
hızı büyük oranda artar. Elektrokimyasal işlemenin diğer adı da sıfır kuvvet ile metal
işlemedir. Yani metaller üzerinde herhangi bir basınç ve gerilim oluşturmadan istenilen şekli
kazandırana kadar sürekli olarak metal erozyonunu gerçekleştirmektir.
Elektrokimyasal işlemede, Faraday kanununa göre pozitif yüklü iş parçasından ayrılan
elektronlar ve iyonlar elektrolite geçer. Yüksek hız ve sabit basınçtaki elektrolit bu yüklü
partiküllerin katoda gitmesine izin vermez ve taşıyarak işlem bölgesinden uzaklaştırılmasını
sağlar. Böylece anot konumundaki iş parçası erozyona uğrar ve katodun (elektrot) şeklini
alana kadar erozyon devam eder. Katot üretilecek şeklin bir negatifidir.
Bu proses ilk kez uçak endüstrisinde kullanılmıştır. Bugün yüksek sertlik ve mukavemete
sahip süper alaşımlar ve refrakter malzemelerin ekonomik, seri ve karmaşık şekillerde
işlenmesinde etkin bir şekilde kullanılan birkaç yöntemden biridir. Bu işlem geleneksel işleme
metotları ile zaman alıcı ve üretimi imkansız veya zor olan parçaların özellikle de
sertleştirilmiş çelik veya ısıya dirençli alaşımlar işlenir. Örneğin jet motorları, kompresör ve
türbin kanatlarında kullanılan yüksek dirençli alaşımların (örneğin nimonic gibi) işlenmesi
amacıyla geliştirilmiştir. Sözü edilen bu işlemlerin normal metal işleme prosesleri ile
gerçekleştirilmesi zordur. Kullanılan aletlerin yapıldığı madde sayısı sınırlıdır ve pahalıdır, alet
ömrü kısa olup metal işleme sırasında harcanan zaman ve enerji fazladır. Bir metalin
elektrokimyasal yolla işlenmesi o metalin mekanik özelliklerine bağlı değildir ve çok sert
metaller bile yumuşak olanlar kadar kolay çözünürler. Bu işlemde metal sertliğine
bakılmaksızın her sertlikteki malzemeler kolaylıkla işlenir ve talaşsız işlem olarak karakterize
edilir. Gerekli parça şekli dönmeyen bir takım olan kesici takımdır. Bu nedenle kare veya
işlenmesi zor olan şekiller parçadan kolaylıkla üretilebilir. Takım iş parçasına asla temas
etmediği için kesici takım üzerinde aşınmanın zor farkına varılabilir. Elektrokimyasal işleme,
özellikle yuvarlak delikleri, kare delikleri, yuvarlak ve kare kör delikleri, düz kenarlı, paralel
kenarlı ve eğik kenarlara sahip olan parçaların işlenmesinde uygundur. Elektrokimyasal
işleme bilhassa sertliği 45 Rc den fazla olan malzemelerin işlenmesinde kullanılır. Keskin
köşeler, düz dip kesitli parçalar veya tam radyüsün zor olduğu parçalar da bu işlemle
yapılabilir. Elektrokimyasal işlemenin önemli bir avantajı iş parçası yüzeyleri ve kenarlarının
28
deforme olmaması ve yanmamasıdır. Öte yandan elektrokimyasal yöntemle metalin
çözündürülmesi yüksek sıcaklık ya da mekanik iç direnç yaratmaz.
PROSES MEKANİZMASI
ECM, önceden şekil verilmiş takım (katot) ve iş parçası (anot) arasından yüksek amperli ve
düşük voltajlı bir doğru akım geçirilmesi ile oluşan elektrokimyasal bir anodik eritme
prosesidir. Anodik iş parçası üzerinde, deplating reaksiyonu ile metal metalik iyonlar olarak
erir ve böylece takımın şekli iş parçası üzerine kopyalanır. Elektrolit, deplating esnasında
oluşan metal iyonlarını ve ısıyı ortamdan uzaklaştırmak için elektrotlar arasındaki boşluktan
akmaya zorlanır. Takım iş parçası ile aralarında küçük bir boşluk olacak biçimde ilerletilir.
ELEKTRO-KİMYASAL İŞLEME
Elektrokimyasal işleme, bir iş parçasının yüzeyinden atomların kaldırılmasına dayanan
gelişmiş bir işleme yöntemidir. Bu işleme yönteminde elektroliz teknikleri kullanılır. ECM
yönteminde yüksek akım şiddetli ve düşük voltajlı bir doğru akım iş parçası (anot) ile
şekillendirilmiş takım (katot) arasından geçirilir. Anodik iş parçası yüzeyindeki metal
iyonlarına ayrışır ve böylece takımın şekli iş parçasına kopyalanır. Elektrotlar arasındaki
boşluktan akan elektrolit, metal iyonlarını ve oluşan ısıyı kaldırır. Takım iş parçası içine doğru
ilerletilerek anot ile katot arasındaki boşluk korunur. Anot metali elektrokimyasal olarak
çözündüğünden, çözünme hızı Faraday Kanunu’na göre sadece atomik ağırlığına,birleşme
değerine, geçen akıma ve akımın geçtiği süreye bağlıdır. Çözünme hızı metalin sertliğinden ya
da diğer özelliklerinden bağımsızdır. Katotta sadece hidrojen gazı oluştuğundan, bu
elektrotun şekli elektroliz boyunca değişmez. Bu özellik ECM’in metal işleme yöntemi olarak
kullanılmasındaki en önemli etkendir.
1. Temel Prensipler
İş parçası ve takım bir elektrolit bataryanın anot ve katodunu oluşturur.Genelde 10-30 V
civarlarında sabitlenmiş bir potansiyel fark tatbik edilir. Uygun bir elektrolit seçilir. Böylece
elektroliz boyunca katodun şekli değişmez. İşleme ürünlerini temizlemek, katodik gaz
oluşumu ve elektriksel ısınma ile yükselen istenmeyen etkilerin azaltılması amacıyla
elektrotların arasındaki boşluktan iletkenliği yaklaşık 0.2 W/cm olan elektrolit yaklaşık 3-60
m/s hızla pompalanır. Anottan metal kaldırma hızı yaklaşık olarak elektrotlar arasındaki
mesafenin tersiyle orantılıdır. Katodun anoda doğru yaklaşık 0.02-0.03 mm/s’lik bir besleme
hızıyla işleme devam etmesi ile elektrotlar arasındaki açıklık sabit bir değere ulaşır. Bu şartlar
altında katot şeklinin kabaca simetriği (tamamlayıcısı) anot üzerinde oluşur. Tipik elektrot
aralığı 0.025-1.3 mm, ortalama akım şiddeti de 20-300 A/cm2’dir.
Katot olarak kullanılacak metal elektriksel ve ısıl iletkenliğe sahip olmalı, elektrolite karşı
kimyasal dirence sahip olmalı ve ECM için gerekli sertliğe ve işlenebilme özelliğine sahip
olmalıdır. Bakır, pirinç, bronz, paslanmaz çelik ve titanyum ECM takımları olarak en çok
29
kullanılan malzemelerdir. Elektriği geçiren neredeyse tüm malzemelerden yapılmış iş
parçaları elektrokimyasal olarak işlenebilir. ECM; titanyum, Rene 95, Rene 88 ve IN100 gibi
en sert yüksek sıcaklık alaşımlarında bile etkin bir şekilde kullanılabilir. Elektrolit anot ile
katot arasında devreyi tamamlayan iletken bir sıvıdır. Elektrolitler temelde inorganik
bileşiklerin sıvı solüsyonlarıdır ve anotta iş parçasını çözündürme yeteneğine sahip olmalıdır.
Yüksek elektriksel iletkenlik, özgül ısı, ısıl iletkenlik ve kaynama noktası elektrolitlerin temel
özellikleridir. Fakat bunlara ilaveten metal alaşımları, 1818 paslanmaz çelik veya titanyumdan
yapılan pompa ve ilgili ekipmanda korozyona neden olmamalıdır. Çelik veya nikel alaşımlarını
işlemek için içine bir miktar sülfürik ya da hidroklorik asit katılmış %24’lük bir sodyum klorür
solüsyonu bir elektrolit için baz oluşturabilir. Gaz türbinli motorların pale (blade) ve
kanatçıklarına (vane) uygulanan ECM işlemlerinde genelde sodyum nitrat kullanılır.
2. ECM’in Avantaj ve Dezavantajları
Elektrokimyasal işleme ile kazanılan başlıca avantajlar şu şekilde sıralanabilir:
1. Metal işleme hızı metalin sertliğine bağlı değildir.
2. Sert metaller üzerine karmaşık şekiller işlenebilir.
3. Takım aşınması yoktur.
4. Diğer işleme yöntemlerine göre daha hassastır (0.127 mm bazı durumlarda 0.013
mm’ye düşebilir).
5. Sert ya da yumuşak herhangi bir iletken malzemede kullanılabilir.
6. Takım iş parçasına asla temas etmediğinden iş parçasına zarar verme tehlikesi yoktur.
7. Takımda ve iş parçasında kalıntı gerilme ve termal yorulma yoktur.
8. İş parçasında çapak oluşmaz.
Bu avantajların yanında ECM’in birtakım dezavantajları da vardır. Bunlar şu şekilde
özetlenebilir:
1. ECM makineleri, kurulması, bakımı ve takımların üretimi çok pahalıdır.
2. Elektrolitin iyi bir şekilde depolanması gerekir. Örneğin sodyum klorür (en çok
kullanılan elektrolit) ekipmanda, takımda ve iş parçasında korozyona neden olabilir. Ayrıca
asit ve alkali içeren solüsyon atıkları çevreye zarar vermeyecek şekilde depolanmalıdır.
30
3. ECM’in Uygulama Alanları
Elektrokimyasal işleme, uçak motor endüstrisinde genelde imalatta kullanılır. Bunlara örnek
olarak türbin paleleri, pale diskleri gibi geleneksel yöntemlerle işlenmesi güç motor
parçaların şekillendirilmesi verilebilir. Onarım işlemlerinde ise en yaygın kullanım alanı çapak
alma (pürüzlü yüzeylerin düzeltilmesi) ve delik delme işlemleridir.
3.1. Çapak alma
ECM’in en basit ve en yaygın uygulaması çapak almadır. Elektrokimyasal çapak alma hızlı bir
işlemdir. İmal edilmiş veya onarım işlemi görmüş (kaynak vb.) komponent yüzeylerinin
düzeltilmesi için tipik işlem süresi 5-30 sn’dir. Hızı ve kullanım kolaylığından dolayı
elektrokimyasal çapak alma, sabit bir katot takımı ile gerçekleştirilebilir. İşlem bir çok
uygulamada kullanılır ve enine delinmiş deliklerin ara kesit bölgesinin çapaktan arındırılması
için özellikle uygundur. Yüzeydeki pürüzlerin giderilmesi için geliştirilen elektrokimyasal
parlatma işlemi ile yüzey pürüzlülüğü 0.05 µm’den daha küçüktür.
3.2. Delik Delme
Delik delme ECM’in kullanıldığı bir diğer yaygın işlemdir. ECM ile çok değişik boyutlarda
delikler delmek mümkündür. 0.05 mm’den 20 mm çapa kadar delikler rapor edilmiştir.
Elektrokimyasal delme işlemi ile elde edilen yaygın sonuçlar 0.001 mm konik, 0.5 mm aşırı
kazılmış (iş parçasının yan çeperi ile katot takımının merkez ekseni arasındaki radyal uzunluk
ile katodun dış çapı arasındaki yerel fark “aşırı kazıma” (overcut) olarak bilinir) ve 2.5 mm
köşe yarıçapına sahip deliklerdir. ECM ile iç çapı 0.8 mm’den ve dış çapı da 0.5 mm’den küçük
parçaları işlemek zordur.
ELEKTRO-KİMYASAL İŞLEME YÖNTEMLERİ
Günümüzde sanayi da kullanılan elektro ve kimyasal işleme yöntemleri şunlardır;
1) Kimyasal işleme,
2) Elektro-Kimyasal işleme,
3) Elektro erozyonla işleme,
4) Elektro-Kimyasal taşlama,
5) Yüksek enerjili ışınla işleme
Kimyasal İşleme: Metallerin çoğunluğunun ve seramiklerin bazılarının bazı asit veya alkali
çözeltiler içinde çözünme gösterdikleri yıllardan beri bilinmektedir.Metal atomları birer birer
ayrılarak sıvı ile çevrelenmiş bölgenin tamamı çözülebilir.Endüstriyel uygulamalarda yüzeyin
sadece bir kısmı dağlanır.Diğer kısımları balmumu,boya ve polimer film gibi maddelerle
31
korunur.Daldırma veya püskürtme yoluyla tüm yüzeylerde kalın bir film oluşturulur,
dağlanarak elde edilecek olan model bu yüzey üzerinde bir şablon boyunca bıçakla kesilir.
Elektro-Kimyasal İşleme: Elektro kimyasal işleme prensip olarak elektrolitik metal kaplama
işleminin tam tersidir.Elektrokimyasal işlemede iş parçaı yüzeyinden atomlar koparılır ve
takiben elektrolit tarafından taşınarak uzaklaştırılırlar.Elektrokimyasal bir metal erozyonu söz
konusudur.İşparçası iletken olmalıdır ve anodu teşkil eder.Son şekli verilmiş elektrod negatif
yüklü takım tutucuya tesbit edilir ve iş parçası pozitif yüklü tablaya bağlanır.Güç kaynağı
olarak düşük voltaj ve yüksek amper değerlerindeDC akım kullanılır.Elektrod ve iş parçasının
tesbit edilip yüklenmesinden sonra pompalar vasıtasıyla elektrolitin elektrod ile iş parçası
arasında sirkülasyonu sağlanır.
Elektroerozyonla İşleme: Bu yöntemde işleyici takım olarak kullanılan elektrod ile iletken iş
parçası arasında meydana gelen elektrikli şarjın oluşturduğu aşırı sıcaklık ile yüzeyden çok
küçük parçalar koparılarak şekillendirme gerçekleştirilir.İş parçası ve metal veya grafit katot
çoğunlukla hidrokarbondan oluşan dielektrik bir sıvıya daldırılır.Elektrod şeçimi işlenecek
malzemeye ve gerçekleştirilecek işleme göre yapılır.Genelde seçilecek takım malzemesinin
yüksek ergitme noktalı mükemmel bir elektrik iletkenli ve yüksek aşınma direncine sahip
olması istenir.
Elektrokimyasal Taşlama: Elektrolitik taşlama olarak da adlandırılan bu yöntem klasik
taşlama ile elektrokimyasal işlemin birleşmesinden meydana gelir.Elektrolitik taşlama düşük
voltajlı doğru akımın kemirici takım ve iş parçasına uygulanmasıyla oluşturulan
elektrokimyasal erozyonla meydana getirilir.Elektrokimyasal reaksiyonun sonunda
elektrolitin iyonlaşması ve bu iyonların metal yüzeyinde oluşturdukları metal oksit filminin
koparılıp elektrolit tarafından uzaklaştırılmasıyla yüzeyler taşlanmış olur.
Yüksek Enerjili Işınla İşleme: Bu yöntemle kontrollü bir şekilde ergitme ve kısmi
buharlaştırma ile malzemeler üzerinde kesme ve delme işlemleri gerçekleştirilebilir.Bu
proses elektron ışını ve plazma ark gibi kaynak proseslerinin bir alt dalıdır.Yüksek enerjili
ışınla kesme operasyonu metalik malzemelerin yanı sıra özellikle seramik ve plastikler gibi
işlenmesi güç olan malzemelerin şekillendirilmesinde de çok kullanışlıdır.
32
ELEKTROKİMYASAL İŞLEME İLE İLĞİLİ GÖRSELLER
33
34
SÜNEK İLERLEMELİ TAŞLAMA(CFG)
Taşlama bir olan aşındırıcı işleme bir süreç kullanan taşlama olarak kesici alet.
Makinelerin çok çeşitli öğütme için kullanılır:
•El krank bıçak bileme taşları (zımpara taşı)
•El aletleri gibi açı değirmenleri ve öğütücüler
•Pahalı sanayi çeşitli tezgahları olarak adlandırılan taşlama makineleri
35
•Tezgah değirmeni, genellikle konut garaj ve bodrum bulundu
Uygulama Taşlama geniş ve çeşitli bir alandır imalat ve alet yapabilen. Çok ince bitirir ve çok
doğru boyutları üretebilir; Henüz seri üretim bağlamlarda olabildiğince metalden da kaba
geniş hacimli oldukça hızlı. Genellikle çok işlenmesi için daha uygundur zor "normal" işleme
(ile büyük fiş kesme olduğunu daha materyallerin kesici aletler gibi alet bit veya freze) ve son
yıllarda kadar makineye böyle tek pratik yolu oldu sertleştirilmiş çelikler gibi malzemeler.
"Normal" işleme ile karşılaştırıldığında, genellikle daha uygun gibi yarım bir bacanın çapı
azaltılması gibi çok sığ kesimler alarak olan bir inçin binde veya 12,7 mm.
Taşlama gerçek metal kesme işlemidir olarak Taşlama, kesme bir alt kümesidir. Her
mikroskobik tek noktadan kesme kenarı olarak aşındırıcı fonksiyonları tane (yüksek negatif
olmasına rağmen eğim açısı) ve geleneksel dokunarak, freze, delme dönüm (bir çip "cut"
denilen ne olacağını benzer bir minik çip makaslar vb) . Ancak, işleme alanlarında çalışmak
insanlar arasında, terim kesim genellikle makroskopik kesme operasyonları başvurmak için
anlaşılır ve genellikle zihinsel bir "ayrı" bir süreç olarak kategorize taşlama. Terimleri
genellikle shop-floor pratikte ayrı kullanılmaktadır nedeni budur.
Rodaj ve zımpara taşlama alt kümeleridir.
İÇİNDEKİLER
1
işlemler
1.2
Silindirik taşlama
1.2
Silindirik taşlama
1.3
Sünme besleme taşlama
36
1.4
Diğer
2
Taşlama tekerleği
3
Yağlama
4
parça
4.1
Workholding yöntemleri
4.2
İş parçası malzemeleri
4.3
İş parçası geometris
SÜREÇLER
Aşağıdaki taşlama işlemleri kullanılmak üzere seçimi, boyut, şekil, özellikleri ve arzu edilen
üretim oranı ile tespit edilir.
YÜZEY TAŞLAMA
Ana madde: Yüzey taşlama Yüzey taşlama düz bir yüzey oluşturarak, malzeme çıkarmak için
dönen bir aşındırıcı tekerlek kullanır. Normalde öğütme ile elde edilir toleranslar metrik
birimlerde (düz malzemenin bileme ± 2 x 10 -4 inç ve paralel bir yüzeyi ± 3 x 10 -4 inç: Paralel
yüzeyi 5, düz malzeme um ve 8 um ). Yüzey taşlama, aşındırıcı tekerlek, olarak bilinen bir iş
parçası tutma cihazının oluşan ayna elektromanyetik ya da vakum ve ileri geri hareket tablo
ya da.Taşlama yaygın dökme demir ve çelik çeşitli kullanılır. Bu malzemeler onlar genellikle
taşlama makineleri üzerinde kullanılan manyetik aynası ile tutulabilir, çünkü öğütme
kendilerini ödünç ve bunu tıkanma ve kesme engelleyen, tekerleğin içine eritmek yok. Daha
az sıklıkla zemin olan malzemeler Alüminyum, paslanmaz çelik, pirinç ve plastik vardır.
Bunların hepsi çelik ve dökme demirden daha kesme tekerleği fazla tıkanmasına
eğilimindedir, ancak özel tekniklerle bunları eziyet etmek mümkündür.
Yüzey taşlama
37
Silindirik taşlama
Silindir taşlama (diğer bir deyişle merkezi-öğütme) işlem parçasının silindirik yüzeyleri ve
omuz öğütmek için kullanılır. Iş parçası merkezleri üzerine monte edilmiştir ve bir tahrik
köpek ya da merkezi bir sürücü olarak bilinen bir cihaz ile döndürülür. Zımpara taşı ve iş
parçasının ayrı motorlar ile ve farklı hızlarda döndürülür. Tablo pah üretmek üzere
ayarlanabilir. Tekerlek kafası döndürülebilir.Silindirik taşlama beş tipi vardır: çap (OD)
taşlama, iç çap (ID) bileme dışında, sürünme yem öğütme, taşlama ve merkezsiz taşlama
dalma. Bir silindirik taşlama işi götürmek için bir taşlama (aşındırıcı) tekerleği, iş parçasını
tutan iki merkezleri ve mandren, taşlama köpek veya başka bir mekanizmaya sahiptir. Çoğu
silindirik taşlama makineleri konik parçaların oluşturulması için izin vermek için bir döner
içerir. Radyal ve boyuna yönde hem de birbirlerine tekerlek ve iş parçası hareket paralel.
Zımpara taşı birçok şekillerde olabilir. Standart disk şeklindeki tekerlekler oluşan tekerlekler
şekillendirilmiş bir iş parçası oluşturmak için kullanılır ise, bir şevli veya düz parça
geometrisini oluşturmak için de kullanılabilir. Bir oluşturulmuş tekerleği kullanarak işlemi
düzenli bir disk şeklindeki tekerleğini kullanarak daha az titreşim yaratır. Çap: (um 13 ±
metrik) ve (0.0001 ±) bir inçin biri on binde (metrik: 2.5 um) yuvarlaklık için silindirik taşlama
için Toleranslar (0,0005 ±) bir inçin beş on binde içinde tutulur. (: 1.3 um metrik) çap ve
(0.00001 ±) on milyonda Hassas çalışma (0.00005 ±) inç elli milyonda gibi yüksek toleransları
ulaşabilirsiniz (metrik: 0.25 um) yuvarlaklık için. 8 ila 32 mikro inç arasında değişen tipik
bitirir: Yüzeyler (3 um için 50 nm metrik) 2 125 mikro inç arasında olabilir. (metrik: 0.2 um
um 0,8)
Sürünme-besleme taşlama
(CFG) taşlama Sünme besleme Edmund ve Gerhard Lang tarafından 1950'lerin sonlarında
Almanya'da icat edildi. Yüzeyleri bitirmek için öncelikle kullanılan normal taşlama, aksine CFG
freze ile rekabet ve üretim süreci seçenek olarak çevirerek, malzeme kaldırma yüksek
oranlarda kullanılmaktadır. Kadar 6 mm (0.25 inç) kesme derinlikleri düşük parça hızı ile
birlikte kullanılır. Daha yumuşak dereceli reçine bağı ile yüzeyler, düşük iş parçası sıcaklığı
tutmak için kullanılır ve bir gelişmiş yüzey 1.6 mikrometre Rmax kadar bitirmekCFG
sayesinde hassas taşlama aynı şeyi 200'den fazla sn alacağını ise, içinde. Materyal 3 1
kaldırmak için 117 sn sürer. YPL sürekli bozundurucu bir tekerlek gibi bir dezavantaja sahiptir
ve yüksek mil gücü, 51 beygir (38 kW) gerektirir, ve makinenin olabildiğince bölümünün
uzunluğu ile sınırlıdır. 1970'lerde geliştirilen tekerlek keskinlik, sürekli elbise katlama
besleme sorunu taşlama (CDCF) ele almak. Belirtilen netlik bir devlet tutarak, işleme
sırasında sürekli tekerlek elbiseler. Sadece 17 saniye sürer. malzeme 3, 1, verimlilik büyük bir
kazanç kaldırın. 38 hp (28 kW) güç mili gerekli ve konvansiyonel mil hızları düşük çalışır
almaktadır. Bölüm uzunluğu sınırı silindi.Derin (Riskinden Koruma Amaçlı) taşlama Yüksek verimli
soyunma ihtiyaç ve diğer tekerleklere daha uzun ömürlü asla superabrasive jantlar, kaplama kullanır.
Bu sermaye ekipman yatırımı maliyetlerini azaltır.
riskinden korunma amaçlı uzun kısmı uzunlukları kullanılan ve 83 saniye içinde 3 içinde 1
oranında malzemeyi de kaldırmakta olup edilebilir. Bu yüksek mil gücü ve yüksek iğ hızları
38
gerektirmektedir. Peel Nordrach, Almanya, Erwin Junker Maschinenfabrik, GmbH tarafından
1985 yılında Quickpoint adı altında patentli, taşlama bir superabrasive burun ile bir aracı
kullanır ve can makine silindirik parçaları.
Ultra yüksek hızlı taşlama (UHSG). 1 ile kaldırmak için 41 sn alarak hızlarda daha yüksek
40.000 fpm (200 m / s) çalıştırmak malzeme 3, ancak Ar-Ge aşamasında hala olabilir. Aynı
zamanda yüksek iğ güç ve yüksek iğ hızları gerektirmektedir.
Form taşlama taşlama nihai ürünün tam şekli vardır silindirik taşlama özel bir türüdür.
Taşlama parçasına geçiş olmaz.
İç taşlama iş parçasının iç çapı öğütülmesinde kullanılır. Konik delikler yatay üzerinde
dönebiliyor iç taşlama kullanımı ile zemin olabilir.
Centerless taşlama iş parçası, bir bıçak ile yerine merkezleri veya atıyormuş tarafından
desteklenen zaman olduğunu. İki tekerlek kullanılır. Daha büyük bir iş parçası yüzeyinin
öğütmek için kullanılan ve daha küçük tekerlek parçasının eksenel hareketini dengelemek
için kullanılır. Merkezsiz taşlama türleri içinde besleme / dalma taşlama ve iç Puntasız
taşlama, taşlama yoluyla besleme sayılabilir.Yeni bir araç inşa edilmiş ve ısı ile muamele
edilmiş olan zaman kaynağı ve sert dolgu başlamadan önce, bu ön-öğütülmüş olan ön
öğütme. Bu genellikle doğru bitirmek boyutunu sağlamak için bitiş öğütmek OD biraz daha
yüksek OD taşlama içerir.
Elektrokimyasal taşlama iletken bir sıvı içinde pozitif yüklü bir iş parçasının, bir negatif
yüklü taşlama çarkı ile aşınmış olan öğütme türüdür. Iş parçasından parçalar iletken sıvıya
çözülür.
Centerless taşlama
Elektrolitik işlem içi pansuman (ELID) taşlama en doğru taşlama yöntemlerinden biridir. Bu ultra
hassas taşlama teknolojisinde taşlama elektrokimyasal giymiş ve süreç taşlama doğruluğunu
39
sağlamak için. Bir ELID hücre metal bağlı taşlama diski, bir katot elektrotu, darbeli bir DC güç
kaynağı ve bir elektrolit içerir. Elektrot güç kaynağının negatif kutbuna bağlı olan ise
tekerlekli bir karbon fırça ile DC güç kaynağının pozitif kutbuna bağlıdır. Genellikle alkali
sıvılar taşlama hem elektrolitler ve soğutucu olarak kullanılır. Bir meme tekerlek ve elektrot
arasındaki boşluğun içine elektrolit enjekte etmek için kullanılır. Boşluk genellikle yaklaşık
0.1mm 0.3 mm olması sağlanır. Tekerleğin diğer tarafında elektrokimyasal reaksiyon ile
giymiş olan ise bileme işlemi bir tarafında, taşlama işlemi yer almaktadır. Metalik bağ
malzemenin erime sırayla yeni keskin irmik sürekli çıkıntı sonuçlanan sargı kaynaklanır.
TAŞLAMA
Ana madde: Taşlama tekerleği
Bir taşlama çeşitli öğütme ve aşındırıcı işleme operasyonları için kullanılan bir gider tekerlek
olduğunu. Genel olarak preslenmiş kaba aşındırıcı parçacıklar matrisi yapılmış ve bir katı,
dairesel bir şekil oluşturmak için birbirine bağlandığı, çeşitli profiller ve kesitler tekerlek için
amaçlanan kullanıma bağlı olarak mevcuttur. Zımpara taşları, aynı zamanda yüzeye
bağlanmış parçacıklar ile katı çelik veya alüminyum diskten yapılabilir.
YAĞLAMA
Bir öğütme işleminde sıvıların kullanımı soğutmak ve tekerleği ve iş parçası yağlama yanı sıra
öğütme işlemi üretilen fiş kaldırmak için gereklidir. En yaygın öğütme sıvılar suda
çözünebilen kimyasal sıvılar, suda çözünür yağlar, sentetik yağlar ve petrol bazlı yağlar
bulunmaktadır. Bu sıvı sayesinde tekerleğin hızlı dönüşe uzak parçadan savrulan sıvı önlemek
için kesim alanına doğrudan uygulanabilir olması zorunludur.
Workholding yöntemleri
Iş parçası elle iki arasındaki merkezlerde parçasını tutan ve parça döner aynası ile çalışan
torna köpek, kenetlenir. Parçası ve zımpara taşı zıt yönlerde dönen ve taşlama çarkı boyunca
geçerken birim küçük bit kaldırılır. Bazı durumlarda, özel tahrik merkezleri zemin kenarları
izin vermek için kullanılabilir. O sürelerini kurmak değişiklikler olarak Tırtıl yöntemi üretim
süresini etkiler.
40
İş parçası malzemeleri
