Levha İşleme ve Sac Şekillendirme

Konu Anlatımı

Levha İşleme ve Sac Şekillendirme

Levha işleme, sac ve plaka malzemesini istenen biçime, ölçüye ve yüzey kalitesine ulaştırmak için yürütülen imalat adımlarının tümüdür. Atölyede üretilen her parça istenen biçime gelene kadar uzun bir işlem zincirinden geçer. Zincirin ilk halkası malzemenin doğru seçilmesi, ikinci halkası ise doğru ölçüde kesilmesidir. İki halka arasındaki ilişki planlama ile uygulamanın birbirini beslemesidir; planlanmayan bir kesim, ilerleyen aşamalarda düzeltilemeyen hatalara yol açar.

Sac ve levha malzemesi

Sac, haddeleme yoluyla ince ve düz yüzeyli hâle getirilen yarı üründür. Haddeleme sıcak ya da soğuk olarak yapılabilir; sıcak haddeleme büyük ebatta, soğuk haddeleme ise ince ve hassas ebatta tercih edilir. Elde edilen yüzey düzgün olduğu için hem kesim hem şekillendirme işlemleri kontrollü yürür. Levha ise sacdan daha kalın, daha az saydam ve daha rijit bir biçimde üretilir; ağır gövde parçalarında levha, ince kabuk ve kapaklarda sac kullanılır.

Malzeme seçiminde kalınlık, malzeme cinsi ve işlem yükü birlikte düşünülür. Çok ince sac kolay şekillendirilir ama rijitliği düşüktür; çok kalın levha güçlüdür ancak bükmesi zordur ve taşıma giderini artırır. Tasarımın ilk adımı, parçanın hangi işleme tabi olacağını önceden kararlaştırmaktır. Bu karar verilmeden malzeme kesilirse, üretim ilerledikçe sayısal olarak karşılanamayan hatalar ortaya çıkar ve parça hurdaya ayrılır.

Kesim yöntemleri ve kesim payı

Sac kesimi; makasla, zıvanayla, plasma ile veya lazerla yapılabilir. Makas kesimi ucuz ve hızlıdır ancak kenarda pürüzlülük bırakır. Plasma kesimi kalın saclarda hızlıdır, kesik kenarda metal eriyiği kalabilir. Lazer kesimi hem hızlı hem hassastır ancak ilk yatırım maliyeti yüksektir. Yöntem seçimi, üretim adedi ile istenen hassasiyet arasında yapılan dengeyle verilir; tek seferlik parçada elle yöntem, toplu üretimde makine yöntemi tercih edilir.

Kesim payı, kesim işlemi sırasında oluşan malzeme ve ısı kaybını karşılamak için parça ölçüsüne fazladan eklenen miktardır. Kesici uç metal tüketir; ayrıca kesilen kenarda ısı biriktiği için yüzey sertleşir ve ölçü bozulur. Bu nedenle işlem sonrası ölçümün istenen değere ulaşabilmesi için pay bırakılır. Pay miktarı; malzeme kalınlığına, kesim yöntemine ve istenen yüzey kalitesine göre belirlenir. Dört kenar boyunca kesim yapıldığı için her kenar için ayrı ölçü hazırlanır.

Gelişme boyu ve şekillendirme

Gelişme boyu, parçanın düzlem üzerinde açılmış en boy ölçüsüdür. Parça büküldüğünde veya kıvrıldığında yüzey düzlemini terk eder; düzlem üzerindeki toplam uzunluk gelişme boyu olarak adlandırılır. Bu ölçü bükme yarıçapından ve bükme açısından bağımsız olarak hesaplanır. Bu nedenle sac hazırlanırken gelişme boyu esas alınır ve şekillendirme tamamlandığında parça istenen ölçüye ulaşır.

Şekillendirme yöntemi parçanın cinsine ve istenen biçim kalitesine göre seçilir. Çok karmaşık kıvrımlarda sıcak yöntem, ince ve hassas parçalarda ise soğuk yöntem daha uygundur. Bükme yarıçatı malzeme kalınlığıyla sınırlıdır; kalın levhada yarıçap çok küçük tutulursa dış yüzeyde çatlama görülür. Bu nedenle parçanın kalınlığı ile bükme yarıçapı arasındaki ilişki imalat kurallarıyla belirlenir ve bu kuralın dışına çıkılmaz.

Soğuk ve sıcak şekillendirme

Soğuk şekillendirme oda sıcaklığında mekanik kuvvetle yapılır. Bu yöntemde malzeme sertleşir ve geri dönüş eğilimi güçlenir; ağır bükme adımları ara verilerek yürütülür. Sıcak şekillendirme ise metalin kızgın hâle getirilmesiyle yapılır; yüksek sıcaklıkta malzeme akışkanlaştığı için şekillendirme kuvveti çok azalır. Buna karşılık yüzeyde oksitlenme olur ve ölçü kayması görüldüğü için tolerans denetimi zorlaşır.

