Yüksek Enerjili Şekil Verme

Yüksek Enerjili Şekil Verme
Prof. Dr. Akgün ALSARAN
Yüksek enerjili şekil verme
Şekillendirmede yüksek enerji düzeylerine ulaşabilmek
için makine kütlelerini büyütmek yerine, hız değerlerinin
yükseltilmesi yoluna gidilmektedir. Bu yöntemler:
1.
2.
3.
4.
Elektromanyetik şekillendirme
Patlamalı şekillendirme
Patlamalı motor çevrimi ile şekillendirme
Elektrohidrodinamik şekillendirme
Elektromanyetik şekil verme
Elektro manyetik levha şekillendirme manyetik darbelerle şekillendirme olarak da
bilinir.Bu şekillendirme yöntemi manyetik alanlar içerisindeki birbirine yakın
oluşturduğu geri itme kuvveti prensibine dayanır.İlk alanın geliştirilmesi
kapasitörden bobine doğru bir boşalma ile gerçekleşir.Bunun sonucunda bu akıma
karşı olan girdap(eddy) akımları iş parçası üzerinde oluşur.Bu sebepten dolayı bu
şekillendirme yönteminin kullanılabilmesi için parçanın elektrik iletkenliğinin olması
gerekir.
Elektro manyetik şekil verme
Elektro manyetik şekillendirmenin yeterliliği doğrudan iş parçasının elektrik
direncine bağlıdır. Elektrik iletkenliği az olan materyallerin elektro manyetik
enerjiyle yeterli miktarda şekillendirilmesi elektrik iletkenliği yüksek olan
yardımcı levhalar sayesinde (Alüminyum cep) yapılabilmektedir. Simetrik
(silindirik) parçaların şekillendirilmesi ise genişleten veya daraltan bobin
kullanılmasıyla mümkündür. Bu metotlar elektro manyetik şekillendirmede çok
sıklıkla kullanılmaktadır. Temel uygulama bir arada çalışacak birbirine eş
simetrik erkek ve dişi parçaların üretimidir. Aşağıdaki şekilde bu uygulama
sistematik olarak gösterilmiştir. Al, pirinç ve düşük karbonlu çelikler gibi elektrik
iletkenliği iyi olan malzemelere genelde uygulanır.
Elektro manyetik şekil verme
Elektro manyetik şekillendirme lorentz kuvvetleri olarak da adlandırılan kuvvetler
sayesinde gerçekleşir.Basitçe açıklarsak bir iletkene uygulanan gerilim manyetik
bit alan oluşturur.Manyetik alandaki değişim ise girdap(eddy) akımlarının
oluşmasını sağlar.Bu girdap akımları ise kendi manyetik alanlarının oluşmasını
sağlar.Takım ve iş parçası arasında oluşan bu zıt manyetik alanların oluşturduğu
kuvvetler yardımıyla iş parçası deforme olur.
Patlayıcı ile şekil verme
Uzaktan ve temas patlaması olmak üzere iki şekli vardır.
1. Uzaktan patlama: Bu tip biçimlendirmede patlayıcı duruma göre iş
parçasından belirli bir uzaklıkta bulunmaktadır. Patlayıcı aynı zamanda bir ortam
içinde bulunmakta ve basınç darbesi, iş parçasına bu ortam vasıtasıyla
iletilmektedir. Bu ortam genellikle hava veya su olmaktadır. Şekillendirme süresi
çok kısadır.
Patlayıcı ile şekil verme
2. Temas patlaması: Patlayıcı parça yüzeyinde bulunmaktadır. Bu durumda, iş
parçası yüzeyine etkiyen basınç daha ani ve çok daha şiddettli olmaktadır.
Elektrohidrodinamik şekil verme
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Kapasitörden aldığı gücü şarj ünitesinde toplar.
Şarj anahtarı ve biçimlendirme anahtarı olmak üzere iki anahtarı
vardır.
Çalışma sırasında öncelikle şarj ünitesine güç verilir ve daha sonra
biçimlendirme anahtarı kapatılarak bakır uçlara enerji gönderilir.
Su içerisinde bulunan bakır uçlar arasında ark oluşur ve titreşmeye
başlar.
Oluşan bu titreşim sonucunda malzeme üzerine hidrodinamik bir
kuvvet uygulanır.
Malzeme üzerine etkiyen bu hidrodinamik kuvvet malzemeyi dıştan
çevreleyen kalıbın yüzeyine doğru malzemeyi iter.
Sonuç olarak malzeme üzerine etkiyen kuvvet doğrultusunda kalıbın
formunu alır.
Sistemin çalışması için bakır uçlar arasında ark oluşması gereklidir.
Bunun olması için ya yüksek gerilim uygulanır ya da bakır uçların
birbirine teması sağlanır.
Elektrohidrodinamik şekil vermenin faydaları
1.
2.
3.
4.
Hızlı bir üretim yöntemidir.
Seri üretim için uygundur.
Ucuz olduğu söylenemese de seri üretim için ekonomik sayılabilir.
Üretim hattından çıkan mamul montaj bandına doğrudan
gönderilebilir.
Hidroform
Patlamalı motor çevrimi ile şekil verme
Bilinen pres işlemlerindeki dış kaynaklı enerji yerine daha ucuz
olabileceği düşünülerek patlamalı motor çevrimi de denenmektedir.
Böylelikle ani, yüksek hızlı ve kolay elde edilebilen hareketler
sağlanmaktadır. Ancak, bu donanım; dış güç kaynağından henüz
tamamen bağımsız hale getirilememiştir. Havanın silindir içine alınması
ve pistonun üst ölü noktaya getirilmesi yönlerinden basınçlı havaya
ihtiyaç duyulmaktadır.