Tipik iş parçası malzemeleri alüminyum, pirinç, plastik, dökme demir, yumuşak çelik ve
paslanmaz çelik içerir. Alüminyum, pirinç ve plastik silindirik taşlama için adil işlenebilirlik
özelliklerine fakir olabilir. Döküm ve yumuşak çelik silindirik taşlama için çok iyi özelliklere
sahip. Paslanmaz çelik nedeniyle tokluk ve çalışma sertleşmesi yeteneği eziyet etmek çok
zordur, ama taşlama taşları doğru notu ile çalışmış olabilir.
İş parçası geometrisi
Bir iş parçasının nihai şekli silindirik tekerlekler silindirik parçaları ve oluşan parçalar yaratma
oluşan jantlar oluşturma, zımpara taşının ayna görüntüsüdür. Çalışma aletlerinde yer alan
tipik olarak .75 boyutlar aralığı 20'ye...: Ve .80 (metrik 1 m 18mm) içinde 75 uzunluk (mt: 4 m
2 cm). Bölgesi .25 arasındaki parçalar olsa da. ve 60 çapı (mt: 6 mm m 1.5). ve .30 ve 100
uzunluğu (mt: 8 mm ila 2,5 m).. zemin olabilir. Ortaya çıkan şekiller, düz silindir düz kenarlı
konik şekiller değişir, hatta nispeten düşük tork deneyim motorlar için krankşaft olabilir.
iş parçası malzemeleri üzerindeki etkileri
Mekanik özellikler nedeniyle bitirme sırasında parçanın koymak streslere değişecektir.
Yüksek sıcaklıklar, öğütme ince tabaka martensitik mikro-den daha az malzeme gücüne
neden olur parçası oluşmasına neden olabilir.Fiziksel özellik değişiklikleri Ferromanyetik
malzemelerin manyetik özelliklerinin olası kaybıdır.Kimyasal mülkiyet değişiklikleri nedeniyle
yüksek yüzey stres korozyon artmış duyarlılık sayılabilir.
3D uzayda derinliğini Kötüye
41
Verimlilik ve derinlik ve malzeme çıkarma oranı bakımından giderek artan gereksinimleri
karşısında, sürünme besleme taşlama rolü geleneksel pistonlu yüzey taşlama göre daha fazla
önem kazanmaktadır. Sürünme besleme öğütme işlemi talaş kaldırma hızı (Q'w) da çevrim
süreleri önemli ölçüde kısaltılabilir sağlar karşılıklı öğütme kıyasla biçimde artmasına izin
verir.Pistonlu doğrusal kesme hareketi ile taşlama aksine, sürünme besleme taşlama
nispeten büyük kesme derinlikleri ama nispeten düşük ilerleme oranları kullanır. Toplam
taşlama yardımı genellikle birkaç geçiş elde edilir. Sürünme besleme taşlama ile bir ayrım
yüzey taşlama ve silindirik taşlama operasyonları arasında yapılır. Sürünme besleme taşlama
biri özel bir formu dışında çaplı boyuna taşlama (soyma taşlama) 'dir.
Taşlama Sünme besleme son derece gelişmiş sürünme besleme soyunma cihazları ve
cömertçe boyutlu taşlama-akışkan besleme sistemi ile donatılmış dönen öğütme makineleri
ile mümkündür. Sürünme besleme taşlama ile, iş parçası formu, tek bir öğütme geçişte kadar
15 mm'lik büyük kesmede üretilebilir. Besleme iş parçası ve önemli ölçüde taşlama artar,
taşlama sıvısı taşınması ve daha zor yapılır taşlama detritus uzakta taşıyan süreçleri
arasındaki temas uzunluğunu artırarak olduğu gibi. Bunun bir sonucu olarak, sürünme
besleme taşlama açık gözenekli, düşük sertlik ve büyük miktarlarda sıvıyı taşlama devamlı
kaynağı ile çarkları gerektirir. Bu yöntem, özellikle de ray ve türbin paletleri sıkma profilleri
gibi yüksek hassasiyetli profilleri Son kesme için uygundur. Gerçekten taşlama sürünme
besleme avantajları bu tekniği taşlama pistonlu üzerinde avantaj sağlamak olduğu diğer
uygulamalar da bol vardır.
•Nedeniyle düşük besleme oranı, sürünme besleme zemin parçaların daha iyi yüzey kalitesi
(yüzey pürüzlülüğü / peak-vadi yükseklik) ile etkilemek. Görsel görünüm açısından fark
görmek açıktır: sürünme besleme zemin parçaların parlak bir yüzey varken öğütme
tekniklerinin pistonlu ile işlenmiş iş parçaları, bir mat gösterirler.
•Anlamlı derecede daha kısa işleme süreleri ile hiçbir boşta seyahat ve hiçbir tablo ters
süreleri, yüksek malzeme kaldırma oranları vardır gibi elde edilebilir.
•Taşlama tekerleği için uzun ömürlü.
42
Çözüm taşlama Sünme besleme
Konvansiyonel Winterthur taşlama taşları veya Wendt CBN ve elmas taşlama taşları doğru
amaçlanan uygulama için özel bir şartnameye taşlama sünme besleme için kullanılır.
Sürünme besleme geleneksel taşlama tekerlekli uygulamaları taşlama için tekerlek genellikle
sürekli Wendt elmas profil soyunma rulo tekerlek topografya taşlama serbest kesme her
zaman korunur, böylece (CD = sürekli pansuman) kullanılarak giymiş.
Sünme besleme Taşlama A Freze Süreç
Zemin yüzeyinin üstünde parçanın yay boyunca beslemek için makinenin döner eksen
kullanılarak sürünme besleme zemin oldu.
43
Makine sürünme-besleme taşlama için gerekli baskıları ve akış hızlarının sunabilecektir
(makinenin solunda) bir soğutucu sistemi ile birlikte kullanılır.
44
Eylem taşlama sürünme yem
45
SU JETİNE GİRİŞ
Suyun aşındırma özelliği doğaldır ve çok eskiden beri bilinir. En basitinden akarsu yataklarının
oluşumu buna iyi bir örnek teşkil eder. Su hızının normalden daha fazla olduğu taşkın (sel)
zamanlarında aşındırmanın hızlandığı da bilinen bir olgudur. “Taşı delen suyun gücü değil,
damlaların sürekliliğidir” diyen Latin atasözü de mecazi olarak başka bir olguyu ifade etmek
istemişse de fiziksel bir gerçeği de dile getirmiştir. Suyun bu aşındırma etkisi yüksek basınç ve
yüksek hızlarda çok daha iyi görülmüş; zamanla geliştirilip iyileştirilerek endüstrisin hemen
her alanında kullanılmaya başlanmıştır.
Su jeti olarak adlandırılan bu sistemde, yüksek basınçta ve yüksek hızda akan su; malzeme
yüzeyine uzun bir süre tutulduğunda aşınma artmakta ve malzeme giderek
parçalanmaktadır. Su jetleri çok eski senelerden bu yana nispeten yumuşak zeminlerin ve
kayaçların kesilip kazılmasında kullanılmakta idi. Bunların kullanılmasıyla gelişen kesme
teknolojisi "Jet Kesme Teknolojisi" olarak bilinmektedir. Bu teknoloji son yirmi yılda hızlı bir
gelişme göstermiş ve metal endüstrisi de dahil hemen her alanda yerini almıştır.
SU JETİ NEDİR ?
Su jeti (Water Jet) 4137 Bar (60.000 PSI) basınca ulaştırılmış suyun, aşındırıcılar yardımıyla
kesme teknolojisidir. Su Jeti yüksek hızlı (50m/sn) su gücüne dayalı olarak işlev gören ve özel
pompa sistemleri ile donatılmış ve granit dahil birçok malzemenin kesilmesinde kullanılan
sistemdir
Normal su jeti makinalarına ilaveten yeni geliştirilen Dinamik Su Jeti makinaları ile kesici
kafalar esneme ve dönme özelliklerine de sahiptir. Bu sayede normal su jetlerine oranla çok
daha hassas kesim yapabilmektedir. Dinamik kesici başlık (Dynamic Cutting Head) sayesinde
kesici kafa normal köprülerin dışında 2 ayrı motor suyun esneme payını minimum seviyeye
indirerek en düzgün yüzeyi çıkarmaktadır.
46
Katı haldeki doğada bilinen bütün malzemeler, (örneğin, paslanmaz, pirinç, bakır, derlin,
kestamid, sünger, cam, mermer, granit, seramik, tungsten, ST37-ST52, hardox, bronz, nylon,
epoxy, fiber, fiberglas, ahşap, plastik, titanium, alüminyum, tüm kompozit malzemeler, PVC,
sulu çelik, paslanmaz veya alüminyum miller, teflon, halı, sunta, kumaş, kağıt, karton, zırhla
kaplanmış metaller, carbon fiber, lexan, grafitli teflon, balata, magnezyum, takım çelikleri
vb.) kesilebilir.
SU JETİ KESME PRENSİBİ
Su jeti kesme sistemi, 3000-7000 bar basınçları arasında ki suyun 0.1 ile 1.0 mm çapları
arasında değişen bir lüleden geçirilmesiyle elde edilen yüksek hızlardaki su jeti hüzmesinin
veya aşındırıcı-su jeti karışımının, çarpma etkisiyle malzemeden parçacıklar aşındırması ve
bunun sonucu olarak parçanın işlenmesi esasına dayanır.Su jeti teknolojisi aşındırıcılı ve
aşındırıcısız sistemler olmak üzere ikiye ayrılırlar.Her iki teknoloji de yukarıda da bahsedildiği
üzere temel prensip olarak çok yüksek basınçlardaki suyun çok küçük çaplı bir delikten
47
geçirilmek suretiyle hızlarının arttırılması sonucu kazandıkları enerji ile kesme işlemini
gerçekleştirirler.
Sabit basınç altında ki suyun kazandığı hız V = (2P/d)1/2 Ve yüzeye etki eden kuvvet F = d*V2
*A olur.
Suyun erozyon ile kesme kapasitesi, sahip olduğu hızın yarattığı kinetik enerji (KE) ile
tanımlanır. Kinetik enerjisi ise;
KE=mV2 /2 (J) eşitliği ile hesaplanır.
Örneğin 4000 bar basınçla 0.4mm çaplı lüleden çıkan suyun vızı V = 894 m/s olur.(ses hızının
yaklaşık 2.5 katı).(KE) eşitliğinden kesim performansının, su debisi ile ve jet hızının karesi ile
orantılı olduğu görülmektedir.Malzemelerin SJ yada ASJ kesme yöntemiyle işlenebilmesi için,
jetin çarpmasıyla malzeme yüzeyinde oluşan gerilme değerinin, malzemelerin sahip olduğu
ortalama sıkıştırma dayanımı (compressive strength) değerinden yüksek olması gerekir
48
Su Jeti Parçaları
Bir su jeti, Pompa, Hortum ve borular, Tij, Meme (Nozzle), Kontrol ünitesi, Basınçlı
su, Su devirdaim ünitesi, Temizleme sistemi ve yardımcı ünitelerden meydana
gelmektedir.
49
SU JETİ NOZULU
Yumuşak malzemelerin kesilmesi , memeden fışkıran yalın suyun direk etkisiyle gerçekleşir.
Sert malzemelerde ise , hem malzemeye çarpan taneciklerin dinamik etkisini arttırmak hem
de keskin köşeli taneciklerin çarpmasıyla oluşan aşındırmayı arttırmak amacıyla fışkıran
suyun içerisine, hassas olarak dozajlanan abrasiv karışımı sağlanır. Suyun ilk memeden (su
memesi) çıkış aşamasında , çok yüksek hızlı suyun bir karışım odasından (venturi borusu)
geçerken oluşturduğu vakum etkisiyle içerisine çektiği abrasiv , su ile karışarak malzeme
üzerine fışkırtılır. eger tahta, plastik vb. gibi yumusak malzemeler kesilecekse, su-jet nozulu,
daha sert malzemelerde ise asındırıcı-su jet nozulu kullanılması uygun olur.
SU MEMESİ / ABRASİV BORUSU
İlk kademedeki su memesinin çapının yaklaşık 3 katı olan çaptaki ikinci kademe abrasiv
borusu olarak adlandırılır . Su ile abrasivin karışım halinde fışkırdığı bu borunun çapı ,
0,55mm , 0,76mm , 1,1 mm gibi üç ayrı alternatife sahiptir. Bu durumda , kesilen parçadaki
kesim izi kalınlığı ve girilebilen min.radüs çapı da bu ölçülerde olacaktır. Abrasiv borusu çapı
arttıkça , malzeme üzerine aktarılan enerji miktarı da artacağından , kesim hızına etkisi hızı
arttırma yönünde olacaktır.Kullanılabilecek abrasiv borusunun çap sınırı da kullanılan yüksek
basınç pompası debisiyle ilintilidir. Abrasivli kesimde kullanılabilecek Pompa / su memesi /
abrasiv memesi ilişkisi aşağıda verilmiştir
50
Pompa Gücü
Su Debisi lt/dak
1
2
1
3
2
4
1
2
15 HP
30 HP
30 HP
50 HP
50 HP
50 HP
100HP
100HP
Su Memesi /
Abrasif Borusu
mm
0,17/0,55
0,17/0,55
0,25/0,76
0,17/0,55
0,25/0,76
0,35/1,1
0,25/0,76
0,35/1,1
51
BASINÇ ARTTIRICILAR VE POMPALAR
Su jeti sistemleri temelde aynı işi yapmalarına karşın içerdikleri yüksek basınç elde etme
yöntemine göre farklılıklar içerirler. Bu farklılık, sistemin kesme kabiliyeti ile birlikte ilk
yatırım ve çalıştırma maliyetini de etkilemektedir. Bu nedenle yapılan işe en uygun seçimin
yapılabilmesi gerekir. Su jeti kesme sistemlerinde kullanılan basınç elde etme yöntemleri
önce pistonlu pompalar ve basınç arttırıcılar olmak üzere iki sınıfa ayrılabilirler.
PİSTONLU POMPALAR
Pistonlu pompalar küçük hacimli üç veya daha fazla silindirden oluşur ve aşınmayı minimize
edebilmek amacıyla yaklaşık 600 dev/dak çalıştırılırlar. Bunların çalışma prensibi pistonlu
motorlarda veya pistonlu hidrolik pompalarda olduğu gibidir fakat silindirler içine düşük
basınçlı su alınarak, bu su maksimum 3000 bar’a kadar çıkarılabilmektedir Bu tip pompalar
kullanarak 3000 bar’dan daha yüksek basınçlara çıkmak mümkün olmamakla birlikte bu
pompaların en önemli avantajları, basınç dalgalanmalarının kesme işlemlerini etkilemeyecek
derecede düşük olması ve düşük çalışma basınçları nedeniyle bakım gereksinmelerinin diğer
tipe oranla az olmasıdır.
52
BASINÇ ARTTIRICILAR
Basınç arttırıcılar da çalışma prensiplerine göre çift etkili ve fazlı-çift etkili tip olmak üzere iki
alt sınıfa ayrılırlar. Çift etkili basınç yükseltici hidrolik güç ile sürülen emme basma tulumba
esasına göre tasarlanmıştır Hangi tipin uygun olduğu genellikle işlenecek malzeme tipi ve
malzeme kalınlığına bağlıdır. Lastik ve kağıt gibi yumuşak malzemeler için en uygun seçim
pompalı su-jeti sistemidir. Çok kalın ve sert malzemeler çok kısa zamanda, iyi yüzey kesim
kalitesi ile işlenmek istenirse en çok güç veren pompanın seçilmesi uygun olmaktadır. Kesme
hızını artan basınç, aşındırıcı debisi, lüle çapı ve azalan karıştırma tüpü çapı arttırmaktadır. Bu
da 3000 bar’ın üzerine çıkılması gerektiğinde çift etkili basınç yükseltme tekniğini öne
çıkarmaktadır. Eğer kesilen malzemenin yüzey kalitesi ve kalitenin sürekliliği önemli ise bu
durumda fazlı-çift etkili basınç yükseltme tekniğini içeren sistemler tercih edilmelidir. Bunun
ana nedeni artan kesme basıncı ve basıncın sürekliğinin yüzey kalitesini arttırmasıdır.
SU JETİNİN DİĞER YÖNTEMLERLE KARŞILAŞTIRILMASI
Su jetinin laser ve tel erozyon gibi yöntemlerle parça maliyeti, hassasiyet, işe başlama
durumu, malzeme kısıtı, çarpılma ve kesme yüzeyi yönlerinden karşılaştırılması Çizelge 5’de
verilmektedir
53
SU JETİNİN AVANTAJLARI
- Kesme çapı oldukça küçüktür (0.01 - 0.25 mm arası).
- Oldukça detaylı geometrileri kesebilir.
- Kesme esnasında malzeme kayıpları çok azdır.
- Kesme esnasında ısınma olmaz.
- Çok ince ve kalın malzemeleri kesebilir.
- Kesme hızı oldukça hızlıdır.
- Yumuşak ve hafif malzemeleri kesebilir (Fiberglas izolasyon malzmelerini 600 mm' ye
kadar kesebilir).
- Kesme gücü oldukça düşüktür.
- 24 saat çalışma performansına sahiptir.
KUM TANELİ SU JETİ
Su jeti ile kesmede kesici malzeme olarak su ve aşındırıcı taneler olarak özel kum taneleri
kullanılır. Bu şekilde yapılan kesmeye zımpara taneli su jeti ile kesme (Abrasive
Waterjet)denir. Su jeti işleminde supersonic hızda püskürtülen suyun içindeki kum taneleri
malzeme üzerinde aşındırmalar yaparak kesme işlemini gerçekleştirir.
Zımpara partiküllü su jeti ile kesme, su ile kesmeye göre yüzlerce kat daha güçlü kesme
yeteneğine sahiptir. Ancak endüstriyel uygulamalarda her birinin de kullanım alanları
54
vardır. Su jeti ile kesme yumuşak malzemelerde, zımpara partiküllü su jeti ile kesme ise
metal, taş, seramik, kompozit malzemeler gibi sert malzemelerin kesilmesinde kullanılır.
KUM TANELİ SU JETİ İLE KESMENİN ÖZELLİKLERİ
- Oldukça geniş kullanım alanı vardır.
- Kesme bölgesinde (HAZ - Heat Affected Zone) oluşmaz.
- Mekanik gerilim söz konusu değildir.
- Programlanması kolaydır.
- Su püskürtme çapı oldukça küçüktür (0.2 - 1.25 mm arası).
- Oldukça detaylı geometrileri kesebilir. üKalın malzemeleri kesebilir (250 mm kadar).
- İstifli kesme yapabilir.
- Kesme esnasında malzeme kayıpları çok azdır.
- İş parçalarının bağlanması kolaydır.
55
SU JETİ TEKNOLOJİSİ İLE ÜSTÜN VERİMLİLİK
Su jeti tezgâhları, iş parçası yüksek basınçlı su kullanarak kesme işlemlerini gerçekleştiren
tezgâhlardır.
Günümüzde CNC kontrol üniteleri ile operatörlere büyük kolaylık sağlayan su jeti tezgahları,
kalınlıkları 0.1 mm' den 200 mm' ye kadar sert veya yumuşak ayrımı olmaksızın, 6000 bara
ulaşabilen yüksek bir basınçla malzeme üzerine su püskürtülmesi ile çalışmaktadır.
Suyun hızı ses hızının 3 katına kadar çıkabilmektedir.
Bu yöntemle malzemeyi ısıtmadan, aşındırarak keserek pürüzsüz kesim yüzeyi sağlanmakta
olup malzemenin metalürjik yapısı korunmaktadır.
Ø Denizaltı imalatında kesilen sacın manyetize olmaması gerektiğinden dolayı lazer veya
plazma kesim kullanılamamaktadır.
Ø 20 mm e kadar ağaçlar lazer ile kesilebilmekte, ancak kenarda yanık izi bırakmaktadır. Bu
nedenle lazer listede gösterilmemiştir.
Ø Taş yünü mekanik olarak kesilebilmekte ancak yoğun imalat gerektiren durumlarda su jeti
kullanılmalıdır. Taş yünü sadece su jeti ile delinebilmektedir.
Ø Lazer, plexiglassta şeffaf yüzeyli kesim yaparken su jeti kesim kenarı kumlu görünümde
olmaktadır.
56
Ø Düz kesim haricinde oyma, desen verme, yuvarlak kesim gibi her türlü hassas kesimler
sadece sujeti tezgâhı ile yapılabilmektedir.
Ø Tempered Cam kırılma riskinden dolayı sujeti dahil başka bir usül ile kesilemez, ancak
temper yapılmadan önce su jeti ile mükemmel kesilmektedir.
Ø Örneğin iki alüminyum arasında lastik türü pek çok farklı katmanı barındıran conta ve
benzeri malzemeler su jeti ile mükemmel kesilmektedir.
Ø Sayıca daha az ancak çok özel şekiller ve hassasiyet kesimi gerektiren durumlarda su jeti
tartışmasız liderdir. İşleme Merkezi (talaş kaldırma tekniği) çok pahalı bir teknik olduğundan
bu listede dikkate alınmamıştır.
SU JETİNİN DİĞER AVANTAJLARI
· Yukarıdaki liste seri üretim mantığı baz alınarak hazırlanmıştır. Daha az ve butik kesimlerde
veya malzeme ve kalınlıkların çok sık değiştirilmesi gereken durumlarda Su Jeti, ön hazırlık
safhasının çok basit olması sebebi ile öne çıkar
· Lazer kesiminde kesilen parçalar arasında bırakılması gereken Yanma Alanı (Burn Zone),
kesim firesini arttırmaktadır. Su Jetinde kesim araları birbirine olabildiğince yakın
bırakıldığından fire düşüktür.(+- 0,1 mm)
· Su jeti tezgâhları kimyasal atık oluşturmadığından arıtma, filtrasyon gibi ek yatırımlara gerek
duyulmamaktadır.
· Su jeti tezgâhları çok dar ve keskin köşeleri, değişik açılarda kolaylıkla kesebilmektedir.
· Kesim bölgesindeki diklik (gönyeden kaçıklık) mükemmeldir.
· Lazer ile yanma, erime riski oluşturan aşırı ince malzemelerde Su Jeti gereklidir.
· Su jeti ile kesilme yüzeyinin alt veya üst tarafında çapak oluşmamakta, böylelikle ek bir
taş]ama, düzeltme işlemi gerekmemektedir.
· 200 mm e kadar kesim yapabildiğinden belirli uygulamalarda bir dik işleme merkezinin
yerini almaktadır.
· Üç boyutlu kesimlerde mesafe kontrol tolerans farklılıklarından doğabilecek hatalar
olmamaktadır.
· TCI Su jeti Tezgâhları başında bir personelin bekleme ihtiyacı olmayacak şekilde ve 24 saat
kesintisiz çalışma yapmak üzere dizayn edilmişlerdir.
· Lazer ve Plazma ile kesimlerde oluşan ısı nedeni ile kesilen yüzeyin özelliğinin/renginin
bozulmasının önem kazandığı durumlarda Su Jeti gereklidir.
· Delinecek delik çapının malzeme kalınlığından fazla olduğu durumlarda Su Jeti gereklidir.
57
· Parlama veya yangın çıkarma riski olan durumlarda su jeti kaçınılmazdır.
SONUÇ
Bir mamülün üretimi gerçekleştirilirken istenmeyen bir çok olumsuz etki, işleme esnasında
karşımıza çıkmakta, malzemeyi olumsuz yönde etkilemekte ve üretimi zorlaştırmaktad ır. Su
jeti kesme sistemleri; sağladıkları avantajlardan dolayı malzeme işleme çalışmalarında sıklıkla
kullanılmaya başlanmıştır. Lazerle kesme sistemlerinden sonra geliştirilen sistem, malzeme
üzerinde hiçbir kalıcı deformasyona, aşınmaya, bozulmaya ve yanmaya neden olmadığı için
gelecekte en çok tercih edilen teknoloji olacaktır.
AŞINDIRICI AKIŞKANLA YÜZEY İŞLEME
İleri düzeyde bir yüzey işleme metodu olan “Aşındırıcı akışkanla yüzey işleme” (Abrasive Flow
Machining – AFM), karmaşık parçaların içerisindeki köşelerde ve dip kenarlarda yuvarlatma,
çapak alma, parlatma ve ulaşılması zor yüzeylerde kalıcı basma gerilmeleri oluşturmakta
kullanılıyor.
Takım ve iş malzemesi arasındaki bağlantılı hareket, düzlemsel/doğrusal ya da daireseldir, bu
durumda elde edilen iş malzemesi yüzeyleri de düzlem ya da silindirik olur. Böylece
geleneksel yöntemler kullanılarak elde edilebilecek iş parçası şekilleri sınırlı kalır. Shell maça
kalıp yöntemiyle dökümü yapılan valf gövdelerinin yağ kanalları döküm sonrası işlenemez,
sadece yağ giriş çıkış delikleri ve sürgü kısmı yatay işleme tezgâhlarında işlenebilir. Sürgünün
takıldığı delik, freze ve honlama tezgâhında işlenerek gövde ile sürgü arasındaki (s) çalışma
boşluğu oluşturur. Bu işlem sonunda dökümde boş kalan odacıkların sürgü ile birleşim
yerlerinde keskin köşeler meydana gelir. Ulaşılması çok zor olan bu köşe kısımlar ve döküm
boşluğu ile oluşturulan yağ kanalları alışılmış imalat yöntemleriyle işlenemez.
58
Yukarıda belirtilen sınırlamalar ve gelişen teknolojik ihtiyaçlar sonucu, imalat
mühendislerinin yeni ve daha üstün nitelikli imalat yöntemleri aramaya başlamasıyla özellikle
2. Dünya Savaşı’nı izleyen yıllarda bu konuda yoğun çaba harcandı ve ilk alışılmamış imalat
yöntemleri 1950-1970 yılları arasında doğdu. Alışılmamış imalat yöntemlerinden biri olan
AFM, 1960’lı yıllarda keşfedildi ve 1966 yılında patent altına alındı. Özellikle elektronik ve
bilgisayar teknolojisindeki gelişmeler, havacılık ve uzay endüstrisinin talepleri sonucunda da
bugünkü konuma ulaşıldı.
Günümüzde yüzey işlem kalitesindeki beklentiler giderek artıyor, üretimde talepler
yükseliyor, doğru ve hassas bir çalışma isteniyor. Toleransların daha düşük, parçaların ise
uzun ömürlü ve kaliteli olması gerekiyor. AFM tüm bu taleplere karşılık verebiliyor. Özellikle
de yüzeye şekil veren takımlar gibi ekipmanlar üzerinde yüksek yüzey kalite beklentisi önem
kazanıyor.
Klasik yüzey işlemleri (lebleme, honlama, vb.) genellikle düz ve silindirik gibi basit
geometriler ile sınırlı olup, özellikle ekstrüzyon ve enjeksiyon kalıpları gibi karmaşık şekillerin
işlenmesinde büyük problemler doğurur. Karmaşık şekilli yüzeylerin elle işlenmesinden
dolayı, yüzey pürüzlülüğü ve doğrusallığı, köşe ve yuvarlatmalar istenilen hassasiyette ve
homojen olarak elde edilemiyor. Elle işleme, yetenekli ve tecrübeli elemanların yanı sıra uzun
bir süre gerektiriyor. Aşındırıcı akışkanla yüzey işleme metodu, bütün bu problemlere çözüm
arayışının bir sonucu olarak ortaya çıktı.
AFM yönteminde akışkanlığı düşük, içinde aşındırıcı partiküller içeren yarı akışkan bir macun
kullanılır. Macun, işlem yapılacak malzemenin içinden basınçlı bir şekilde geçirilerek
malzeme yüzeyinden talaş kaldırılır. İş parçasının üzerinden talaş macunun parça üzerinde
akış yönünde kaldırılmasıyla çektirme işlemiyle ilgili parametrelerin en uygun şekilde
ayarlanması mümkün olur. Akışkan ekstrüzyon yoluyla kalıp, yüzeyinin şeklini aldığından
bütün yüzeylere eşit bir aşındırma uygular. Uygulama yöntemi tek ve iki yönlü olarak
kullanılır.
Yönlü AFM
İki yönlü AFM, karşılıklı duran iki silindir arasında medyanın basıncının ayarlanmasıyla
kalıptan geçmesi şeklinde sağlanır. Aşındırma medyanın girdiği bütün yüzeylerde oluşur ve
en dar bölgelere ulaşılabilir. Ekstrüzyon basıncı 7-200 bar ve bir proses kontrol sistemi
sayesinde makine otomatik olarak debi, basınç, hız, parlatma gibi diğer parametreleri
düzenler. Mükemmel proses kontrolü, Radius oluşturmada iyi kontrol, tam otomatik sistem
yetenekleri, hızlı kurulum ve çabuk takım değiştirilebilirliği, medyanın çabuk temizlenmesi bu
sistemin avantajları arasında sayılabilir.
Kullanım Alanları
Kalıp işleme alanında özellikle alüminyum çektirme kalıplarının yüzey işlemlerinin
yapılmasında kullanılır. Bu işlem ile örneğin tel erezyon gibi yöntemler sırasında ısı ile
oluşmuş katmanlar temizlenir, yüzey pürüzlülük değerleri en aza indirilebilir ve geometrik
şekil veren yüzeyler birkaç dakika içinde “ayna parlaklığı” seviyesine getirilebilir. Aynı
zamanda dar bir tolerans aralığında standart bir çıktı kalitesi sağlanır. AFM sadece kalıp
endüstrisindeki kullanılmaz. Kullanım alanları aşağıdaki gibidir:

Otomotiv ve inşaat araçları

Havacılık ve uzay sanayileri
59

Medikal endüstrilerinde

Hidrolik pnömatik parçalar

Akışkan teknolojilerinin kullanıldığı alanlarda

Eczacılık ve kimya sanayileri

Tekstil makinaları

Dizel enjektörleri

Mekatronik ve optik
AFM AVANTAJLARI
Yüzey temizleme ve parlatma işlemleri, imalat işlemleri içerisinde en pahalı ve zaman alıcı
aşamalardan birisidir. Özellikle hassas ve karmaşık parçaların yüzeylerinin işlenmesi toplam
imalat maliyetinin %15’ine kadar yükselir. AFM işlemi ile zamandan, manuel parlatma
işlemlerine göre %75 ‘e kadar tasarruf sağlanabilir ve mükemmel yüzey sonuçlarına
ulaşılabilir. Yapılan yatırım kısa sürede kendini amorti eder.
AFM yeni kalıp ve takımların yanı sıra bunların tamir edilmesinde de kullanılır. Aşınma veya
hasar sonucu gerekli kalite standartlarını sağlayamayan fonksiyonel yüzeyler hızlı bir şekilde
yeniden parlatılarak kullanım ömürleri önemli derecede arttırılır.
60
Basınç altında aşındırıcı macun ile yüzey işlemi özellikle dar ve ulaşması zor kanallara sahip
kalıp vb. aparatlarda en uygun çözümü sağlar. Ayrıca Ra 0,1 μm’ye kadar talep edilen yüzey
pürüzlülük değerlerine AFM ile ulaşılabilir. Tekrar edilebilir kalite sağlayan metodun kullanımı
kolay ve takım değiştirmesi pratiktir.
Hidrolik Kontrol Sistemi
Özellikle aluminyum extrüzyon imalatçılarında kalıp parlatmada kullanılacak olan bu
makinenin seri imalatı yapılmaz, özel bir uygulama olduğu için müşteri talebine göre üretimi
yapılır. Özellikle yurtdışında üretilen bu makineyle uygulanan AFM yöntemi alışılmış bir
imalat yöntemi değildir. Ancak kalıpçıların kalıp parlatmasında işlerini kolaylaştıracak bir
yöntem olduğu için kalıpçılar için vazgeçilmez bir cihazdır.
Bu makinada basınç ve hız kontrolü oransal valfler ile yapılır. P&Q kontrol olarak bilinen
uygulamada, daha kompakt ve ekonomik bir sistem ortaya çıkar. Kompakt oransal valfler ve
oransal hız kontrol valfleri kullanılarak daha ekonomik ve işlevsel bir devre oluşturulur. Pilot
uyarılı basınç kontrol valfi olan DB20K katriç valfinin pilot basıncı KBPS.9 oransal basınç valfi
ile debi ayarı; KKDSR katriç oransal valfi ile kontrol edilerek PLC den istenilen basınç ve hız
değerleri girilerek kontrol sağlanır. Dişli pompanın kullanıldığı sistemde unloading devre
sayesinde değişken debilerde ısınma problemi en aza indirilir. Ulaşılması dar düzeylerde,
köşe kısımlarda çapakların alınması ve yüzey parlatma elde edilir.
ISIL DESTEKLİ İŞLEME
Isıl destekli talaşlı imalatta, işlemesi zor (sert) malzemeler dışarıdan bir ısı kaynağı
kullanılarak, talaş derinliği kadar mesafede istenilen sıcaklığa kadar ısıtılarak işlenir. Bu
yöntem, malzemenin bağ enerjisi ve akma mukavemetinin azalmasıyla sertliğin bir miktar
düşmesini sağlar. Sert malzemelerin talaşlı imalatında, ön ısıtmalı işleme geleneksel işlemeye
alternatif olarak geliştirilmiş ve metaller, seramik alaşımları, plastikler ve kompozitler dâhil
çeşitli malzemelerin işlenmesinde kullanılabilmektedir. Ön ısıtmalı işleme geleneksel işleme
yöntemlerine göre; takım aşınması, takım kırılması, tırlama, işleme sapmaları ve mekanik
malzeme hasarları gibi kritik konularda, önemli avantaj kazandırmaktadır.
İş parçasından malzeme kaldırmak (işleme) için yoğunlaştırılmış ısıl enerji kullanan
yöntemlerdir. Isıl enerji kaynağı olarak elektrik boşalımı, elektron ışını (hüzmesi) ve lazer ışını
gibi çeşitli yöntemler kullanılır. Bütün yöntemlerde malzeme yüzeyinde oluşan odak
noktasında ulaşılan sıcaklıklar, bilinen bütün malzemelerin erime ve buharlaşma
sıcaklıklarının çok üzerindedir. Bu nedenle ısıl enerji kullanan yöntemlerle bilinen bütün
malzemeleri işlemek mümkündür. Bu gruba giren yöntemler, işleme mekanizması
bakımından diğer gruplara göre daha fazla çeşitlilik gösterirler. Grup içinde özellikle ElektroErozyon (EDM) ve Lazer ile işleme (LBM) çağdaş teknolojide çok yoğun biçimde
kullanılmaktadır.
61
ELEKTRO EROZYON TEKNOLOJİSİ
Elektro erozyon tezgahı ülkemiz için yeni sayılan bir tezgah olmakla beraber dünyada klasik
takım tezgahları arasında yer almaktadır. Özellikle kalıp imalatçılarının vazgeçilmez bir
tezgahı durumundadır. Elektrik ileten her malzeme elektro erozyon tezgahı ile
işlenebilir. İşleme için bir şablona ihtiyaç vardır. Tezgah bu şablonun negatifini iş parçasına
işler. Elektroerozyon tezgahında, kontrollü elektrik arklarıyla talaş kaldırılır. Her bir ark iş
parçası üzerinde küçük bir krater meydana getirir. Arkın sürekli dolaşmasıyla şablonun şekli
karşı tarafa geçirilir. Klasik tezgahların aksine bu teknikle sertleştirilmiş parçalar ve sert
maden uçlar kolaylıkla işlenebilir.
Bu özellik, tezgaha çok önemli bir uygulama sahası açmaktadır. Elektro erozyon tezgahının
önemli bir avantajı da kesme kuvvetinin olmamasıdır. Elektro erozyon tezgahının en önemli
dezavantajı, diğer tezgahlara göre çok yavaş talaş kaldırmasıdır.Bu dezavantaj tezgah
otomatik çalışılabilir hale getirilerek (bu sayede operatörün başında beklemesi gerekmez)
giderilmeye çalışılmıştır.
İlk ayarlama yapıldıktan sonra operatör başka tezgahlarla çalışabilir. İş bittiğinde veya
anormal bir durum olduğunda, tezgah operatöre ikaz vererek kendini kapatır. Tezgahın ikinci
bir sınırlaması da elektrot (şablon) hazırlaması ve tüketimidir. Elektro erozyon tezgahı
elektrot hazırlanması için diğer tezgahlara muhtaçtır. Fakat onların yardımıyla onların çok zor
yapabildiği veya yapamadığı bir çok işi kolaylıkla yapabilir.
Bir örnek olarak, keskin köşeli bir dörtgen çukuru freze ile yekpare işlemek mümkün
değildir. Erkek bir dörtgen ise kolaydır. İşlenen bu erkek dörtgen elektrod kullanılarak elektro
erozyon tezgahında keskin köşeli bir dörtgen çukur kolaylıkla işlenir.Dolayısıyla elektro
erozyon tezgahları, diğer tezgahlarla birbirlerini tamamlayarak kompleks formları işlemede
ve maliyeti düşürmede yarar sağlar.
ELEKTRO EROZYON İŞLEMİ
Elektro erozyon işlemine en basit örnek, her zaman herkesin karşılaşabileceği Yıldırım
olayıdır. Yıldırım oluşumunda enerji, bulutlardan (elektrot) havada (dielektrik ortamda)
oluşan bir yol ile yeryüzüne (iş parçasına) boşalır (şekil-1.1). Yıldırımın şiddetine bağlı olarak
yeryüzünde, tahribat (aşınma) meydana gelir. Elektro erozyon tezgahlarında ise enerji
boşalması, elektronik kontrollü arklarla sağlanır ve mikrosaniyeler düzeyinde gerçekleşir.
Ayrıca ark sonucu oluşan tahribat kontrol edilebilir.
62
Elektrik ileten metallere gerilim uygulandığında elektrod ismini alırlar. Elektroerozyon
işleminde iki elektrot kullanılır. Biri alet (Tool), diğeri iş parçasıdır. Bu iki elektrot arası
dielektrik sıvısı ile doludur. Dielektrik sıvısı elektrik iletmeyen bir sıvıdır.
Elektro erozyon tezgahında elektrot ile iş parçası arasına bir voltaj (Gap voltajı) tatbik edilir
ve elektrod, iş parçasına özel bir servo mekanizma tarafından yaklaştırılır. Elektrot ile iş
parçası arasında en yakın olan noktada dielektrik kırılır ve iyonlaşır. Buradan akım geçişi (arkenerji boşalması) başlar.Dielektrik basıncı arkı dar bir alana hapseder. Noktasal olarak yüksek
bir akım geçişi (1-5 milyon Amper/cm²) ve iyon bombardımanı ile iş parçası ve elektrod
üzerinde yüksek miktarda sıcaklık oluşur. Bu sıcaklık bir kısım metalin buharlaşmasına, bir
kısmının erimesine sebep olur.Elektronik anahtarlama ile akım kesilerek ark söndürülür.
İyonlaşmış bölgeye hücum eden dielektrik sıvının, erimiş metale temasıyla metalin bir kısmı
tanecikler halinde koparak dielektrik sıvının içinde yüzmeye başlar. Böylece bir miktar talaş
kaldırılmış ve en yakın iki nokta uzaklaşmış olur.Akımın verilip kesilmesiyle sürekli bir ark
dizisi oluşturularak her defasında farklı bir nokta kopartılır ve şablonun şekli karşıya geçirilir.
Bir süre sonra, mesafenin uzaklaşması yüzünden ark atlayamaz olur. Bu durumda özel servo
mekanizması elektrodu iş parçasına yaklaştırır, istenen derinliğe kadar daldırır istenirse geri
çeker.Dielektrik sıvı arkın oluşması ve dar alana hapsedilmesi için gerekli ortamı oluşturduğu
gibi, koparılan taneciklerin ortamdan uzaklaştırılması ve açığa çıkan yüksek ısının
azaltılmasını sağlar.Elektrotlara gerilim uygulandığı ve birbirlerine yaklaştırıldığında belirli bir
63
mesafede kıvılcım atlaması olur. Eğer elektrotlar birbirlerine değerse kısa devre olur ve
erozyon işlemi gerçekleşmez.Bir erozyon işlemi, aşağıdaki 9 aşamada adım adım
gösterilebilir. Ayrıca Şekil - 6' da voltaj ve akım değerleri de şekillerde grafik olarak
görülebilir.
- Elektrot iş parçasına yaklaştırılır.
- Elektrot ile iş parçası arası dielektrik sıvı ile doludur. Dielektrik sıvı iyi bir yalıtkan olmalıdır ki
yeterli elektriksel potansiyel oluşmadan elektrot ile iş parçası arasında elektriksel akım
akmasın.
- Sıvının elektriksel boşalmaya yardımı iki yolla olur; grafit ve metalik parçalar (elektriksel
iletkenler) dielektrik sıvının iyonizasyonuna yardımcı olurlar ve şarj direkt gerçekleşir;
elektriksel iletkenler sıvı da elektriksel kırılmayı sağlarlar.
- Elektriksel alan elektrot ile iş parçası arasındaki en yakın mesafede güçlenir, Şekil - 6' daki
en yüksek nokta gibi. Şekil -6' daki grafikte görüldüğü gibi bu durumda voltaj artar fakat akım
0 (sıfır) değerindedir.
Şekil - 7' de görüldüğü gibi iyonik parçaların sayısı artar, dielektrik sıvının yalıtkan özelliği
kuvvetli elektriksel alanın orta kısmındaki dar bir kanala doğru azalmaya başlar. Voltaj tepe
değerine varmıştır, fakat akım hala sıfır değerindedir.
64
Şekil - 8' de gibi akım, sıvının yalıtımı en aza indiğinde akmaya başlar. Voltaj düşmeye başlar.
Şekil - 9' da görüldüğü gibi akım arttığı gibi bu bölgedeki ısı da süratle artar. Voltaj düşmeye
devam eder. Yüksek ısı; sıvının, iş parçasının ve elektrodun bir kısmını buharlaştırır. Elektrot
ile iş parçası arasında bir boşalma kanalı oluşturur.
Şekil - 10' da görüldüğü gibi buhar kabarcıkları dışarıya doğru genişler fakat bu genişleme
boşalma kanalındaki iyonların yoğunluğu ile sınırlıdır. Bu iyonlar yapıdaki çok güçlü
elektromanyetik alan tarafından çekilirler. Akım yükselmeye, voltaj düşmeye devam eder.
Şekil - 11' de On time zamanının sonuna doğru, akım ve voltaj sabitlenir. Yüksek ısı ve basınç
içindeki buhar kabarcıkları, maksimuma doğru ulaşır ve bazı metaller uzaklaştırılmaya
başlanır.Metal tabakanın altındaki boşalma kolonu, erimiş bölgenin içindedir ve buhar
kabarcıklarının basınç alanı içinde tutulur. Boşalma kanalı; buharlaşmış metal, dielektrik sıvı
ve karbondan oluşmuş çok sıcak bir plazma ile buradan geçen güçlü bir akımdan oluşur.
65
Şekil - 12' de Off time zamanı başlar. Akım ve voltaj sıfıra düşer. Isı hızla azalır. İş parçasından
kopartılan erimiş metal parçacıkları (talaşlar) ve buhar kabarcıkları çöker.
Şekil - 13 de temiz dielektrik sıvının yoğunluğu artar. İş parçasının yüzeyindeki talaşlar
yıkanarak buradan uzaklaştırılır.
Elektrottan koparılan parçacıklar ile metal yüzeyden uzaklaştırılan küçücük parçacıklar,
dielektrik sıvının içerisine dağılırlar. Kalan buharlar yüzeyden yükselir. Off time süresi yetersiz
olursa, talaşlar toplanarak dengesiz kıvılcım oluştururlar. Bu durum bir DC ark oluşturabilir ki,
elektrot ve iş parçasına zarar verebilir. Artık birbirlerine en yakın olan iki nokta aşınmıştır.
Elektrottaki aşınma, iş parçasındaki aşınmaya oranla daha azdır. Elektrottaki aşınma miktarı
erozyon parametreleri ile değiştirilebilir. Şimdi aynı işlem yeni en yakın iki nokta arasında
66
tekrarlanacaktır. Bu durum saniyede 250 kere tekrarlanarak metaller birbirlerini
aşındıracaklardır.
67
TEL EROZYON
Tel eroyon, üzerinde yüksek yoğunlukta akım geçirilen bir tel yardımıyla kesme yöntemidir.
Klasik olmayan imal usulleri (None Traditional Manufacturing) arasında yer alan bu
yöntemle, sert ve karmaşık profilli iletken parçaların mikron hassasiyetinde işlenebilmesi
mümkündür. Bu tezgâhlarda, farklı elektriksel kutuplara bağlanan tel elektrot, iş parçasına
yaklaştırıldığında elektriksel boşalımlarla yüksek bir sıcaklık meydana gelmekte ve yerel
metal ergime yolu ile talaş kaldırılmaktadır. Talaş kaldırma hızı, her bir kıvılcımdaki enerji
miktarı ve her kıvılcımın zaman aralığına göre değişmektedir.
Tel Erozyon Tezgâhlarında program iki aşamadan meydana gelmektedir:
Programın 1. aşamasında, iş parçasının şekli bir koordinat düzlemi içerisinde, şekildeki her bir
elemana nokta, daire ve çizgi numaraları verilerek çizilmekte,
Programın 2. aşamada ise kesme yolu yardımıyla esas şekil belirlenmektedir. Kesme işlemi
başlatıldığında tel kesme yolunu izleyerek kesme işlemi tamamlanmaktadır.Bu tezgahlarda
genellikle tel çapları 0,05~0,4 mm arasında değişen pirinç, molibden ve tungsten tel
elektrotlar kullanılmaktadır. Bu sayede parça yüzeyinde oluşabilecek maksimum radyus
miktarı 0,4 mm yi geçmez. Tel erozyon tezgâhında bakır tel (+) , tabla ise (-) yüklüdür. Kesim;
telin parçaya değmesi ile meydana gelen ark ile oluşur. Ark anında 8000~12000 °C ısı oluşur.
Tel erozyon tezgâhı sanayide yapımı çok zor olan birçok iş parçasının imalatında kullanılır
özellikle kalıp yapımında yaygın bir şekilde kullanılmakla beraber dişli çarkların imalatında da
kullanılmaktadır. Çünkü tel erozyon tezgâhından çıkan bir imalatın taşlanması gerekmez.
68
Herhangi bir imalatın diğer tezgâhlarda işlenmesi mümkün olmayan kısımlarının sadece telin
yarıçapı kadar bir tolerans bırakılarak parçanın işlenmesi mümkündür. Ayrıca çok sert olan
metaller elektrik iletebilmek koşuluyla işlenebilir.
Çapaksız parça işlenebilmesi ve yüzey pürüzlülüğünün diğer imalat yöntemlerine göre az
olması belli başlı avantajlarıdır. Dezavantajları ise telin düşük talaş kaldırma hızına sahip
olması ve kesici boyutunun sınırlı olmasıdır.
Sanayide çeşitli türlerdeki kalıp elemanlarının ve dişli çarklarının yapımında, sert metal
takımlarının işlenmesinde, elektro erozyon tezgâhlarında kullanılan karmaşık şekilli ve hassas
elektrotların işlenmesinde, yüksek hızlarda çalışan kamların imalatında kullanılmaktadır.
69
70
ELEKTRO EREZYON TEZGAH SEÇİMİNDE DİKKATE ALINACAK HUSUSLAR
1-İşlenecek (Kesilecek) malzemenin cinsi,
2- İş parçasının boyutları (Tezgah kapasitesinin belirlenmesi için),
3- Kesilecek işin hassasiyeti (Buna göre jeneratör seçimi yapılır),
4- Tezgah kontrol ünitesi (MCU-Machine Control Unit). genelde her firmanın kendine özg
kontrol ünitesi vardır.
5- açılı kesimler yapılacaksa tezgahın başlığının açılı kesme özelliği dikkate alınmalıdır.
(Örneğin 100 mm de 13 derece ya da 100 mm de 26 derece),
6- Gerekiyorsa 6. eksen (Divizör lü kesme),
7- İş parçası bağlama ekipmanları, veller vs.
8- Hassas iş yapılacaksa 0.1-0.3 mm otomatik tel kullanılabilen tezgahlar seçilmeli (Normali
0.25),
9- Servis hizmetleri ve teknik destek,
10- Eğitim hiztleri ve dökuman desteği,
11- Kullanım amacına göre havuzlu ya da püskürtmeli tip tezgah seçilmeli (Havuzlu tip
tezgahlar kalıp kesiminde, yedek parça kesiminde ise püskürtmeli tür tercih edilir.).
71
Elektron ışını ile şekil verme
Fiziksel Temeli;
Elektronlar yüksek sıcaklığa ısıtılmış bir flamandan yayılırlar.
Elektronlar daha sonra bir elektrik alan içinde ışık hızının yarısına kadar ivmelendirilirler.
Elektron ışını iki manyetik alan tarafından kontrol edilir.
İlk olarak ışının istenilen çapa odaklanması için sorumlu bir manyetik lens gibi davranırlar.
Daha sonra manyetik alan odaklanan elektron ışını imalat tablasındaki istenen işlem görecek
materyal üzerine odaklanır.Ortaya çıkan ısı ile, materyal eritilir ve buharlaşır.
72
Electron ışını ile delme metallerde 0,002-0,060 inch çapında ve diğer iletken metallerde
0,010-0,250 inch inceliğinde delikler açan bir prosestir. Lazer ile delme e benzeyen EB
delmede, belirli bir bölgede erimenin olmasını sağlamak için enerji çalışma parçasının üzerine
odaklanır ve delikler açılır.
Bu fiziksel etki nedeniyle, “elektron ışınıyla işleme” yöntemi, termal enerji prosesleri altında
adlandırılır.1947 yılında ilk prototipi yapılmıştır.
73
Elektron ışını ile delme
Delik açmanın nasıl çalıştığını bir metal levhanın yüzeyine doğrultulmuş bir ışını göz önüne
alarak aşağıdaki şekilde görebiliriz. Işın çok küçük bir çapa sahiptir; bu sayede levha
yüzeyinde çok küçük çaplardaki bir nokta üzerine odaklanabilir. Işın aynı zamanda çok yüksek
bir kinetik enerjiye sahiptir ve bir katı cisme çarptığında bu enerjiyi serbest bırakır. Başarılı bir
kaynağın gerçekleştirilebilmesi için serbest bırakılması gereken enerji miktarı l0 kW/mm2 '
ün üzerinde olmalıdır.Işının çarpma noktasında metalin sıcaklığı küçük bir alanda hızla
yükselir. Metal erir ve bir kısmı da buharlaşır. Erimiş metal kenarlara doğru itilir ve bir krater
oluşarak daha önce meydana gelmiş olan küçük banyonun dibindeki kati metal ortaya çıkar.
Işın bundan sonra kah haldeki metale çarpar ve böylece biraz daha enerji serbest kalır.
Ortaya çıkan yeni metalde de erime oluşturur; yeni bir krater meydana gelir ve bu çevrim,
ışın tüm levha kalınlığı boyunca nüfuz edinceye kadar devam eder. Bu aşamada levha kalınlığı
boyunca devam eden bir silindirik boşluk veya bir delik oluşur. Bu deliğin cidarı, ışın
ekseninden dışarıya doğru zorlanarak atılmış, erimiş metalle kaplıdır. Bu metal, yüzey gerilimi
ve delikte mevcut metal buharının basıncı sayesinde yerinde kalır.Böylece ışın, çok az bir
enerji kaybıyla, delik boyunca ilerleyerek levhanın diğer tarafına ulaşır. Bununla beraber, ışını
bir tarafa doğru hareket ettirecek olursak, deliğin cidarına temas eder ve enerjisini salar.
Delik geçici olarak uzamış hale gelir. Işının terk ettiği alandan ısı kaybı olur ve deliğin arka
cidarındaki metalin bir kısmı katılaşır. Ön taraftan eriyen metal, yüzey geriliminin etkisiyle,
dairesel kesiti yeniden oluşturmak üzere deliğin çevresine doğru akar. Işın levha boyunca
hareket ederken, bu sıvılaşma ve katılaşma olayları deliğin şeklini üniform halde tutacak
tarzda düzenli olarak ilerler. Hareketin tamamlanmasından sonra, ışının hareket doğrultusu
ve levha kalınlığı boyunca ince bir döküm metal bandı oluşur. Tanımlanan bu işlemler dizisine
"delik açma" adı verilir. Karşılıklı yüzeyleri arasında küçük bir aralıktan başka bir şeyi olmayan
bir küt alın bağlantısında, bağlantı çizgisi boyunca ışını hareket ettirerek, delik cidarlarını
kaplayan erimiş metal yardımıyla ara yüzeyde bk köprü oluşturduğundan, “delik açma”
kaynağa uygun bk tekniktir. Diğer eritme kaynağı sistemlerinde olduğu gibi, arka cidardaki
erimiş metalin sürekli katılaşması bağlantının iki elemanını birbirine birleştirir.
74
Elektron ışını ile kaynak
Kaynak için gerekli ısının, parça yüzeyine yüksek hassasiyette odaklanmış ve yönlenmiş
yüksek yoğunlukta elektron demeti ile sağlandığı eritme kaynak yöntemidir. • Elektron ışın
kaynağında güç değil güç yoğunluğu önemlidir
• Üstünlükleri:
– Yüksek kalitede dikişler, derin ve/veya dar profiller
– Sınırlı ITAB, düşük ısıl distorsiyon
– Yüksek kaynak hızları
– Dekapan veya koruyucu gaz gerekmez
• Eksiklikleri:
– Yüksek ekipman maliyeti
– Hassas ağız hazırlığı ve hizalama gerekir
– Vakum kamarası gerekir
– Güvenlik konusu: EBW x-ışınları üretir
Başlıca Uygulama Alanları
Küçük delikleri delmekte

Elektron ışını bir malzemeden parça buharlaştırmakta kullanılır.Birkaç nanometre
boyutundaki delik delinebilir. Daha başka elektron ışını ile delme istenen delik
inceliğini işleyebilir.
Kesme

Elektron ışını temel olarak kesintisiz delik serisini deler. Elektron ışını çok kıvrık ve
doğu kesikler meydana getirebilir. Ek olarak elektron ışını küçük yarıklar oluşturmak
içinde kullanılabilir.
Kaynak

Elektron ışını iki parçayı erime sıcaklığına ısıtaraktan metal parçaların birleşmesi için
kullanılabilir.
Tavlama

Elektron ışını artan stresleri azaltmada ve malzemelerin ısısını artırmada kullanılır.Bu
çoğu zaman bir parçanın tamamlanması için istenen adımların sayısını azaltmak için
diğer işlemlerin biriyle birleşimi sonucu yapılır.
75

Şekil ve boyut itibariyle hassasiyet, verim ve hız gerektiren sanayi uygulamalarında
kullanılır.

Uzay araçları, elektronik endüstrisi, tıbbi cihazlar...
Avantajlar&Dezavantajlar

EBM metodu, küçük delikler ve dar kanallar için çok uygundur.

0.05mm den küçük çapta delikleri delebilir...

delik derinliği ile çapı arasındaki oran yüksektir...(~200)

Isının yüzeyle teması esnasında tehlikeli X ışınları oluşur.



Bu nedenle, işleme esnasında muhafaza ve iyi eğitilmiş personel kullanılmalı...
Çok yüksek hızlarda işlem yapılabilir...
Örneğin, 0.3 mm kalınlığındaki bir tabaka üzerine, saniyede 1500~2000 adet, 100
mikrometre çapındaki delikler delinebilir...
Tezgah hiçbir atık madde üretmez...
Çevre dostudur...