Yöntem seçiminde ekonomiklik de gözetilir. Sıcak şekillendirme için ısıtma tesisi, kalıp ve enerji gerekir; soğuk şekillendirme ise yalnızca makine ve zaman ister. Kalın ve karmaşık parçalarda sıcak yöntem, ince düz parçalarda soğuk yöntem daha uygundur. Her iki yöntemde de işlem sırası bellidir: önce gelişme boyu kesilir, sonra şekillendirme yapılır. Sıralama tersine dönerse parça istenen ölçüye hiçbir şekilde ulaşamaz.

Ölçülendirme, kontrol ve fire yönetimi

Ölçülendirme, kesim sonrası parçanın istenen ölçüye uygunluğunu belirleyen denetimdir. Her partiden belirli sayıda numune alınarak ölçülür; sapma sınırları aşıldığında parti ayrılır ve düzeltici faaliyet başlatılır. Birim alan ağırlığı ise kalınlık ile yoğunluğun çarpımıdır ve parça kütlesini hızlıca bulmayı sağlar; bu değer malzeme siparişi ile stok planında kullanılır.

Nesting, parçaların levha üzerinde fireyi en aza indirecek biçimde yerleştirilmesidir. Kesim payı her parçada birden çok kenar boyunca oluştuğu için yerleşim iyi yapıldığında aynı levhadan daha çok parça çıkar. Yerleşim elle çizimle veya yerleşim programıyla planlanabilir. Parçanın şekli ne kadar düzensizse fire oranı o kadar yükselir. Aşağıdaki maddeler bu başlığı özetler:

• Kesim payı, kesim kaybını karşılamak için ölçüye eklenen miktardır.
• Gelişme boyu, parçanın düzlem üzerindeki en boy ölçüsüdür.
• Soğuk şekillendirmede malzeme sertleşir, sıcak şekillendirmede kuvvet ihtiyacı azalır.
• Nesting, levha üzerindeki yerleşimi fireyi en aza indirecek biçimde planlamaktır.

Bu Derste Ne Öğreneceğiz

Sac ve levha malzemesinin kesilmesi, gelişme boyunun belirlenmesi, şekillendirilmesi ve fire kontrolüyle ilgili imalat bilgisini kapsayan konudur. — Bu konuda şu kazanımlara ulaşacaksınız:

• Sac ve levha malzemesinin temel tiplerini ve haddeleme yollarını tanır.
• Kesim payının neden gerektiğini açıklar ve gelişme boyunu doğru hesaplar.
• Kesim yöntemlerini karşılaştırır ve yönteme göre hız ayarını değerlendirir.
• Soğuk ve sıcak şekillendirme farklarını uygulama sonuçlarıyla açıklar.
• Nesting yerleşim planının fire üzerindeki etkisini hesapla karşılaştırır.
• Birim alan ağırlığı kavramını kullanarak parça kütlesini bulur.

Ön Bilgi

Bu konuya geçmeden önce şu temel kavramları hatırlamak yeterli olacaktır:

• Kesim payı, parça ölçüsüne eklenen ve her kenar için ayrı ayrı hesaplanan miktardır.
• Gelişme boyu, bükme ve kıvrma işlemlerinde parçanın düzlem üzerindeki toplam ölçüsüdür.
• Bükme yarıçapı malzeme kalınlığıyla sınırlıdır; küçük yarıçap dış yüzeyde çatlamaya yol açar.
• Soğuk şekillendirmede malzeme sertleşir, sıcak şekillendirmede malzeme akışkanlaşır.
• Düz levhanın birim alan ağırlığı, kalınlığı ile yoğunluğunun çarpımına eşittir.

Basit Örnek

Günlük hayattan basit bir uygulama:

<strong>Soru: </strong>Uzunluğu 320 mm, genişliği 180 mm olan bir parça, sac levhadan 2,5 mm kesim payı bırakılarak kesilecektir. Gelişme ölçüsü nedir?

1. Parça uzunluğu 320 mm ve genişliği 180 mm olarak çizimden okunur.
2. Her kenar için 2,5 mm olmak üzere iki kenarda toplam 5 mm kesim payı gerekir.
3. Uzunluğa 5 mm, genişliğe 5 mm eklenerek gelişme ölçüsü bulunur.

<strong>Cevap: </strong>Gelişme boyu 325 mm, gelişme genişliği 185 mm olarak bulunur.

İleri Örnek

Sınav ve uygulama düzeyinde daha ileri bir örnek:

<strong>Soru: </strong>Aynı levha için iki farklı parça yerleşimi çizilmiştir. Hangi yerleşim seçilmelidir?

1. Her iki yerleşimde parça sayısı ve kapladığı alan karşılaştırılır.
2. Daha çok parça sığdıran ve boşluğu daha az bırakan yerleşim belirlenir.
3. Seçilen yerleşim fire kaydına ve sipariş planına işlenir.