PLAZMA KESME NEDİR?
Doğru akım güç kaynağının basınçlı havayı iyonize ederek plazma haline getirmesi sayesinde
iletken malzemelerde kesme işleminin gerçekleştirilmesidir. Kesme işleminin gerçekleşmesi
için, güç kaynağı, sürekli sabit basınçlı hava, uygun tipte torç gereklidir. Plazma kesme işlemi
tüm iletken metallere uygulanabilmektedir. Plazma kesme teknolojisi sayesinde kesme
işlemine ilave olarak oluk açma işlemini de gerçekleştirebilirsiniz.
NEDEN PLAZMA KESME?
Günümüzün rekabetçi koşulları üreticileri imalat maliyetlerini en aza indirmeleri yönünde
zorlamaktadır. Maliyetleri en çok etkileyen unsurlar, üretim hızı, üretim kalitesi, işçilik
giderleri, fire maliyetleri, yeniden işleme maliyetleri, sürekli ihtiyaç duyulan kesme memeleri
ve kesme gazlarının bedelleri olarak sıralanabilir.
76
Hypertherm Plazma Kesme Sistemleri
1. Üretkenlik
2. İşletme Maliyetleri
3. Kullanım Kolaylığı
4. Kullanım Esnekliği
gibi ana başlıklarda aşağıdaki avantajları sunmaktadır.
Yüksek kesim hızları sayesinde daha az zamanda daha çok üretim.
Kullanılan geleneksel yöntemlere oranla daha yüksek hızda kesim yapabilirsiniz. Bu sayede
daha az işçilik maliyetleriyle daha fazla üretim yapabileceksiniz.
Ön tav yapmaya gerek yok .Kesme işleminden önce kesilecek malzemeyi belli bir sıcaklığa
kadar ısıtmanıza gerek yok. Sadece tetiğe basarak kesime başlayabilirsiniz. Bu sayede hem
gaz sarfiyatından hem de ön tav süresindeki işçilik kayıplarından tasarruf edebilirsiniz.
Yeniden işlem yapmaya gerek yok . Üstün teknolojili kesme torçları sayesinde mükemmel
kesim kalitesi elde edersiniz. Bu sayede cüruf temizlemek veya yüzey düzeltmek için zaman
kaybetmezsiniz.
77
KULLANIM KOLAYLIĞI
Kolay Taşınabilir
Tamamen portatif olan güç kaynakları sayesinde basınçlı hava olan heryerde kesim
yapabilirsiniz. Çatı imalatlarında, maden işletmelerinde, boru şantiyelerinde veya ağır sanayi
işlerinizde kullanabilirsiniz.
Patlayıcı ve yanıcı gazlar kullanılmaz
Plazma kesme teknolojisinde metali kesmek için patlayıcı ve yanıcı gazlar kullanılmaz. Bu
sayede ağır tüpler ve regülatör sistemleri taşımak zorunda değilsiniz.
* Yandaki resim oksi - asetilen tüpü patlaması sonrasında tahrip olmuş bir atölyeye aittir.
Kesim yapmak kolaydır, uzmanlık gerektirmez
Üstün teknolojili ve uzun ömürlü kesme torçları sayesinde keseceğiniz malzemeye torcu
dokundurarak kesersiniz. Bu sayede doğru, temiz ve kontrollü bir imalat gerçekleştirirsiniz.
78
Ayrıca, Plazma ile kesim yapabilmek için uzman olmanız gerekmez. Tetiğe basın ve torcu
sürükleyin..Mükemmel kesim sonuçları sizin başarınız.
Kullanım alanları
Paslanmaz
Sac,
Alüminyum
ve
Alüminyum
Alaşımlarda
üstün
kesim
kalitesi
Plazma kesme teknolojisi ve eşsiz torç yapısı sayesinde pahalı metallerde de mükemmel
kesim kalitesi elde edebilirsiniz. Hem de fire olmadan, uzmanlık kullanmaya gerek kalmadan.
Atölye veya şantiyede kullanım imkanı
Özel toz filtresi tasarımı ve yüksek koruma sınıfı sayesinde atölyenizde veya şantiyede
kullanabilirsiniz. Plazma kesme makineniz daima yanınızda, en önemli yardımcınız.
79
Kesme ve oluk açma seçenekleri
İletken olan tüm malzemeleri kesebilir veya bu malzemelerde oluk açma işlemi
gerçekleştirebilirsiniz.
Şekilli kesim avantajı
Üstün kesim teknolojisi sayesinde şekilli kesimler yapabilirsiniz. Düzgün dairesel kesimler için
opsiyonel olarak sunulan aparatları kullanabilir, tüm imalatınızı kendi bünyenizde
tamamlayabilirsiniz.
İŞLETME MALİYETLERİ
Yüksek verimlilik
Az zamanda çok iş üreterek işçilik maliyetlerinizi düşürürsünüz. Üstelik kalifiye personele
ihtiyaç duymadan. Bununla birlikte, yeniden işleme ve fire maliyetleriniz de tamamen
ortadan kalkacaktır.
Düşük sarf malzeme maliyeti
Üstün teknolojili torç sarf malzemeleri sayesinde yenisiyle değiştirmeden oksijenle kesime
göre uzun süre kesim yapma garantisi.
Patlayıcı - Yanıcı gaz maliyeti yok
Kesim yapabilmek için bu tip pahalı gazlara ihtiyacınız yok. Tek ihtiyacınız basınçlı sürekli hava. Bu
sayede tüp, regülatör, kesme gazı ve stok maliyetlerinden bir kalemde tasarruf edeceksiniz.
80
Oksijenle kesime göre plazma ile kesimin avantajları
1. Plazma kesme, 32 mm kalınlığındaki siyah saclara kadar oksijenle kesime göre %30 daha
düşük maliyetlidir. Malzeme kalınlığı azaldıkça maliyet daha da azalacaktır.
NOT: Aşağıda görseli görünen parçaların kalınlıkları 30mm' dir.
_____________________________
81
2. Plazma kesme ile tüm metalleri kesebilirsiniz. Hem de mükemmel kalitede. Özellikle
sıklıkla karşılaşılan paslanmaz ve alüminyum malzemelerde sorunsuz kesim yapabilirsiniz.
3. Plazma kesme ile ön tav yapmanıza gerek yoktur. Oksijenle kesme için 980°C' ye kadar ön
tav yapmak zorundasınız.
4. Plazma kesme ile kestiğiniz metallerde ısıdan etkilenmiş bölge oksijenle kesmeye göre
daha azdır. Bu da uzun malzeme ömrü ve düşük fire demektir.
5. Plazma kesme için sadece sürekli basınçlı havaya ihtiyacınız vardır. Oksijenle kesim için
tehlikeli olan patlayıcı-yanıcı gazlar kullanmak zorundasınız.
6. Plazma kesmede sadece sarf malzeme maliyetiniz var. Oksijenle kesim için pahalı kesme
gazları, sarf malzeme ve regülatörler kullanmak zorundasınız.
7. Plazma kesme makinenizi her yere taşıyabilirsiniz. Oksijenle kesim yapmak için gaz
tüplerini de taşımak zorundasınız.
8. Plazma kesme makinenizi ister manuel ister otomasyon uygulamalarında kullanabilirsiniz.
9. Plazma kesme makinenizi açık havada oksijenle kesmeye göre daha verimli kullanırsınız.
ECH: Elektrokimyasal Honlama
Honlama ve elektrokimyasal işleme özelliklerini beraberce uygulayan bir yöntemdir. Yalıtkan
honlama çubuklan iş malzemesi üzerindeki tabakaları kaldırarak temiz malzeme yüzeyini
açığa çıkarır. Elektrokimyasal işleme ile de bu yüzeyler honlanır. Elektrot ve iş malzemesi
arasındaki açıklık 1 mm den başlayarak,giderek artar.
ECH ile çapta 0.01 mm, dairesellikte 0.005mm CLA'dır.
Yüzey pürüzlülüğü 0.1 - 0.5ım hassasiyet sağlanabilir.
Avantajları
1. Hon taşı aşınması en düşük seviyede
2. Hız daha yüksek
3. İnce et kalınlıklı boruların honlanmasında üstün netice
4. Mekanik ve ısıl etkilenme yok
82
83
AŞINDIRICILI SU JETİ
AŞINDIRICI SU JETİ KESME PRENSİBİ
Aşındırıcı su jeti kesme sistemi, 3000-7000 bar basınçları arasında ki suyun 0.1 ile 1.0 mm
çapları arasında değişen bir lüleden geçirilmesiyle elde edilen yüksek hızlardaki aşındırıcı su
jeti hüzmesinin, çarpma etkisiyle malzemeden parçacıklar aşındırması ve bunun sonucu
olarak parçanın işlenmesi esasına dayanır.Temel prensip olarak çok yüksek basınçlardaki
suyun çok küçük çaplı bir delikten geçirilmek suretiyle hızlarının arttırılması sonucu
kazandıkları enerji ile kesme işlemini gerçekleştirirler. Sabit basınç altında ki suyun kazandığı
hız V = (2P/d)1/2 Ve yüzeye etki eden kuvvet F= d*V2*A olur.Suyun erozyon ile kesme
kapasitesi, sahip olduğu hızın yarattığı kinetik enerji (KE) ile tanımlanır. K inetik enerjisi ise;
KE=mV2/2 (J) eşitliği ile hesaplanır.Örneğin 4000 bar basınçla 0.4mm çaplı lüleden çıkan
suyun vızı V = 894 m/s olur.(ses hızının yaklaşık 2.5 katı).(KE) eşitliğinden kesim
performansının, su debisi ile ve jet hızının karesi ile orantılı olduğu görülmektedir.
Malzemelerin ASJ kesme yöntemiyle işlenebilmesi için, jetin çarpmasıyla malzeme yüzeyinde
oluşan gerilme değerinin, malzemelerin sahip olduğu ortalama sıkıştırma dayanımı
(compressive strength) değerinden yüksek olması gerekir.
SU JETİ NOZULU
Sert malzemelerde ise , hem malzemeye çarpan taneciklerin dinamik etkisini arttırmak hem
de keskin köşeli taneciklerin çarpmasıyla oluşan aşındırmayı arttırmak
amacıyla fışkıran suyun içerisine, hassas olarak dozajlanan abrasiv karışımı sağlanır. Suyun ilk
memeden (su memesi) çıkış aşamasında , çok yüksek hızlı suyun bir karışım odasından
(venturi borusu) geçerken oluşturduğu vakum etkisiyle içerisine çektiği abrasiv , su ile
karışarakmalzeme üzerine fışkırtılır.
84
SU MEMESİ / ABRASİV BORUSU
İlk kademedeki su memesinin çapının yaklaşık 3 katı olan çaptaki ikinci kademe abrasiv
borusu olarak adlandırılır . Su ile abrasivin karışım halinde fışkırdığı bu borunun çapı ,
0,55mm , 0,76mm , 1,1 mm gibi üç ayrıalternatife sahiptir. Bu durumda , kesilen parçadaki
kesim izi kalınlığı ve girilebilen min.radüs çapı da bu ölçülerde olacaktır. Abrasiv borusu çapı
arttıkça , malzeme üzerine aktarılan enerji miktarı da artacağından , kesim hızına etkisi hızı
arttırma yönünde olacaktır.Kullanılabilecek abrasiv borusunun çap sınırı da kullanılan yüksek
basınç pompası debisiyle ilintilidir.
BASINÇ ARTTIRICILAR VE POMPALAR
ASJ jeti sistemleri temelde aynı işi yapmalarına karşın içerdikleri yüksek basınç elde etme
yöntemine göre farklılıklar içerirler. Bu farklılık, sistemin kesme kabiliyeti ile birlikte ilk
yatırım ve çalıştırma maliyetini de etkilemektedir. Bu nedenle yapılan işe en uygun seçimin
yapılabilmesi gerekir. ASJ kesme sistemlerinde kullanılan basınç elde etme yöntemleri önce
pistonlu pompalar ve basınç arttırıcılar olmak üzere iki sınıfaayrılabilirler.
1. PİSTONLU POMPALAR
Pistonlu pompalar küçük hacimli üç veya daha fazla silindirden oluşur ve aşınmayı minimize
edebilmek amacıyla yaklaşık 600 dev/dak çalıştırılırlar. Bunların çalışma prensibi pistonlu
motorlarda veya pistonlu hidrolik pompalarda olduğu gibidir fakat silindirler içine düşük
basınçlı su alınarak, bu su maksimum 3000 bar’a kadar çıkarılabilmektedir Bu tip pompalar
kullanarak 3000 bar’dan daha yüksek basınçlara çıkmak mümkün olmamakla birlikte bu
pompaların en önemli avantajları, basınç dalgalanmalarının kesme işlemlerini etkilemeyecek
derecede düşük olması ve düşük çalışma basınçları nedeniyle bakım gereksinmelerinin diğer
tipe oranla az olmasıdır.
2. BASINÇ ARTTIRICILAR
Basınç arttırıcılar da çalışma prensiplerine göre çift etkili ve fazlı- çift etkili tip olmak üzere iki
alt sınıfa ayrılırlar. Çift etkili basınç yükseltici hidrolik güç ile sürülen emme basma tulumba
esasına göre tasarlanmıştır Hangi tipin uygun olduğu genellikle işlenecek malzeme tipi ve
malzeme kalınlığına bağlıdır. Çok kalın ve sert malzemeler çok kısa zamanda, iyi yüzey kesim
kalitesi ile işlenmek istenirse en çok güç veren pompanın seçilmesi uygun olmaktadır. Kesme
85
hızını artan basınç, aşındırıcı debisi, lüle çapı ve azalan karıştırma tüpü çapı arttırmaktadır. Bu
da 3000 bar’ın üzerine çıkılması gerektiğinde çift etkili basınç yükseltme tekniğini öne
çıkarmaktadır. Eğer kesilen malzemenin yüzey kalitesi ve kalitenin sürekliliği önemli ise bu
durumda fazlı-çift etkili basınç yükseltme tekniğini içeren sistemler tercih edilmelidir. Bunun
ana nedeni artan kesme basıncı ve basıncın sürekliğinin yüzey kalitesini arttırmasıdır.
AŞINDIRICILAR
Aşındırıcılı sistemlerde özel olarak şekillendirilmiş ve sınıflandırılmış, silis (kuvars) kumu,
silisyum karbid (karbür), cam, çelik, titanyum ve grena (garnet) taşı tanecikleri kullanılır.Silisin
akciğer kanserine neden olduğu bilindiğinden silis içerikli aşındırıcıların özellikle tercih
edilmemesi tavsiye edilmektedir.Ayrıca, aşındırıcılı sistemlerde yeniden kazanım üniteleri
kullanılarak aşındırıcı maliyetleri düşürülebilmektedir.
Bunların yanında B4C iyi bir aşındırıcıdır ancak pahalıdır. SiC ve Korund (Al2O3) diğer
aşındırıcılardandır.Akışkan o larak ise sudan başka benzen,gliserin ve mineral yağlarda
kullanılabilmektedir.
Piyasada Garnet diye isimlendirilen ve su jeti uygulamalarında en çok kullanılan aşındırıcı
tipigenelde Avustralya daki alüvyal yataklarından elde edilmektedir. Madenden e lde edilen
mineral,modern tesislerde yüksek saflıkta ve hassas ölçülerde organik kalıntılardan ve
metalik demirlerden arındırılmış son ürüne dönüştürülür.
SU İÇİN KATKILAR
Aşındırıcı kullanımı dışında, sistemin kesim karakteristiğini geliştirmekte tercih edilen diğer
bir işlem ise, suyun hidrojen molekülleri arasında kuvvetli hidrojen bağları oluşturarak jetin
lüle çıkışında hemen dağılmasını önlemek için suya polietilen türü polimerler (yapıştırıcılar)
ekleme işlemidir.Çünkü, bu tür yapıştırıcılar kullanılmadığı taktirde, 1000 - 1200 bar basınç
altında çalışan bir sistemde, lüleden dış ortama çıkan bir su jeti hüzmesi yaklaşık 50-60 cm
mesafede buharlaşarak dağılmaktadır . Bu çabuk dağılma, kesim sırasında jetin, kesilecek
86
malzemeyle odaklanma mesafesinin kısa tutulması gerektiğini gösterir. Kesilecek
malzemenin lüleye çok yaklaştırılması geri basınca neden olacağı için makul bir çözüm olarak
kabul edilmemektedir. Bu nedenlerden dolayı, 1000 barın üzerinde çalışan gıda sektörü
dışında kullanılan aşındırıcısız veya az aşındırıcı katkılı sistemlerde, süper-su (super-water) adı
verilen özel katkılı su kullanılması veya suya polietilen türü polimer ilave edilmesi
önerilmektedir.
ASJ UYGULAMALARI
1. FREZELEME
Frezeleme işleminde amaç, istenilen ölçüde bir oyuk oluşturmaktır. ASJ ile frezeleme, jetin
malzemeyi tamamen delmesini engelleyip istenen derinliğe kadar girmesini sağlayarak
gerçekleştirilir. Bu, jetin nispeten büyük bir hızla hareket ettirilmesiyle sağlanır.
FREZELEME İLE ELDE EDİLEN YÜZEY
ASJ ile frezelemede yüzeylerden bahsederken en önemlisi, dip yüzeydir. O luşan dip yüzey,
değişken kesme performansının bir sonucu olan, derinlik düzensizlikleriyle karakterize edilir.
Derinlikteki sapmalar yüksek yanal ilerleme hızlarında ve jetin enerji yoğunluğunun düşük
olduğu durumlarda ortaya çıkmaktadır. Yüzey morfolojisi; kesme işlemleriyle dönen
yüzeylerde erozyon mekanizmasından dolayı farklıdır. İşlem zorluğu, yüzey kırılmaları ve
parçacık gömülmeleri gibi problemler, ASJ yöntemiyle yapılan frezelemede daha azdır.
2. TORNALAMA
Düz yüzeylerde yapılan kesme ve frezeleme işlemleri gibi, dönmekte olan iş parçalarına
87
aşındırıcı su jeti uygulanabilir. Bu durumda jet, torna kalemi şeklinde davranır. Bununla
birlikte aşındırıcı su jeti ile geleneksel torna kalemi aras ında temel bir fark vardır. jet, iş
parçasının yüzeyi aracılığıyla yansıtılmakta malzemenin talaş alma miktarını etkiler . Çok sert
alaşımlar, seramikler ve karmaşık metal kompozitleri gibi kesilmesi zor metallerden döner
simetrilerin üretimini kolaylaştırabilir. İşleme; jetin, bir x-y- z modelinde sürekli kaydırılması
sırasında çalışılan parçanın döndürülmesiyle gerçekleştirilir. Sistem Şekil 6’da gösterilmiştir.
AWJ tornalamanın önemli bir avantajı, işlenmesi zor malzemelerden yapılan hassas millerin
(çubukların) çok küçük çaplara kadar işlenmesine olanak tanıyan zayıf kesme kuvvetleridir.
Gerilme deneyleri, ASJ ile işlenmiş millerde, malzemenin gerilme karakteristiğinde değişiklik
olmadığını göstermiştir. ASJ tornalamanın (sistem hatalarının tutarlılığından ve tornalama
işlemin tekrarlanabilirliğinden dolayı) tekrarlanabilir olması; toleransı 0.025 mm`de tutar.
Parametrik optimizasyon: Frezelemede olduğu gibi tornalamamada da işlem sonuçları; su
basıncı, aşındırıcı akış miktarı, yanal hız oranı gibi işleme parametrelerinin kararlılığına
bağlıdır.Genellikle yanal ilerleme hızını arttırmanın, yüzey dalgalılığını arttırdığı gözlenmiştir
3. DELME
Delik açmada iki değişik yöntem uygulanmaktadır. Eğe r açılacak delik çapı, aşındırıcı su
jetinin çap ölçüleri içindeyse, iş parçası üzerinde herhangi bir hareket olmaksızın açma
kapama (jetin) yapılarak delik açılır. Bu işlem, 0,6mm' den daha küçük çaplardaki deliklerin
açılmasını sağlar. Eğer açılacak deliğin çapı, jet çapını aşıyorsa, matkap deliğinin daha önce
anlatılan şekilde delinmesinden sonra bir daire kesilerek deliğin üretilmesi gerçekleştirilebilir.
Malzemenin gevrekliğine bağlı olarak delme basıncının değiştirilmesi zorunludur. Özellikle
delme işleminin başlangıcında doğru basıncın seçilmesi büyük önem taşımaktadır. Yüksek
delme basıncı yardımıyla aşırı gerilim (stres) üretilmesi, malzemenin kırılmasına yol açacaktır.
Eğer ilk açıklık delinirse, su jeti akıp gidebilir ve basınç seviyesi yükselebilir. Eğer basınç
seviyesi doğru saha içersinde korunursa, geleneksel yöntemlerle delinemeyen CFC
malzemeler bile delinebilir.Yapılan bir araştırma sonucunda; aşındırıcılı su jetleri, çapı 0,6
mm’ ye kadar inen yüzeye 25° açı yapan delikleri açmak için kullanılabilir. Böyle bir iş, 0.1
mm çaplı nozul ve 0.35 mm karıştırma tüpüyle yapılmıştır. Ticari olarak bulunan nozullarla
0.76 mm`ye kadar deliklerin açılabileceği G. E. Aircraft Mühendislik için yapılan deneylerle
desteklenmiştir. Aynı deney ASJ ile delmenin, seramik kaplı jet motoru parçalarındaki
soğutma kanallarının açılmasında kullanılabileceğini de göstermiştir. Ayrıca bu teknik, lazere
tercih edilmiştir.
88
AŞINDIRICILI SU JETİ İLE KESİLEBİLECEKLER
Aşındırıcılı sistem kesme kabiliyetinin yüksek oluşu nedeniyle katmanlarına ayrılmayan
malzemeler hariç hemen tüm malzemelerin işlenmesinde kullanılabilir. Aşındırıcısız sistemler
ise daha düşük mukavemetli (tekstil ürünleri, sentetik elyaf, gıda ürünleri, plastik, tahta,
kağıt, termoplast vb.) malzemelerin işlenmesinde kullanılırlar.
Aşındırıcılı su jeti nozulu ile kesilebilecekler
Sertleştirilmiş takım çeliği
Titanyum
Alüminyum
Sert lastik
Pirinç
İnconel
Hastalloy
Bakır
Egzotik malzemeler
Yumuşak çelikler
Paslanmaz çelikler
Plastik
Nylon
Grafit
Seramiklerin hemen hepsi
Karbon fiberi
Kompozitler
Granit
mermer
Taş
Sert ve kalın ahşap
Cam ve kurşun geçirmez cam
89
SJ VE ASJ’NİN KULLANILDIĞI SEKTÖRLER
Su jetleri bir çok avantajı ile hemen her sektörde kullanılmaktadır. Bu sektörlerden
bazıları tabloda ki gibidir.
Yoğun Kullanıcı Sektörler:
 İzolasyon uygulamaları,
 Cam, mermer, granit, ve seramik sektörü,
 Metal işleme sektörü,
 Elektrik-elektronik sanayii,
 Otomotiv sektörü,
 Uzay ve havacılık sanayinde
Diğer kullanım alanları:






Riskli alanlarda ve patlayıcı ortamlarda kesme işlemleri,
Nükleer ve elektrik santralleri,
İnşaat sektörü ve dekoratif mimari uygulamalar.
Kimya ve tıp alanları,
Yol bakımı, taş ve beton kesme işleri.
Gözlük camı, güvenlik camları, katlı (kompozit) camlar.
ASJ’NİN AVANTAJLARI
* Farklı üretim bantlarına entegre olabilir.
* Waterjet ( sujeti ) soğuk bir proses olması sayesinde , termik nedenlerden
kaynaklanabilecek , yanma , damlacık oluşması (erime) , sertleşme şekil değiştirme gibi
sorunlar olmayacaktır.
* Laser ile kesilemeyecek farklı yanma veyaerime sıcaklıklarına sahip malzeme çiftleri ,
sandviçmalzemeler sujeti ile kesilebilir.
* Malzeme yanması veya erimesi olmadığından , işlem sırasında hiçbir kimyasal kirlilik
oluşmaz.Bu avantajı sayesinde ,gaz emme , arıtma , filtrasyon gibi ek yatırıma gerek
göstermez.
* Kesim izi aralığının çok dar (max1,1mm) olması sayesinde malzeme kayıpları en aza indirilir.
* Kesici unsur olan water-jet ( sujeti ) hüzme çapına bağlı olarak , çok dar ve keskin köşelerin
işlenmesi (kesilmesi) mümkündür.
* Diğer yöntemlerle kesilemeyecek petek dokulu tüm malzeme ler , waterjet ( sujeti ) ile
kesilebilir.
* Waterjet ile kesilme kesitinde , alt veya üst tarafında çapak oluşmaz , böylelikle ek bir
taşlama ,düzeltme işlemi gerekmez.
* Ayni kesme donanımı ile hiçbir değişiklik yapmaksızın , yalnızca kesme hızlarını
değiştirmek suretiyle bir malzemeden diğer malzemeye geçilebilir , böylelikle , özellikle fason
amaçlı kesimde makine ve donanım ayar zamanları tamamen ortadan kaldırılmış olur.
* Malzeme ile kesme ucu arasındaki toleransın nispeten büyük olması sayesinde ö zellikle üç
boyutlu (hacimsel) kesimlerde mesafe kontrol hatalarından oluşabilecek kesim
düzgünsüzlükleri meydana gelmez.
* Kesme, malzeme yüzeyinin herhangi bir noktasından başlanabilir. Termik yöntemlerdeki
gibi kesime malzeme kenarından başlamak zorunda değildir.
90
* Kesim aletlerini keskinleştirmeye gerek yok
* Gıda endüstrisinde, yiyecek kesimleri için hijyenik kesim standartları
* Endüstride makina parçaları için Bilgisayar Destekli Tasarım(CAD) yazılımları ile
üretilen çizimler kullanılabilmekte ve kalıp, takım tertibatı veya CNC programlama
gerekmemekte sonuç olarak su jeti yöntemi düşük maliyet sağlamaktadır.
* Diğer yöntemlerde kalıp veya takım tertibat için belirli süre beklemek gerektiği halde su
jeti ile üretimde çizimlerden hemen işe başlanılabilmektedir.
* Yüksek kaliteli kesim yüzeyi elde edilebilmektedir.
* Nükleer santral gibi yerlerde yangın tehlikesini ortadan kaldırdığından güvenlik
sağlamaktadır. Zararlı gazlar, sıvılar veya yağlar gerekmediğinden çevreyi koruyucu özelliği
bulunmaktadır.
91
FOTOKİMYASAL İŞLEME
Foto Kimyasal İmalat (PCM – Photo Chemical Manufacturing) kimyasal enerji kullanılarak
yapılan bir imalat türüdür. Özellikle kuyumculuk, elektronik, dekorasyon, tıp, savunma, uzay
ve imalat sanayi başta olmak üzere yaygın olarak kullanılır. Küçük boyutlu, ince ve de hassas
parçaların imalatında tercih edilir. Bu yöntemde imal edilecek parçaların fotoğrafları
çekilerek özel kimyasal banyolarda metallerin üzerinden aşındırma yöntemiyle
şekillendirilirler.
İşlenecek metal malzemelerin yüzeyleri yağ, kir vb. maddelerden temizlenmiş olmalıdır.
Çünkü tür malzemeler taşınma vb. durumlarda elle temas ya da ortamdan kaynaklanan
nedenlerden dolayı yüzeylerinde yağ, toz vb. maddelerin meydana getirdiği katmanlar
oluşur. Bu katmanlar kimyasal banyo içerisinde aşındırma işlemlerinin gerçekleşmesini
engeller. İşleme hızı genellikle sıvı özelliklerine bağlı olmakla birlikte sıvı yoğunluğu tipik
olarak 0.025 mm/dak doğrusal işleme hızları verecek şekilde ayarlanır.
1.) Metal malzeme yüzeyi kimyasal ile temizlenir.
2.) Metal iş parçası yüzeyi fotodirenç malzemesi ile kaplanır ve kurumaya bırakılır. Fotodirenç
UV ışınlara karşı korur.
3.) İş parçasının CAD çizimi yapılır ve siyah beyaz negatife dönüştürülür.
4.) UV ışınları siyah bölgeleri pozlandırır. Foto direnç iş parçasının formunu kimyasal
aşındırıcıya karşı korur.
92
5.) Aşındırılacak parça şekli.
6 – 7) Hazırlanmış malzeme tezgaha bağlanır ve üzerine aşındıcı spray olarak püskürtülür. Bir
başka yöntemde de sıcak asit içine daldırılır.
8 .) 9Aşındırma miktarı asidin püskürtme süresine bağlıdır. Bu süre yaklaşık 115
dakika arasındadır. Aşındırma malzemenin tamamına ya da bir kısmına uygulanabilir.
Aşındırılmış fotodirenç malzeme çift taraflı görülmektedir.
10.) İşlenmiş parçamız kimyasallardan temizlenmek için durulamaya hazırdır.
11.) İş parçası önce temizlenir ve daha sonra yüzeyinin direncini artırmak için püskürtme ya
da daldırma yöntemiyle kauçuk özlü plastikle kaplanır.
12.)Kaplama fazlalıkları dikkatlice temizlemek için parça sıcak alkalin solusyonuna daldırılır.
FOTO KİMYASAL İŞLEMENİN AVANTAJLARI
– Çok ince malzemelerin imalatında mükemmeldir. 0.005 in den ince parçaların pres
vb. yöntemlerle işlenmesi hemen hemen imkansızıdr.
– Diğer talaş kaldırma operasyonlarına göre daha ucuzdur.
– Önceden şekillendirilmiş parçalar üzerine uygulanabilir.
– Malzemede iç gerilmeler olmaz.
– Kompleks parçaların imalatı kolaydır ve parça üzerinde kapak oluşmaz.
– Hassasiyet yüksektir.
– İmalat diğer sistemlere göre ekonomiktir.
– İmalat esnektir.
– Tek parça imalatında da ekonomiktir.
FOTO KİMYASAL İŞLEMENİN DEZAVANTAJLARI
– İşleme hızı yavaştır. Ancak çok küçük parçaların (10-100adet) tek plaka üzerinde işlenmesi
durumunda işlem süresi makul seviyelere düşürülebilir.
– 1/8 inch ten kalın malzemelerin izlenmesine uygun değildir.
– Düz plaka yüzeyli malzemeler işlenebilir.
– Yüzey hassasiyeti 1.3 μm ve üzerindedir.
93
BASINÇLI SU JETİ İLE İŞLEME
SU JETİ İLE İŞLEME
Su jeti kesme sistemi, basıncı artırılan suyun bir lüleden geçirilmesiyle elde edilen yüksek
hızlardaki su jeti hüzmesinin veya aşındırıcı-su jeti karışımının, çarpma etkisiyle malzemeden
parçacıklar aşındırması ve bunun sonucu olarak parçanın işlenmesi esasına dayanır. Kısaca,
su jeti teknolojisi aşındırıcılı ve aşındırıcısız sistemler olmak üzere ikiye ayrılırlar. Su jeti ile
kesme teknolojisi 1970’li yılların başından itibaren,aşındırıcılı su jetleri ise 10 yıl kadar sonra
ortaya çıkmışlardır. Her iki teknoloji de yukarıda da bahsedildiği üzere temel prensip olarak
çok yüksek basınçlardaki suyun çok küçük çaplı bir delikten geçirilmek suretiyle hızlarının
arttırılması sonucu kazandıkları enerji ile kesme işlemini gerçekleştirirler.
94
Su jeti çalışma prensibi
95
Yapılan işlemlere örnekler
96
97
BASINÇLI SU JETİ İLE İŞLEME
İmalat teknolojisi, gelişen teknolojiye paralel bir gelişim göstermekte olup üretimde kalite ve
ekonomi en çok aranan özelliklerdir. Bu amaçla, endüstrideki uygulayıcılar imalatta mümkün
olan bütün seçenekleri kullanma çabası içine girmişlerdir. Maddelerin su ile kesilebileceği
yıllardır bilinmektedir, fakat bu tekniğin güvenirliği ve yeterliliği ancak son yıllarda olumlu bir
seviyeye ulaşmıştır. Gelişmiş ülkelerde yaygın bir şekilde kullanılan su jeti teknolojisi; yüksek
basınçlı su jetinin tahrip gücü ile yüzey işleme ve temizleme işlemlerinde 1968’ den bu yana
kullanılmaktadır. Geçen bu süre içerisinde; kağıttan-çeliğe, camdan plastiğe, tahtadankumaşa kadar değişik özellikteki farklı malzemelerin kesilmesinde kullanılarak vazgeçilmez
bir kesme yöntemi olmuştur. Bu teknolojinin en büyük avantajı yüksek sıcaklıkların oluştuğu
bir kesme işlemi olmamasıdır. Böylelikle kesilen malzemelerde ısıl gerilmeler oluşmamakta
dolayısıyla işleme sonrası bir gerilme giderme işlemine gerek duyulmamaktadır. Tüm
malzemeler sıcaklık oluşmadan kesilebilmektedir.
İleri teknolojinin bir ürünü olan su jeti; en verimli kesme yöntemlerinden biridir. Hiç
aşınmayan, döndüğü hiç belli olmayan, köşelerde hiç çapak bırakmayan, kesme sırasında
malzemeyi deformasyona uğratacak kuvvetler oluşturmayan, sıcaklık etkisi olmayan
böylelikle; yapısal bozulma, kararma, çarpılma, erime, damlama oluşması ve yanma sorunları
asla söz konusu olmayan bir kesici takım olan su en karışık biçimleri dahi, yüksek hassasiyet
ve çok temiz kesim kenarları ile elde edilebilmektedir. Lastik ve plastik ile kaplanmış
çeliklerde ve katlı kompozit malzemelerde yanma ve ergime sıcaklıkları farklı olduğundan, su
jeti sorunsuz kesme için kullanılabilecek tek yöntemdir. Kesme işlemi sırasında, zehirli gazlar,
toz, talaş veya kimyasal kirlilik oluşmaz. Kesme işlemi su ile sağlandığından sağlık koşullarına
(yiyecek kesme) tümüyle uygundur.
Bir su jeti kesme sistemi potansiyel enerjinin hazırlanması ve potansiyel enerjinin kinetik
enerjiye dönüştürülmesi olarak iki fiziksel prensibe dayalıdır;
Bir basınç yükseltici vasıtasıyla su, yaklaşık olarak 4000 bar'lık bir basınca kadar sıkıştırılır. Bu
yüksek basınç altında, ses hızının üç katından daha fazla hıza sahip olan su, özel olarak imal
edilmiş olan ve ucunda küçük bir delikli safir olan nozuldan geçirilir. İş parçasına çarptığında
çok ince, hassas kesme yapan ve saç teli kalınlığında olan bir su jeti ortaya çıkar. İnce ve
dairesel kesitli su jeti içine odaklanan kuvvet, saatte 90 km ile giden bir otomobil enerjisi ile
kıyaslanabilir bir enerjiyi ortaya çıkarır
Bir sıvının çok yüksek basınçla sıkıştırılarak, herhangi bir malzeme üzerine yönlendirilmesi
durumunda, enerji dönüşümü için uygun durum sağlanmış olur. Basınçlı sıvı jetinin
gönderildiği noktada meydana gelen enerji dönüşümü, temas noktasında malzemenin
kırılmasına neden olur. Söz konusu kırılma ve aşınma birkaç mekanizmanın bir araya
gelmesiyle gerçekleşir. Kesme kuvveti; hidrostatik enerjinin malzemenin aşınmasını
sağlayacak kadar kinetik enerjiye sahip bir jete dönüşmesiyle elde edilir.
98
Son zamanlarda endüstriyel kesme işlemleri üzerindeki talepler oldukça artmış olup; çağdaş
bir kesme sisteminde aşağıdaki sistem özellikleri beklenir;
• Kesici kenarları hiçbir zaman kirlenmeyecek bir kesici takım ile donatılmalıdır.
• Bilinen her malzemeyi kesebilmelidir, işlenen yüzeyin kalitesi çok iyi olmalıdır.
• Kesme yüzeyleri geometrisi ve iş malzemeleri ile ilgili değişikliklere karşı esnek olmalıdır.
• Karmaşık kesme yüzeylerinde de kullanılabilmelidir.
• Sistem, aynı anda hem fiyatı düşürmeli ve hem de üretkenliği arttırmalıdır
• Üretilen parçalar çok düzgün ve tam olmalıdır.
• Malzeme atığı en az olmaktadır.
• İmalat prosedürü otomasyona uygun olmalıdır.
• Çevre üzerinde hiçbir zararlı etkiye yol açmamalıdır.
Su jeti ile kesme işleminde kalınlıkları 0.1 mm' den 200 mm' ye kadar sert veya yumuşak
malzeme ayrımı olmaksızın ve kullanılan jet, bir sıvının, (genellikle de suyun) 4000 bar veya
daha yüksek basınçlarda sıkıştırılması ve 0.1-0.6 mm arasında bir çapa sahip bir nozuldan
geçirilmesiyle elde edilmektedir. Nozul uçlarında malzeme olarak safir, seramikler veya
elmas gibi sert malzemeler kullanılmaktadır. Saf su jetleri sabit basınç altında işlenilebilen
yumuşak malzemeler ile, suyun ilettiği basıncın etkisiyle, yapısında mikro düzeyde kırıklar
meydana gelen gevrek malzemelerin işlenilmesinde kullanılmaktadır. Kesilen malzemeye
suyun temasının olumsuz etkilerinin olduğu durumda, (örneğin bazı plastik malzemelerin
kesilmesi işleminde) su yerine, bitkisel yağ veya alkol gibi diğer kesme sıvıları kullanılabilir. Bu
şekilde gerçekleştirilen kesme işlemini, sıvı jet ile kesme olarak isimlendirmek daha
uygundur. Çizelge 1’de su jeti ile kesme sistemlerinde malzemelerin kesilmesi sırasında
uygulanabilecek bazı kesme hızları verilmiştir.
99
Çizelge 1. Su jeti ile kesme sisteminde kesme hızları
Su jeti metodu yakma işlemi olmadan gerçekleştirildiği için, malzemede ısıdan etkilenen
bölge olmaz ve kesilen malzemenin kesim bölgelerinde malzemenin mekanik ve kimyasal
özelliklerinde değişme gözlenmez. Bu nedenle de su jeti çok yüksek sıcaklıklarda ve patlayıcı
atmosferik ortamlarda tercih edilmektedir. Bu yöntemle aşındırarak keserek pürüzsüz kesim
yüzeyi sağlanmakta olup malzemenin metalürjik yapısı korunmaktadır.
100
Su jeti, plazma yönteminde olduğu gibi kesilen yüzeylerde aşırı cüruf oluşmasına neden
olmadığı için ikinci bir yüzey işlemini ortadan kaldırılmaktadır.Bu avantaj, maliyeti oldukça
azaltmaktadır. Bilindiği gibi ısıdan etkilenen bölgelerde sertleşme olduğundan bu yüzeylerin
işlenme maliyeti artabilmektedir. Herhangi bir uygulama için gerçek bir karşılaştırma ancak
özel durumlar ve uygulama alanının detaylı olarak incelenmesiyle ortaya konacağı bilinmekte
olup, genel olarak su jeti ile kesmenin aşağıdaki avantajları sıralanabilir :
- Lazer, elektron ışını ve plazma ark-kesme sistemlerinde olduğu gibi kesilen bölgelerde ısı
etkisi bırakmaz. İşlem sırasında maksimum yüzey sıcaklığı 60°C’ yi geçmez.
-Süper alaşımlar ve gelişmiş seramiklerle yapılan kesme işlemlerinde elektro erozyon
yöntemi dahil tüm yöntemlere, üstünlük sağlar. Asbest vb. sağlığı tehdit eden tehlikeli
malzemeleri kullanmak mümkündür.
- Kesme hızı yüksektir, Düzgün kesme yüzeyi bırakır, İşlem sonrası çapak bırakmadığı için
ikinci bir işlem gerektirmez. Kesici uç problemi, toz, gürültü ve ısınma problemi yoktur.
- Maliyeti diğer yöntemlere göre daha azdır ve deformasyon düşüktür.
- Esnek imalat için bilgisayar kontrollü tezgah veya robotla uygulanması mümkündür.
-İşlem sırasında uygulanan kesme kuvveti çok düşüktür (45 N‘dan az).
- Kesme ve patlama özelliği gösteren işlemi su ile yapıldığından yanıcı ve tehlikeli bölgelerde
kullanmak mümkündür.
- Otomasyon ve uzaktan kontrol için idealdir. Her yönden işleme yeteneği söz konusudur.
101
- İstenilen geometrik şekillerde kesme özelliğine sahiptir. Kopyalama aparatı kullanılırsa
karmaşık parçalar çok yüksek hassasiyetle kesilebilmektedir.
-Malzeme yanması veya erimesi olmadığından, işlem sırasında hiçbir kimyasal kirlilik
oluşmaz.Bu avantajı sayesinde, gaz emme, arıtma, filtrasyon gibi ek yatırıma gerek
göstermez.
-Kesim izi aralığının çok dar (max1,1mm) olması sayesinde malzeme kayıpları en aza indirilir.
-Kesici unsur olan su jeti hüzme çapına bağlı olarak, çok dar ve keskin köşelerin işlenmesi
(kesilmesi) mümkündür.
-Diğer yöntemlerle kesilemeyecek petek dokulu tüm malzemeler, su jeti ile kesilebilir.
-Su jeti ile kesilme kesitinde , alt veya üst tarafında çapak oluşmaz, böylelikle ek bir taşlama
düzeltme işlemi gerekmez.
-Erime veya yanma riski olmaması sayesinde çok ince malzemeler kesilebilir.
- Ayni kesme donanımı ile hiçbir değişiklik yapmaksızın , yalnızca kesme hızlarını değiştirmek
suretiyle bir malzemeden diğer malzemeye geçilebilir böylelikle , özellikle fason amaçlı
kesimde makine ve donanım ayarlamaları tamamen ortadan kaldırılmış olur.
- Malzeme ile kesme ucu arasındaki toleransın nispeten büyük olması sayesinde özellikle üç
boyutlu (hacimsel) kesimlerde , mesafe kontrol hatalarından oluşabilecek kesim
düzgünsüzlükleri meydana gelmez.
-Su jeti kesme teknolojisi , bu çok geniş çalışma ( kesme) spekturumuna karşın henüz çok
yaygın bir kesme yöntemi değildir, ancak dünyadaki ve Türkiye deki kullanımı hızla
artmaktadır.
- Çapak oluşmaz.
-Çok ince parçalar kesilebilir.
-Su jeti, malzemenin herhangi bir şekilde yırtılmasına sebep olmaz ve deformasyonuna yol
açmaksızın kesinlikle tam, hassas kesme kenarları üretir.Su jeti, hep yuvarlak şekilde keser ve
çoğu malzemelerde önceden bir punta deliği ya da matkapla ön bir delme işlemine ihtiyaç
duymaz. Isıl kesme tekniklerinin tersine su jeti ile kesme, malzemede kesik bölgesi etrafında
ısıyla yapısal değişikliklere neden olmaz.
SU JETİ İLE KESME PARAMETRELERİ VE ÖZELLİKLERİ
Makine parametreleri; su jeti çıkış çapı, su jeti basıncı, su jetinin nozuldan çıkış hızı, ilerleme
hızı, kesme derinliği, kesme genişliği, kesilen yüzey kalitesi, kesme ucunun iş parçasına
mesafesi, kesme açısı, işlenecek malzeme parametreleri vb. makine ile ilgili başlıca
parametrelerdir.
102
SU JETİNİN UYGULAMA ALANLARI
Su jeti ve aşındırıcı su jeti ile kesme, üretimin hemen-hemen her aşamasında geniş bir alanda
uygulanabilmektedir.
1) Temizlik
Temizlik amacı ile kullanılmakta olan su jetlerinin farklı uygulamaları için geniş bir saha söz
konusudur. Örneğin, Pis su kanal ve borularının temizlenmesi işlemi; su jeti itme tesiri ile
maddeleri öne doğru sürükleyen su jeti nozulları vasıtası ile gerçekleştirilir. Bir başka
uygulama da dönen nozullardır. Bu işlemde yüzey gerilimi minimize edilir ve nozulun
dönerek hareket etmesi sağlanır; çünkü üstesinden gelinmesi gereken sadece tek bir kayma
sürtünmesi vardır. Su jetleri ayrıca betonun revize edilmesi için de kullanılır.Bu işlemde su
jeti küçük boşluklu bir odaya girer. Basınç, beton parçalarının yapının dışına doğru kırılmasını
sağlar. Bu etki, basınç darbelemesi yoluyla desteklenir; çünkü jet, dinamik çarpmaya yol açan
damlacıklar üretir. Su jetlerinin temizlik işlemlerinde üçüncü bir önemli uygulaması da
kaplamaların ve gaz türbinlerinde yanma sonrası ortaya çıkan muhtelif küllerin çıkarılması ve
gemi duvarlarının temizliğidir. Değişik işlem ve değişik bazlı malzemelere bağlı olarak basınç
seviyesi ve stand-off (kesme ucu ile malzeme arasındaki ayrı durma) mesafeleri de geniş bir
alanda değişmektedir.
Büyük eşanjörlerin kireçlenmiş iç yüzeylerinin temizlenmesi, zamanla paslanan ya da kararan
anıt ya da büstlerin temizlenip parlatılması, çakıl taşlarının topraktan ayrılmasında (taş kırma
tesislerinde), kömürün kömür tozlarından ayrılması işleminde (kömür ocaklarında)
kullanılmaktadır
2) Kesme
Temizliğin yanı sıra, su jetleri esas olarak kesme operasyonları için kullanılır. Yumuşak
malzemeler (metal olmayan malzemeler, seramik olmayan malzemeler), saf su ile
400
MPa 'a kadar olan basınç seviyelerinde kesilebilir.
Tipik uygulamalar arasında otomobil halıları ve çamurluklar, salmastralar, köpük, halı
malzemeleri ve mukavva yer alır. Metal ve seramik gibi daha sert olan malzemelerin tümü,
aşındırıcı su jetlerinin de işin içine girmesine ihtiyaç duyar (bu alanda su jeti, mekanik
testereleme, tel ile testereleme, zımba açma, düz kesimler için kesme hızı, konturlu olan
yöntemlerden % 30 daha yüksek verime sahiptir).
103
3) Havacılık ve Uzay Sanayi
Aramid (kevlar) destekli kompozit parçaları ve titanyum gibi malzemeleri yoğun şekilde
kullanan uzay ve havacılık firmaları su jeti kullanımı ile üretkenliklerinin %80 oranında
arttığını ve üretim süresinin %15-%20 oranında düştüğünü belirtmektedirler.
Bilhassa, sandviç ve ağ konfigürasyonlu, metalik ve ametalik kimyasal bağa sahip
malzemeler, su jeti tekniğinin kullanımına ihtiyaç duymaktadırlar. Bazı malzeme türlerinin
işlenmesi sadece bu kesme yönteminin kullanılmasıyla mümkün hale gelmiştir. Hiç toz
üretmediği, yüksek hızda kestiği ve fevkalade kaliteli bir kesme yüzeyi ürettiği için özellikle
uçak ve uzay sanayileri için uygundur.
4) Otomotiv Sanayi
Su jeti ile kesme sistemleri otomotiv sektöründe oldukça geniş bir kullanım alanı bulmuştur.
Sistem halı, araba ön paneli, gösterge panosu, fiberglas yaylar, yakıt tankı korumaları, koltuk
arkalıkları ve asbestos fren balataları gibi metal, kompozit ve metal olmayan malzemelerin
işlenmesinde kullanılmaktadır. Otomotiv sanayiinde de çözüm, kesilmesi düşünülen malzeme
tipi veya tipleri, arzu edilen kesme hızı ve kalitesine bağlı olarak değişebilmektedir.
5) Kağıt Sanayi
Kağıt yapraklar, tabakalar, karton ve buruşuk paket kağıtları istenen şekilde tek parça ya da
istif halinde kesilebilir. Bıçaklarla keserken tabi olarak oluşan deformasyon, su jetli kesme ile
önlenir.
6) Elektronik Sanayi
Su jeti kesme sistemleri, elektronik sektöründe, lider elektronik kart ve bilgisayar üreticileri
tarafından kullanılmaktadır. Sistem, tüm elektronik kart malzemeleri üzerinde denenmiş ve
üretim hızını önemli ölçüde artırdığı, kesme yüzey kalitesini iyileştirdiği ve toz oluşumunu
104
elimine ettiği belirlenmiştir. Ayrıca, kesme işlemi için malzemelerde bir başlangıç deliğine
gerek yoktur. Epoxy-glass, kompozit, polyamid ve kevlar türü elektronik kartlar üzerine
yapılan, vibrasyon, mekanik şok, termal şok, ve nem infiltrasyonu testlerinde, su jeti ile
kesme yöntemiyle işlenen kartta, dielektrik sabiti, hacmi, yüzey geçirgenliği, dağılma faktörü
ve dielektrik kesme katsayısı gibi karakteristik özelliklerinde herhangi bir değişiklik
gözlenmemiştir.
7) Tekstil Sanayi
Çok katmanlı tekstil malzemeleri, hatta farklı tekstil ürünlerini içeren stoklar bile su jeti
yöntemi ile aynı anda kesilebilir. Kesme çevresinin ne kadar karmaşık olduğuna bakılmaksızın
yüksek hızda, fazla liflendirip aşındırma yapmadan her türlü kesme kenarı elde
edilebilmektedir. Tekstil malzemeler esnek ve yumuşak bir yapıya sahip olmaları nedeniyle,
beslenme ve kesme işlemlerinde zorluklar oluştururlar. Klasik bıçakla kesme yöntemine göre
su jeti ile kesme sistemi tekstil ürünlerinin kesilmesinde yaygın kullanılmakta, lülenin
bilgisayar kontrollü x-y düzlemlerinde hareketli bir tabloya bağlanmasıyla da çok karışık şekilli
kesme işlemleri klasik kesme tezgahlarında olduğu gibi bıçak değiştirmeye gerek duyulmadan
gerçekleştirilebilmektedir.Aynı zamanda piyasada çocuk bezi olarak bilinen çocuk bağları da
bu metot kullanılarak kesilmekte ve kesilen kısımların yumuşak ve kabarık şekilde kalması
sağlanmaktadır.
8) Gıda Endüstrisi
Gıda endüstrisinde çok yaygın bir kullanım alanı bulan su jeti kesme tekniği birçok avantaj
sunar. Bunların başında temizlik işlemlerindeki tasarruf gelmektedir. Temiz kesim yöntemi
nedeniyle yiyecek ve gıda parçalarının metal bıçaklara yapışması ortadan kalkmıştır. Yağ,
dondurma, kekler ve şekerli ürünler, herhangi bir kesme ucu üzerine yapışmamaktadır.
Kaliteli su jeti, pişirilmiş ürünlerden donmuş besinlere kadar pek çok gıdayı kolayca
kesebilmektedir. Elmalı pastanın dilimlenmesinden, çikolata, balık ve donmuş her çeşit gıda
maddesinin kesilmesi mümkün hale gelmiştir. Kesilen ürünün kenarları kuru kalmaktadır.
9) Paketleme Endüstrisi
Karton kutu üretiminde, klasik bıçakla kesme yöntemi kullanıldığında kesilen kenarların
ezilmesinden dolayı, su jeti ile kesme sistemi çok yaygın bir şekilde kullanıma girmiştir. Bu
yöntemle 0.45 mm olan ezilme miktarı 0.08 mm’ ye kadar düşürülmüştür.
10)Kauçuk ve Plastik Endüstrisi
Su jeti kesme sistemleri, tüm gözenekli, taneli ve yumuşak malzemelerin işlenmesinde
kullanılabilir. Uygun lüle hareketiyle malzemeyi üç boyutlu olarak işlemek mümkündür.
Özellikle, kapı ve pencere imalatında kullanılan PVC türü malzemelerin işlenmesinde
kullanılmaktadır. Ayrıca, cam takviyeli plastik, kauçuk, folye, flexiglas, neopren (10 mm
kalınlığındaki neopren 1200mm/dak da), sünger (80 mm kalınlığındaki sünger 1000mm/dak
da) ve makralon gibi plastik ve türevleri olan malzemeleri de yüksek hızlarda
kesebilmektedir.Bu tip uygulamalarda tüm plastik türevleri kesilmek istenirse pompalı
105
aşındırıcılı sistemlerin seçilmesi yüksek kesme hızlarında kesim yapmaya olanak tanıdığı için
çok ekonomik kesim yapma avantajı sağlar.
11) Maden İşletmeleri
Yakın zaman içerisinde, yüksek basınçlı su jeti, kaya kesme makinelerinde de geniş ölçüde
kullanılmaya başlanmıştır. Maden işletmelerinde tünel kazmada ve petrol kuyusu açma
işlemlerinde su-jeti kullanılarak kazma oranı ve matkabın çalışma süresi arttırılmıştır.
12) Metal Endüstrisi
Sistem, en yaygın kullanım alanını ise çeşitli metal malzemelerin kesilmesinde bulmuştur.
Bunun ana nedeni ise kesme esnasında yüksek ısı oluşmaması ve malzemenin kristal
yapısının bozulmamasıdır. Uygulama alanı kalaydan, tungsten karbite kadar olan geniş bir
yelpazeyi içine alır.
13)Ayakkabı ve Deri Sanayi
Su jeti kesme sistemleri ayakkabı ve dericilik sektöründe kullanıldığında, malzeme
sarfiyatında %15‘lik bir düşüşe neden olmaktadır. Ayakkabı kalıbı hazırlama masrafları, bu
işlem için gerekli zaman kaybı ve kalıp hazırlarken meydana gelecek malzeme sarfı bu şekilde
en aza indirilmektedir.
14) İzolasyon Uygulamalarında
Sistem, özellikle, tavan ve taban döşemelerinde kullanılan cam yünü malzemelerinin
işlenmesinde kullanılmaktadır. İzolasyon malzemesi imalatçıları su jeti sistemi kullanımı ile
geleneksel kesme yöntemlerine oranla %12 oranında malzeme sarfının azaldığını tespit
etmişlerdir. İzolasyon uygulamalarında kullanılacak en uygun sistem pompalı sistemlerdir.
15)Cam, Mermer, Granit ve Seramik Sektöründe
Cam, mermer, granit ve seramik türü malzemelerin en büyük özelliği kırılgan olmalarıdır.
Geleneksel yöntemlerle yapılan işlemeler sırasında, malzemeler çok kolay deforme olmakta
ve yüksek oranlarda hurda oluşmaktadır. Bu nedenle, sektör, su jeti ile kesme sistemlerinin
çok avantajlı kullanım alanlarından birini oluşturmaktadır. Su jeti kesme sisteminin, işlem
sırasında malzeme üzerine gelen kesme kuvvetlerini azaltarak malzeme deformasyonunu
önlediği ve malzeme sarfını oldukça düşürdüğü tespit edilmiştir. Cam, mermer, granit ve
seramik sert malzemeler olduğu için özellikle aşındırıcılı sistemler tercih edilmelidir. Cam,
mermer ve granit türü malzemelerin kesimi için pompalı sistemler tercih edilirken, seramik
için istenilen yüzey kalitesine bağlı olarak çift etkili veya fazlı-çift-etkili basınç yükseltme
tekniklerini içeren sistemler kullanılmalıdır.
Diğer Uygulama Alanları
Su-jetiyle kesme yöntemi, mükemmel yapısından dolayı gelecekte endüstride geniş çapta
kullanılacağı düşünülen amorf malzemelerin kesiminde de uygulama alanı bulmuştur. Su jeti
ile kesme; endüstriyel tesis temizliği, yanmaya karşı duyarlı ortamlar, tıp, yol yapım ve
tamiratı gibi uygulamalarda da kullanılmaktadır.
106
SONUÇ VE DEĞERLENDİRME
İmalat sanayinde düşük maliyet ve yüksek kalite esastır. Bu amaçla su jeti teknolojisi;
• Günümüz imalat sanayinde kullanılan yeni bir kesme yöntemidir.
• Geleneksel kesim yöntemlerinin ekonomik olmadığı durumlarda, geleneksel kesme
yöntemlerine yedek bir yöntemden ziyade onların yerine olan bir yöntem olarak karşımıza
çıkmaktadır.
• Kesme sırasında ısının istenmediği uygulamalarda “Soğuk kesme yöntemi“ olarak tercih
edilmektedir.
• Bu teknolojinin en büyük avantajı soğuk bir kesme işlemi olmasıdır. Böylelikle kesilen
malzemelerde ısıl gerilmeler oluşmamakta, dolayısıyla da gerilme giderme işlemine gerek
duyulmamaktadır.
• Kaliteli kesme durumunda, oluşan yüzey pürüzlülüğü Ra = 10 µm' den daha az
olabilmektedir, bu pürüzlülük diğer kesme yöntemlerinin bir çoğundan daha iyi bir sonuç
olarak göze çarpmaktadır.
• Çevre etkisi, kesme hızları ve işletme maliyetleri incelendiğinde, geleneksel yöntemlerin
yanı sıra lazer, plazma vb. modern yöntemlere göre de en çok tercih edilen yöntem
görünümündedir.
• Her türden malzemeyi yüksek performansta kesebilmeye ve otomasyona çok uygun bir
işleme yöntemidir.
İşleme kolaylığı ve her türlü malzemenin deformasyonsuz işlenmesi, su ile kesme
yöntemlerinin sınırsız bir uygulama alanına sahip olacağının bir göstergesidir.
ELEKTROKİMYASAL ÇAPAK ALMA(ECD)
ECM’in en basit ve en yaygın uygulaması çapak almadır. Elektrokimyasal çapak alma hızlı bir
işlemdir. İmal edilmiş veya onarım işlemi görmüş (kaynak vb.) komponent yüzeylerinin
düzeltilmesi için tipik işlem süresi 5-30 sn’dir. Hızı ve kullanım kolaylığından dolayı
elektrokimyasal çapak alma, sabit bir katot takımı ile gerçekleştirilebilir.İşlem birçok
uygulamada kullanılır ve enine delinmiş deliklerin ara kesit bölgesinin çapaktan arındırılması
için özellikle uygundur. Yüzeydeki pürüzlerin giderilmesi için geliştirilen elektrokimyasal
parlatma işlemi ile yüzey pürüzlülüğü 0.05 µm’den daha küçüktür.ECM ‘in geleneksel delik
delme ile metal parçalarda üretilen deliklerin kenar çapak veya keskin köşelerini ortadan
kaldırmaya adaptasyonu
107
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.
108
EKİPMANLAR
Gaz akımı ağza bağlantı hortumu ile aktarılır. aşındırıcı gazın ağızdan çıkış hızı 330 mt/sn ye
odaklıdır.
109
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
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
110
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
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.
111
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.
AŞINDIRI JET İLE İŞLEME İLE İLGİLİ ÖRNEK
TOZ PARÇACIKLARI İLE İŞLEME
Toz metalurjisi teknolojileri parçacıkların bir araya gelmesiyle oluşan tozlarla başlar.
Yoğunlaştırma işleminde önemli bir girdi olması nedeniyle tozun iyi anlaşılması gerekir.
Teknik detaylar oluşturulurken işlem kontrolünün sürdürülmesinde toz özelliklerinin
belirlenmesi ve bu özelliklerin ürün performansını nasıl etkilediğinin bilinmesi önemlidir.
Parçacık, tozun bölünemeyen en küçük birimi olarak tanımlanır.
Toz işleme teknolojileri genellikle dumandan daha büyük (0.01-1 µm), fakat kumdan daha
küçük (0.1-3 mm) parçacıklarla ilgilenir.
Kullanılan tozların çoğu insan saçının çapı ölçüsündedir (25-200 µm).
Taramalı elektron mikroskobu (SEM), bir tozun farklı özelliklerinin gözlenmesinde kullanılan
en iyi araçlardan birisidir
112
RUM - DÖNEL ULTRASONİK İŞLEME
Dönel ultrasonik işleme çok derin ya da kırılgan malzemelere dairesel kesitli delik delmek için
geliştirilmiş bir yöntemdir. Uç kısmına elmas tozu emdirilmiş ya da kaplanmış dairesel kesitli
bir takım kullanılır. Takıma ekseni çevresinde 3000-5000 d/dak dönme hızı ve aynı eksen
boyunca da 20 kHz ultrasonik frekansta dalga hareketi verilir. Eksen boyunca ilerleyen takım,
iş malzemesine dairesel bir delik açar Sürtünmeden dolayı açığa çıkan ısı enerjisi, soğutma
suyu yardımı ile taşınır. Bazı uygulamalarda soğutma suyuna da ultrasonik dalga verilir.
Böylece işleme yapılan alanın çok daha iyi temizlenmesi ve talaşların uzaklaştırılması sağlanır.
Takım üzerinden iş parçasına doğru uygulanan eksenel kuvvet değerleri çok düşüktür. Bu
nedenle kırılgan malzemeler sorunsuz olarak işlenebilir ve çok uzun takımlar kullanarak derin
delikler açılabilir. Büyük çaplı delikler için (0D>1 mm) boru şeklinde takımlar, küçük çaplı
delikler için ise dolu takımlar kullanılır. En küçük delik çapı 0.5 mm dolaylarındadır. Delik
çapının üst sınırı ise 40 mm ye yaklaşır, ultrasonik rezonans koşulları nedeni ile daha büyük
çaplı delik delmek için özel ve yüksek güçlü tezgah gerekir. Takım ucundaki elmas parçacıklar
için emdirme ya da nikel kaplama yöntemi uygulanır. Emdirme yöntemi 10 kat daha uzun
113
ömürlü olmasına karşın, kaplama yöntemi birçok kez uygulanabilir ve daha ucuzdur. Derin
delik delme uygulamalarında ayrıca uzatma çubukları kullanılır. Derin delikleri için Çap/Boy
oranı 1/300 e kadar çıkabilir. Yöntemin en önemli üstünlüklerinden (ve endüstiriyel
uygulamalarından) birisi, uzun delikleri hem dairesel hem de eksenel olarak düzgün
açabilmesidir. Ayrıca, işleme hızı yüksektir. Tipik olarak işleme süreleri 2 dakikadan kısadır.
RUM, kırılgan malzemelere de rahatlıkla uygulanır. LBM ile delik açmada görülen eğim ve
dairesellikten kaçma RUM da görülmez.
Uygun ilerleme hızı verilerek ve özel takımlar kullanarak, çok uzun diş açmak da mümkündür.
RUM ile, alumina, alüminyum oksit, cam, ferrit, kuartz, zirkonyum ve türevleri, safir, yakut
vb. kıymetli taşlan, bor ala- şımları ve türevleri, seramik vb. malzemeler çok rahat işlenir.
Çelik vb. alışılmış malzemeler içine çok derin delikler açılabilir. Uygulanan kuvvet çok az
olduğu için birbirine çok yakın (ara duvarları çok ince) delikler delmek mümkündür. RUM
tezgahları yapısal olarak alışılmış matkap tezgahlarına benzer. Soğutma sıvısı işleme alanına
püskürtülerek kullanılır.
RUM DÖNEL ULTRASONİK İŞLEMEYE STATİK BASINCIN ETKİSİ
-Statik basınç arttığında max. Noktaya kadar MRR’da artar sonra ani olarak düşer.
-Statik basınç arttıkça pürüzlülük azalır belli bi değerden sonra ise artar.
114
TİTREŞİM GENLİGİ ETKİSİ
-Titreşim genliğiyle MRR’ da artar, belli bir değerden sonra ise düşer.
-Yüzey pürüzlülüğü ise titreşim genliğiyle önce artar sonra belli bir değerden sonra düşer
115
DÖNME HIZININ ETKİLERİ
-Dönme hızına bağlı olarak MRR’in arttığı görülmektedir.
-Diğer yüzey pürüzlülüğü ve takım kaplaması hakkında herhangi bir bilgi elde edilememiştir.
116
ELEKTRO EROZYON İLE İŞLEME
Elektrik erozyon ile işleme (EDM), bazen halk dilinde olarak da adlandırılır kıvılcım işleme,
kıvılcım aşındırarak, yanma, batma ölmek,tel yanma veya tel erozyon, istenen şekil elektrik
deşarjı (kıvılcım) kullanılarak elde edilir ve böylece bir üretim sürecidir. Malzeme, iki hızlı bir
şekilde tekrar eden akım arasındaki deşarjları bir dizi iş parçası kaldırılır elektrotlar ile
ayrılmış, dielektrik sıvı bir elektrik ve konugerilimi. Diğer iş parçası elektrot olarak
adlandırılan veya "iş parçası" ise elektrot biri, alet elektrot ya da sadece "aracı" ya da
117
"elektrot" olarak adlandırılır.iki elektrot arasındaki mesafe azalır, yoğunluğu elektrik
alan elektrodlar arasındaki hacmi arasındaki akımın izin keser, (en azından bir noktada (ler)
de) dielektrik kuvvetinden daha büyük hale gelir iki elektrot. Bu olgu aynı bir kondansatör
(kondenser) arıza (ayrıca arıza gerilimi). Bunun bir sonucu olarak, malzemenin her iki elektrot
kaldırılır. Mevcut durduğunda (ya da jeneratör tipine bağlı olarak, durdurulmuş) yok olup,
yeni sıvı bir dielektrik (genellikle enkaz) katı parçacıklar sağlayan elektrot arası bir hacim içine
nakledilir ve dielektrik yalıtım özellikleri olduğu restore edilmiştir. Elektrot arası hacminde
yeni sıvı dielektrik eklenmesi genel olarak "yıkama" olarak adlandırılır. Ayrıca, bir akım
sonrasında, potansiyel fark elektrotlar arasında yeni bir sıvı dielektrik dökümü oluşabilir
böylece, arıza öncesi neydi geri yüklenir.
Tel Erozyon
Makinenin tel kesme tipi araçlar (yapmak amacıyla 1960 yılında ortaya çıkan kalıplar
sertleştirilmiş çelikten). Tel erozyon aracı elektrot sadece bir tel. Telin aktif kısmı sürekli
değişen şekilde kırılmasına neden telden malzemenin erozyonu önlemek için, tel, iki bobinli
arasında sarılmaktadır. Eski sayısal kontrollü (NC) makineleri delinmiş-bant dikey freze
makineleri dönüşüm vardı. Bir tel-cut EDM makinesi olarak inşa edilen ilk piyasada mevcut
NC makine optik bir ana çizim üzerinde çizgiler takip olabilir 1967 Makineleri SSCB'de
üretilmiştir tarafından geliştirilmiştir David H. Dulebohn Andrew Mühendislik Şirketi'nde
1960'ların grubuna [ 5] freze ve taşlama makineleri için. Usta çizimleri sonra tarafından
üretilen bilgisayar Sayısal kontrollü büyük doğruluk için (CNC) Ploter. CNC çizim çizici ve optik
çizgi izleyen teknikleri kullanılarak bir tel kesim EDM makine daha sonra doğrudan EDM
makine kontrol etmek için aynı plotter CNC programını kullandık ve ilk CNC EDM makine
1976 yılında üretilen 1974 Dulebohn üretildi
GENEL
Elektrik deşarj işleme öncelikle sert metaller veya geleneksel tekniklerle makineye çok zor
olacağını olanlar için kullanılan bir işleme yöntemidir. Makinede izole etmek için yöntemler
olmasına rağmen EDM tipik haliyle, elektriksel olarak iletken malzemeler ile
çalışan seramik EDM da önerilmiştir. EDM önceden sertleştirilmiş girift konturları veya
boşluklar kesebilir çelik yumuşatmak ve bunları yeniden sertleşmesine ısıl işlem için ihtiyaç
duymadan. Bu yöntem, bu gibi başka bir metal ya da metal alaşımı
kullanılabilirtitanyum, Hastelloy, Kovar ve Inconel. Aynı zamanda, bu işlemin uygulamalar
polikristalin elmas araçları bildirilmiştir şekil.
EDM sık sık "geleneksel olmayan" veya "konvansiyonel olmayan" grubuna
dahil işleme birlikte gibi işlemlerle yöntemler elektrokimyasal işleme (ECM), su jeti
kesim (WJ,
Aşındırıcı
Su
Jeti), lazer kesim, "geleneksel"
ve
zıt
grubu (torna, freze, taşlama, delme ve kimin kazıma mekanizması esas olarak mekanik
kuvvetlerin dayalı başka bir işlem). İdeal olarak, EDM arıza ve elektrotlar arasında sıvı
dielektrik yeniden bir dizi olarak görülmektedir. Ancak, dikkatli bu süreci yatan temel fikirleri
118
açıklamak için ortaya sürecin idealize modeli, çünkü böyle bir açıklama dikkate alınarak
uygulanan edilmelidir. Ancak, herhangi bir pratik uygulaması da dikkate alınması gerekebilir
birçok yönleri kapsar.Örneğin, elektrot arası birimden döküntü çıkarılması her zaman kısmen
olması muhtemeldir. Böylece arası elektrotlar hacminde dielektrik elektrik adap olan nominal
değerlerden farklı olabilir ve hatta zaman değişebilir. Sıklıkla kıvılcım boşluğu olarak
adlandırılır elektrotlar arası mesafe, kullanılan spesifik makinesinin kontrol algoritmaları
sonucudur. Böyle bir mesafe kontrolü bu sürecin merkezi olmak mantıklı görünüyor. Ayrıca,
değil dielektrik arasındaki akım, tüm yukarıda açıklanan ideal bir türüdür: kıvılcım boşluğu
kısa devre enkaz ile olabilir. Elektrodun kontrol sistemi, bir sonucu kısa devre ile, temas
etmesini iki elektrot (araç ve iş parçasının) önlemek için yeterince hızlı bir şekilde reaksiyon
başarısız olabilir. Bir kısa devre ideal durumda farklı malzeme çıkarılmasına katkıda çünkü bu