<strong>Cevap: </strong>Aynı levhadan daha çok parça çıkaran, fire oranını düşüren yerleşim seçilir.

Adım Adım

Örnek 1: Kesim payı ile gelişme boyu — adım adım çözüm:

1. Parça uzunluğu 320 mm ve genişliği 180 mm olarak çizimden okunur.
2. Her kenar için 2,5 mm olmak üzere iki kenarda toplam 5 mm kesim payı gerekir.
3. Uzunluğa 5 mm, genişliğe 5 mm eklenerek gelişme ölçüsü bulunur.

Karşılaştırma Tablosu

Sık Yapılan Hatalar

&lt;b&gt;Kesim payını yalnızca bir kenar için hesaplamak:&lt;/b&gt; Parça dört kenar boyunca kesileceği için gelişme ölçüsüne her kenar için ayrı pay eklenmesi gerekir; tek pay eklemek parçayı kısa üretir.

&lt;b&gt;Gelişme boyunu işlem sonrası biçimden ölçmek:&lt;/b&gt; Gelişme boyu düzlem üzerindeki açılmış ölçüdür; bükülmüş parçadan alınan ölçü gelişme boyunu vermez ve malzeme yetersiz kalır.

&lt;b&gt;Kesim payını hiç bırakmamak:&lt;/b&gt; Kesici uç malzeme tükettiği ve kesilen kenarda ısı biriktiği için pay bırakılmazsa son ölçü istenen değerin altında kalır ve parça kabul edilemez.

&lt;b&gt;Soğuk şekillendirmeyi ısıtmayla aynı saymak:&lt;/b&gt; Soğuk yöntemde malzeme sertleşir ve geri dönüş eğilimi güçlenir; sıcak yöntemde ise kuvvet ihtiyacı azalır, davranışlar birbirinden tamamen farklıdır.

&lt;b&gt;Kesim hızını malzemeden bağımsız ayarlamak:&lt;/b&gt; Hız kalınlık ve cinsle ilişkilidir; fazla hız kenar sertleşmesine ve mikro çatlağa yol açar, parça sonradan kullanım sırasında kırılır.

&lt;b&gt;Nesting planını üretim bitiminde yapmak:&lt;/b&gt; Yerleşim sonradan yapılırsa levhadaki kullanılabilir alan zaten dağılmış olur; bu yüzden fire oranı hiçbir biçimde düşürülemez.

Özet

Levha işleme ve sac şekillendirme, sac ile plaka malzemesini istenen ölçü ve biçime getirmek için yürütülen imalat adımlarının bütünüdür. Sac, haddelenerek ince ve düz yüzeyli hâle getirilen yarı üründür; levha ise daha kalın ebatta üretilir. Kesim sırasında oluşan malzeme ve ısı kaybını karşılamak için parça ölçüsüne kesim payı eklenir, iki kenar için iki ayrı pay hesaba katılır. Parçanın düzlem üzerindeki toplam en boy ölçüsü gelişme boyudur; bükme ve kıvrma işlemlerinde bu ölçü esas alınır. Kesim yöntemi; makas, zıvana, plasma ve lazer seçenekleri arasında üretim adedi ile istenen hassasiyet dengesi kurularak belirlenir. Kesim hızı malzeme cinsine ve kalınlığına göre ayarlanır, hız yanlış ayarlandığında kenarda sertleşme ve mikro çatlak oluşur. Soğuk şekillendirmede malzeme sertleşip geri dönüş eğilimi güçlenirken, sıcak şekillendirmede malzeme akışkanlaşır ve uygulanan kuvvet belirgin biçimde azalır. Bükme yarıçapı malzeme kalınlığıyla sınırlıdır, küçük seçilen yarıçap dış yüzeyde çatlamaya yol açar. Kenar atma ve düzleştirme işlemleri parçanın ölçüsünü değiştirmeden yüzey kalitesini yükseltir. Parçaların levha üzerinde yerleştirilme biçimi olan nesting, fire miktarını doğrudan etkiler ve maliyet denetiminin temel göstergelerinden biridir.

Kendini Dene

<strong>Soru: </strong>Gelişme boyunun tanımını yazarak beş yüz mm uzunluğunda ve iki yüz kırk mm genişliğinde bir parçayı üç mm kesim payıyla hazırlama işlemini adım adım açıklayınız.

<strong>Örnek cevap: </strong>Puanlama anahtarı: gelişme boyunun düzlem üzerindeki açılmış ölçü olduğunun belirtilmesi 2 puan; iki kenar için üç mm ölçünde iki ayrı pay alındığının yazılması 2 puan; 500 mm ve 240 mm değerlerine payların eklenmesi 3 puan; sonuçların 506 mm ve 246 mm olarak raporlanması 2 puan; ölçü biriminin mm olarak belirtilmesi 1 puan. Toplam 10 puan.