istenmeyen olduğunu. Mevcut her şekli (hasar) içindeki bir sonucu istenmeyen değişikliği ile
(bu ark olarak adlandırılır) elektrot arası hacim alanına olur, böylece yıkama aksiyon
dielektrik yalıtım özelliklerini kazanacak şekilde yetersiz olabilir alet elektrot ve iş
parçası.Sonuçta, eldeki belirli bir amaç için uygun bir şekilde bu sürecin bir açıklaması
Erozyon alanı daha fazla araştırma ve araştırma için böyle zengin bir alan kılan da budur.
Belirli bir geometri elde etmek için, EDM aracı işin çok yakın istenen yol boyunca
yönlendirilir; gerçekte bu kullanım belirli hareket kontrolü performansı nedeniyle ortaya
çıkabilir, ancak ideal bu iş parçasını temas etmemelidir. Bu şekilde, mevcut deşarj çok sayıda
(halk dilinde olarak da adlandırılır kıvılcımlar) Her bir küçük kraterler oluşturulan her iki
takımın ve iş parçasının, malzemenin çıkarılması katkı olur. Kraterler boyutu eldeki belirli bir
iş için ayarlanmış teknolojik özelliklerinin bir fonksiyonudur. Onlar nano dan (değişen tipik
boyutları ile olabilir mikro-EDM kaba koşullarında mikrometre bazı yüzlerce operasyonlar).
Aracı bu küçük kraterler varlığı elektrotun kademeli erozyon sonuçlanır. Alet elektrodun bu
erozyon da aşınma olarak adlandırılır. Stratejiler iş parçasının geometrisine aşınma zararlı
etkisini ortadan kaldırmak için gereklidir. Bir olasılık, sürekli işleme operasyonu esnasında
alet elektrot değiştirme olmasıdır. Bu sürekli ikame teli olarak kullanıldığında, böyle olur. Bu
durumda, muhabir EDM süreci de tel erezyon denir. Aracı elektrot aynı zamanda sadece çok
küçük bir kısmı aslında işleme sürecinde yapan bir şekilde kullanılabilir ve bu kısım düzenli
olarak değiştirilir. Bu, örneğin, örnek bir araç elektrod olarak bir döner disk kullanılarak
zaman. , Uygun işlem genellikle EDM öğütme olarak adlandırılır.
Bir başka strateji, aynı EDM işlemi sırasında farklı boyut ve şekillere sahip bir elektrot dizi
kullanarak oluşur. Bu genellikle birden çok elektrot stratejisine atıfta ve alet elektrot negatif
istenilen şekil çoğaltır ve tek yön, genellikle düşey yönde (yani z ekseni) boyunca boş doğru
ilerlediği zaman en sıktır. Bu genellikle dalma EDM (aynı zamanda, geleneksel EDM ve
tokmak EDM olarak adlandırılır) olarak ifade edilir, doğal olarak, iş parçası içine gömülmüş
olduğu bir dielektrik sıvı içinde aletin lavabo benzer, yani. İlgili makineleri genellikle EDM
platin denir. Genellikle, bu tip elektrotlar oldukça karmaşık biçimlere sahiptir. Nihai geometri
119
çeşitli yönleri boyunca taşındı ve aynı zamanda muhtemelen sık sık terim EDM freze
kullanıldığı dönmeler, tabi bir çoğunlukla basit şekilli elektrot kullanılarak elde edilirse.
(: Polarite, maksimum akım, açık devre voltajı örneğin) Herhangi bir durumda, aşınma şiddeti
işleminde kullanılan teknolojik parametreler ile ilgili sıkı bağlıdır. Örneğin, aynı zamanda μEDM olarak bilinen mikro-EDM içinde, bu parametreler genellikle şiddetli aşınma üretir
değerlerine ayarlanır. Bu nedenle, aşınma o bölgede önemli bir sorundur.
Grafit elektrot aşınma problemi ele alınmaktadır. Elektro-erozyon gerçekleşir milisaniye
içinde kontrol edilebilir tek bir yaklaşım, dijital bir jeneratör, içinde, polaritesi tersine
çevirir.O aşınmış grafit geri elektrodun o sürekli mevduat galvanik benzer bir etki
oluşturur. Başka bir yöntemde, bir sözde "Sıfır Aşınma" Devre ne sıklıkta deşarj başlar azaltır
ve mümkün olduğunca uzun süre bir süre için onu tutarak, durur.
Teknolojik parametrelerin tanımı
Zorluklar süreci götürmek teknolojik parametrelerinin belirlenmesi karşılaşılan oylandı.
Ayrıca güç kaynakları olarak bilinen jeneratörlerin, iki geniş kategoride, EDM makinelerinde
kullanılan ticari olarak mevcuttur: dayalı grup RC devreleri ve dayalı grup transistör kontrollü
darbeler.
Birinci kategoride, ana parametreler kurulum sırasında seçim için vardır direnç (ler) ve direnç
(ler) ve kapasitans (ler) ve kondansatörün (lar). İdeal durumda, bu miktarlar zaman içinde
belli bir anda kapasitörler biriken yükü ile bağlantılı olması beklenmektedir deşarj teslim
maksimum akımı etkileyecektir. Küçük kontrolü, ancak boşalma anında gerçek kıvılcım
boşluğu koşulları (boyut ve kirlilik) bağlıdır muhtemeldir akıntı, zaman süresi boyunca
bekleniyor. Bu avantaj, yeni elektronik bileşenlerin gelişmesi ile azalan rağmen RC devresi
jeneratör, kullanıcı nabız kontrollü jeneratörün daha kolay deşarjların kısa bir süre süreleri
elde etmek için izin verebilirsiniz. Aynı zamanda, açık devre gerilimi (yani Dielektrik henüz
kırılmış değildir elektrotlar) arasındaki voltaj RC devresi sabit durum gerilimi olarak
tanımlanabilir.
Transistör kontrolüne dayanan jeneratörlerin, kullanıcı genellikle elektrotlara voltaj
darbelerinin bir tren sağlayabiliyor. Her bir darbe örneği, yarı-dikdörtgen için, şekil kontrol
edilebilir. Özel olarak, iki ardışık darbe ve her darbenin süresi arasındaki zaman
ayarlanabilir. Her darbenin genliği açık devre gerilimini oluşturur. Bu nedenle, boşaltma
maksimum süresi tren voltajının bir darbe süresine eşittir. Akım iki darbeleri daha sonra eşit
veya gerilim birbirini takip eden iki darbe arasındaki bir zaman aralığından daha büyük bir
süre için ortaya için beklenir.
Jeneratör de kontrol edilebilir görüntüsünü veren bir boşaltma sırasında maksimum
akım. Jeneratörlerin diğer türlü farklı makine üreticileri tarafından kullanılıyor olabilir, çünkü
aslında belirli bir makinede ayarlanmış olabilir parametreler jeneratör üreticisi bağlıdır. Kendi
makinelerine jeneratörler ve kontrol sistemlerinin detayları her zaman kullanıcı için kolayca
120
mevcut değildir. Bu tümden EDM sürecinin teknolojik parametrelerini açıklayan bir
engeldir. Ayrıca, alet ve elektrot arasında meydana gelen olayları etkileyen parametreler,
aynı zamanda elektrot hareket kontrolörü ile ilgilidir.
Makineye harici bir osiloskop ile arası elektrod birimde doğrudan EDM operasyon sırasında
elektrik parametreleri tanımlamak ve ölçmek için bir çerçeve geçtiğimiz günlerde Ferri
tarafından ileri sürülmüştür ve ark. Bu yazarlar μ-EDM alanındaki araştırma yaptı ancak aynı
yaklaşım, bir EDM işleminde kullanılabilir. Bu makine üreticisinin iddiaları bağımlı olmadan
doğrudan operasyonlarını etkileyen elektrik parametrelerini tahmin kullanıcı sağlayacak. Aynı
kurulum koşullarında farklı malzemeleri işlerken, sürecin gerçek elektriksel parametreler
önemli ölçüde farklıdır.
Malzeme kaldırma mekanizması
Elektrik deşarjı işleme sırasında malzeme çıkarılması fiziksel bir açıklama sağlayan ilk ciddi
girişim, belki de Van Dijck bir olmasıdır. Van Dijck elektrik deşarj işleme sırasında elektrotlar
arasındaki olayları açıklamak için bir hesaplama simülasyonu ile birlikte termal modeli
sundu. Van Dijck kendisi çalışmasında kabul Bununla birlikte, o zaman deneysel veri eksikliği
aşmak için yapılan varsayımların sayısı oldukça anlamlıydı.
Isı transferi açısından elektrik deşarj işleme sırasında oluşur ne ayrıntılı modeller bir
soruşturma da dahil olmak üzere, seksenlerin sonlarında ve doksanların başlarında
geliştirilen Texas A & M Üniversitesi desteği ile AGIE, şimdi AgieCharmilles. Üç bilimsel
makale sonuçlandı: Birincisi, katot malzeme çıkarılması termal modeli sunan erozyon anot
üzerinde meydana gelen bir termal modeli sunan ikinci plazma kanalı açıklayan bir model
tanıtan ve üçüncü kurdu dielektrik sıvı yoluyla deşarj akımının geçişi sırasında.Bu modellerin
Doğrulama AGIE tarafından sağlanan deneysel veriler tarafından destekleniyor.
Bu modeller EDM plazma kanalının çökmesi sonucu kıvılcım boşluğu kurulan basınç
dinamikleri ile birlikte, çünkü erime ve / veya buharlaşma iki elektrot malzeme çıkarılması,
termal süreç iddiasının en yetkili destek vermek. Ancak, küçük deşarj enerjileri için modeller
deneysel verileri açıklamak için yetersiz kalmaktadır. Tüm bu modeller denizaltı patlamalar,
gazlarda deşarjları ve transformatörler başarısızlığı gibi farklı araştırma alanlarından gelen
varsayımlara bir dizi menteşe, bu nedenle alternatif modeller EDM sürecini anlatmaya
çalışıyorum literatürde son zamanlarda önerilmiş olması şaşırtıcı değildir.
Bunlar arasından, Singh ve Ghosh model mekanik malzeme çıkarmak ve kraterler
oluşturabilir elektrodun sathı üzerinde bir elektrik gücün varlığı elektrot malzemenin
çıkarılmasını yeniden bağlanır. Yüzeye materyal, elektrik akımı geçişi kaynaklanan artan bir
sıcaklığa mekanik özelliklerini değiştirdiğini, bu mümkün olacaktır. Yazarların simülasyonları,
özellikle tipik μ-EDM kullanılan küçük deşarj enerjileri, ve bitirme operasyonlarında, onlar bir
termal modeli (eritme ve / veya buharlaşma) daha iyi EDM açıklayabilir nasıl gösterdi.
Birçok mevcut modeller göz önüne alındığında, EDM malzeme çıkarma mekanizması henüz
tam olarak anlaşılamamıştır olmadığını görünür ve daha ileri inceleme, bunu açıklığa
121
kavuşturmak için gerekli olan özellikle mevcut EDM modeller oluşturmak ve doğrulamak için
deneysel bilimsel kanıtlar eksikliği dikkate. Bu, ilgili deneysel teknikleri artmış mevcut
araştırma çabası açıklar.
TÜRLERİ
Dalma Erozyon
Dalma Erozyon 614 üniforma enjektörler hızlı üretim izin J-2 aya her yolculuk için gerekli olan
altı olan roket motoru.
Dalma Erozyon, ayrıca çift türü EDM veya birim EDM olarak adlandırılan, örneğin, daha tipik
olarak, hem bir yalıtım sıvıya bir elektrot ve malzeme oluşmaktadır yağı ya da, daha az sıklıkla
diğer dielektrik sıvısı. Elektrot ve iş parçasının uygun bir elektrik kaynağına
bağlanmaktadır. Güç kaynağı, iki parça arasında bir elektrik potansiyeli oluşturur. Elektrot iş
parçasına yaklaşırken, dielektrik dökümü plazma kanalı oluşturan sıvının oluşur, ve küçük bir
kıvılcım atlar.
Bu kıvılcımlar genellikle bir defada, grev inter-elektrot uzayda farklı yerlerde her tür yerlerde
aynı anda meydana gelmesi bir kıvılcım sağlayacak aynı yerel elektrik özelliklere sahip olması
pek olası değildir, çünkü. Bu kıvılcım elektrot ve iş parçası arasındaki görünüşte rastgele
yerlerde büyük sayılarda olur. Baz metal aşınmış ve kıvılcım boşluğu sonradan arttıkça süreç
kesintisiz devam böylece, elektrot makine tarafından otomatik olarak azalır. Birkaç yüz bin
kıvılcımları dikkatlice kurulum parametreleri ile kontrol fiili görev döngüsü saniyede meydana
gelir. Bunlar kontrol döngüleri bazen "zamanında" ve daha resmen literatürde tanımlanan
"kapalı zaman" olarak bilinir.
Zamanında ayar kıvılcım uzunluğunu veya süresini belirler. Bu nedenle, zamanında uzun bir
parçası üzerinde bir kaba bitirmek oluşturarak, o kıvılcım ve bu döngü için sonraki tüm
kıvılcımlardan için daha derin bir boşluğu üretir. Ters zaman daha kısa için de
geçerlidir. Zaman kapalı, bir kıvılcım başka yerine zamanın dönemdir. Bir kapalı daha uzun bir
zaman, örneğin, bu şekilde, bir kısa devre kaçınarak aşınmış artıkları temizlemek için bir
meme boyunca dielektrik sıvının yıkama sağlar. Bu ayarlar mikrosaniye korunabilir. Tipik bir
parçası geometri karmaşık bir 3D şekil, bir küçük ya da garip şekilli açıları ile sık sık. Dikey,
Orbital, vektörel, yönlü, sarmal, konik, dönme, spin ve indeksleme işleme döngüleri de
kullanılmaktadır.
122
Tel Erozyon
CNC Tel kesme EDM makine
In tel elektro erozyon ile işleme (WEDM), olarak da bilinen tel-cut erozyon ve tel kesme, ince,
tek telli metal tel, genellikle pirinç, dielektrik sıvının bir tank batık, iş parçasına ile beslenir,
tipik deiyonize su. Tel erozyon, genellikle 300mm kalınlığında olduğu plakaları kesmek ve
zımbalar, araçlar yapmak için kullanılır, ve diğer yöntemler ile makineye zordur sert
metallerden ölür. Sürekli makaradan beslenen tel, alt ve üst arasında
tutulur elmas kılavuzları. Kılavuzlar, genellikle CNC içinde, hareket hissesi kontrol x y düzlemi. En makinelerde, üst kılavuz da bağımsız hareket edebilen z - u - v konik ve geçiş
şekilleri (kare, örneğin üstündeki alt daire) kesmek yeteneği sebebiyet veren, eksen. Üst
kılavuz eksen hareketlerini kontrol edebilirsiniz x - y - u - v - i - j - k - l -. Bu tel kesilmiş EDM
çok karmaşık ve hassas şekiller kesmek için programlanmış izin verir. Üst ve alt elmas
kılavuzları genellikle 0.004 mm doğru ve kesme yolunu ya da sahip olabilir çentik en
ekonomik maliyet ve işleme süresini elde ortalama kesme kerf kullanılarak 0.335 mm olsa, Ø
0.02 mm tel kullanarak 0.021 mm kadar küçük Ø 0.25 pirinç tel. Kıvılcım erozyonu neden iş
parçasına tel taraftan oluşur kesme genişliği, teli genişliğinden daha büyük olması nedeni
budur. Bu "Overcut" yeterince tahmin edilebilir bir çok uygulama için gerekli olan ve Bu
nedenle telafi edilebilir (mikro-EDM örneğin, bu çoğu zaman bir durum). Tel Makaralar uzun
- 0,25 mm tel 8 kg kuyruk uzunluğu biraz üzerinde 19 kilometre uzaklıktadır. Tel çapı 20
mikrometre kadar küçük olabilir ve geometri hassas kadar +/- 1 mikrometre uzakta değil. Tel
kesme işlemi direncini ve filtreler ve diğer elektriksel özellikleri kontrol dielektrik sıvısı olarak
su kullanır de-iyonlaştırıcı birimlerine. Su uzak kesme bölgesinden kesilen enkaz
temizler. Yıkama, belirli bir malzeme kalınlığı için maksimum besleme hızı belirlenmesinde
önemli bir faktördür. Sıkı toleransları ile birlikte, çok eksenli EDM tel kesme işleme
merkezleri aynı anda iki parça kesmek için böyle çoklu başkanları olarak özellikler ekledik, tel
kırılması, tel kırılması durumunda otomatik kendini parçacığı özellikleri ve programlanabilir
işleme stratejileri önlemek için kontroller işlemi optimize etmek. Düşük kalıntı gerilmeler
arzu edildiğinde bu malzemenin çıkarılması için, yüksek kesme kuvvetleri gerekli değildir,
çünkü tel kesme EDM yaygın olarak kullanılır. Puls başına enerji / güç bir malzemenin
mekanik özelliklerinde, küçük değişikliklerle (bitim işlemleri gibi) nispeten düşükse
123
olmamıştır madde olmasına rağmen, bu düşük artık gerilmeler nedeniyle beklenen yükten
arındırılmış işlemede bozabilmektedir süreç. Iş parçası, önemli bir termal döngü uğrayabilir
şiddeti kullanılan teknolojik parametrelere bağlı. Bu ısıl döngü işlenecek parçanın kısmen ve
artık çekme gerilmeleri üzerinde yeniden şekillendirilmesi tabakasının oluşmasına neden
olabilir. Makinede ısıl işlemden sonra yer alıyorsa, boyutsal doğruluk ısı tedavi bozulma
etkilenmez olmayacaktır.
Uygulamalar
Prototip üretimi
Erozyon işlemi en yaygın kalıp yapma aracı tarafından kullanılan ve ölmek endüstrileri, ama
özellikle üretim miktarları nispeten düşük olduğu havacılık, otomobil ve elektronik
sektörlerinde, prototip ve üretim parçaları yapma yaygın bir yöntem haline geliyor. Platin
EDM olarak, grafit, bakır, tungsten ya da saf bakır elektrot istenen (negatif) şekil işlenmiştir
ve dik piston ucunda iş parçasının içine beslenir.
Sikkeleri yapma
Üstündeki Usta, altta rozet kalıp parça, solda yağ jetleri (yağ drene edilmiş). İlk düz
damgalama kavisli bir yüzeye vermek "dapped" olacak.
Takı ve rozetleri üreten veya kesme ve (bir kullanımı yoluyla delme için kalıpların yaratılması
için gözleme diye sikkeleri (damgalama) işlemiyle), pozitif usta usta (uygun makine ayarları
ile) bu yana, saf gümüşten yapılmış olabilir önemli ölçüde aşınmıştır ve yalnızca bir kez
kullanılır. Ortaya çıkan olumsuz kalıp daha sonra sertleşmiş ve kullanılan damla çekiç bronz,
gümüş ya da düşük geçirmez altın alaşımı kesme levha boşlukları gelen damgalı daire
üretmek. Rozetleri için, bu yassı diğer kalıbın bir eğri yüzeyine şekillendirilebilir. EDM Bu tür
genellikle yağ bazlı bir dielektrik daldırılmış yapılır. Bitmiş bir nesne daha sert (cam) ya da
yumuşak (boya) emayelik ile rafine ve / veya saf altın veya nikel ile elektrolizle
olabilir. Gümüş gibi yumuşak malzemelerin elden bir arıtma olarak kazınmış olabilir.
124
Erozyon Kontrol paneli (Hansvedt makinesi). Makine işleminin sonunda bir rafine edilmiş
yüzey (electropolish) için ayarlanabilir.
KÜÇÜK DELİK DELME
Bir türbin kanadı yüksek basınç uygulanan iç soğutma ile türbin.
Küçük delik delme Erozyon makineleri.
Küçük delik delme EDM çeşitli uygulamalar kullanılır.
Tel-cut erozyon makinelerde, küçük delik delme EDM tel erozyon çalışması için tel iplik ile bir
iş parçasında bir delik yapmak için kullanılır.Küçük bir delik delme için özel ayrı bir EDM kafa
tel kesim makinesine monte ve büyük sertleştirilmiş levhalar gerektiğinde onlardan aşınmış
parçaları bitmiş ve ön delmeye gerek kalmadan sahip yapmanızı sağlar.
125
Küçük delikli EDM ön ve arka kenarları içine delik sıralarına açmak için kullanılır türbin
kanatları kullanılan jet motorları. Bu küçük deliklerden gaz akışı motorları, aksi takdirde
mümkün olandan daha yüksek sıcaklıklara kullanmanıza olanak sağlar. Yüksek sıcaklık, çok
sert, bu bıçakların kullanılan tek kristal alaşımları yüksek boy oranına sahip bu deliklerin
geleneksel işleme son derece zor olmasa imkansız hale getirir.
Küçük delik EDM de yakıt sistemi bileşenleri için mikroskobik delikler oluşturmak için
kullanılır memeciklerin gibi sentetik elyaf için suni ipek ve diğer uygulamalar.
Bir stand-alone küçük delik delme Erozyon makineleri de vardır x - y de süper matkap ya da
bilinen eksen delik Popper kör ya da deliklerden makine olabilir. Erozyon matkaplar distile
veya sabit bir akış ile bir mandren döner uzun bir pirinç veya bakır boru elektrot ile
delikler deiyonize su bir reçeteye ajan ve dielektrik olarak elektrodun akan. Elektrot tüpleri
bir kıvılcım boşluğu bulunan, tel kesilmiş EDM makineleri tel gibi faaliyet ve hızı giyerler. Bazı
küçük delik delme dalma% 50 ila% 80 aşınma oranını ortalama yumuşak 100 mm'ye kadar
veya daha fazla 10 saniye içinde sertleştirilmiş çelik delmek için edebiliyoruz. 6,1 mm 0,3 mm
delik, bu delme işlemi elde edilebilir. Pirinç elektrotlar makineye kolay ama tel kopması
"pirinç üzerine pirinç" neden yüzünden aşınmış pirinç parçacıklarına tel kesme işlemleri için
tavsiye edilmez, bu nedenle bakır tavsiye edilir.
Metal İşleme parçalanma
Birçok üretici iş parçalarının kırık araçları kaldırarak belirli bir amaç için MDM makineleri
(matkap, musluklar, cıvata ve saplamalar) üretirler. Bu uygulamada, işlem "metal ayrışma
işleme" ya da MDM olarak adlandırılır. Metal ayrışma süreci musluk, cıvata veya damızlık
bozulmamış bir delik bırakarak ve bir parçası iadesi izin dışarı sadece merkezi kaldırır.
Kapalı döngü imalatı
Kapalı döngü imalat doğruluğunu geliştirmek ve takım maliyetleri azaltabilir
Avantajları ve dezavantajları
EDM Avantajları işlenmesini içerir:

Aksi takdirde zor olacağını karmaşık şekiller geleneksel kesme araçları ile üretmek.

Çok yakın toleranslar son derece sert malzeme.

Geleneksel kesme aletleri aşırı kesme aleti basıncından parçası zarar verebilir Çok
küçük iş parçaları.

Alet ve iş parçası arasında doğrudan bir temas yoktur. Bu nedenle hassas bölümler ve
zayıf malzemeler algılanabilir bozulma olmadan işlenebilir.

İyi bir yüzey elde edilebilir; Çok iyi yüzey gereksiz kaplama yolları ile de elde edilebilir.

Çok ince delikler elde edilebilir.
126

Konik delik üretilebilir.
EDM dezavantajları şunlardır:

Kazıma yavaş hızı.

Potansiyel yangın tehlikesi yanıcı yağ bazlı yalıtkanların kullanımı ile ilişkili.

Ek süre ve maliyet ram / platin EDM için elektrotlar oluşturmak için kullanılır.

Iş parçası üzerinde keskin köşeler üreyen elektrod aşınma zordur.

Özgül enerji tüketimi çok yüksektir.

Güç tüketimi yüksek.

"Overcut" oluşturulmaktadır.

Aşırı takım aşınması işleme sırasında oluşur.

Elektriksel iletken olmayan materyaller yalnızca sürecin belli set-up ile işlenebilir.
ELEKTROKİMYASAL İŞLEME YÖNTEMLERİ
Elektrik enerjisi talaş kaldırmak için kimyasal reaksiyonlar ile birlikte kullanılır
Galvanik kaplamanın tersi
İş parçası malzemesi iletken olmalıdır
Yöntemler:
Elektrokimyasal işleme (ECM)
Elektrokimyasal çapak alma (ECD)
Elektrokimyasal taşlama(ECG)
ECM İşlemi
Malzeme, anot iş parçasından (pozitif kutup) çözünerek, elektrolit banyosunda katot takıma
(negatif kutup) doğru taşınır .
Elektrolit çözünen malzemeyi taşımak üzere iki kutup arasında hızla akar, bu yüzden takımın
üzerine kaplama olamaz.
Elektrot malzemeleri: bakır, pirinç veya paslanmaz çelik.
127
Takımın şekli parçanın tersi bir şekle sahiptir. Takım boyutu ve şekli ara boşluk için izin
vermelidir
Elektrokimyasal Çapak Alma(ECD)
ECM ‘in geleneksel delik delme ile metal parçalarda üretilen deliklerin kenar çapak veya
keskin köşelerini ortadan kaldırmaya adaptasyonu
(ECG) Uygulamaları ve Avantajları
Uygulamalar:
Semente karbür plaket takımların bilenmesi .
Cerrahi iğneler, diğer ince cidarlı borular ve kırılgan parçaların taşlanması .
Avantajlar:
Çözündürme metal kaldırmanın % 95’nden sorumlu .
İşleme çoğunlukla elektrokimyasal etkiyle olduğundan, taş çok daha uzun süre dayanır.
128
129