Ana sayfa   Sponsorlarımız:
         
     
Rapor - Makale > CAD/CAM/CAE > Tasarım ve imalatta CNC ve CAD/CAM sistemlerinin fonksiyonları:

3. CAD/CAM Uygulamaları

CAD/CAM entegrasyonunun iyi bir şekilde sağlanmasıyla ürün kalitesi, maliyet ve sürelerde avantajlar elde edilebilir. Üründe veya imalatı sırasında ortaya çıkabilecek bir çok sorun daha CAD aşamasındayken kolaylıkla giderilebilir. Tasarım ve imalat sürecinde oldukça yüksek esneklik sağlar. İlk yatırım maliyetleri göreceli yüksek olsa da zamanla üretici kara geçecektir.

3.1. Otomotiv Sektöründe
Otomobil üreticileri bilgisayar tabanlı sistemleri kullanarak ürün kalitesini arttırmak ve kısa geliştirme zamanları elde etmeyi amaçlarlar. Şekil 6 'da, ürün geliştirme işlemlerinin ve bir araç tasarımında kullanılan destek sistemleri gösterilmiştir. Tasarım işi öncelikle fikir oluşturma (conseptualization) ile başlar ve ürün planlama ile devam eder. Bir otomobil temel üç bölümden meydana gelir. Bunlar; Motor bölümü, arka bagaj ve yolcu bölümü. Gövde resimleri model oluşturmada (prototip) kullanılır. Bu prototipler test edilir ve test sonuçları geri beslemeli olarak parça resimlerinde gerekli değişikliklere kadar gider. Bu akış aşağıdaki şekilde gösterilebilir [3].



Şekil 6.
CAD/CAM ve ürün geliştirme uygulaması

3.2. Enjeksiyon Kalıbı Tasarımında

Seri üretimi yapılacak bir plastik tür malzemenin kalıbı çok önemlidir. Tasarım maliyetleri ve süresi düşünüldüğünde hatalar en aza indirilmiş olmalıdır. CAD/CAM entegrasyonu ile bu işlem daha kolay ve ucuz bir şekilde yapılabilmektedir. Bütün işler üretilecek parçanın CAD resminin oluşturulması ile başlar. Değişik katı model oluşturma ve yüzey modelleme işlemleri ile parça tasarımı kolaylıkla yapılabilir.

Parça tasarlandıktan sonra üretimi için kalıp tasarımına geçmek gerekir. Ancak bu plastik enjeksiyon üretiminin başarılı olup olamayacağının baştan bilinmesinde yarar vardır. Aksi halde imal edilecek pahalı kalıplar ve seçilecek plastik malzeme başarısız kalabilir. Bu nedenle parça tasarımı sonrası imalatın bir benzetimini yapmak gerekebilecektir. Bu tür çalışmalar geliştirilmiş özel programlar kullanılarak yapılabilir. Programın kullanılması için parçanın üzerine bir ağ geçirmek (meshing) gerekir. Sonra, plastik enjeksiyon işleminin benzetimi gerçekleştirilebilir. Burada kalıp boşluğuna zamana bağlı olarak erimiş plastik malzemenin nasıl dolduğunu görmemiz yararlı olacaktır. Yine aynı şekilde parçanın soğuma durumu ve ortaya çıkacak ürünün çekme ve çarpılma durumlarını da gözlemlemek bize kalıp tasarımında yarar sağlayacaktır (Şekil 7).


Şekil 7. Malzeme akış (doldurma "solda"), soğuma "ortada" ve çekme-çarpılma analizleri

Benzetim çalışması ile kalıbın tamamen doldurulup doldurulamayacağı kontrol edilmiş olur. Bunun yanında kalıp dolduğunda parça üzerindeki sıcaklık dağılımını da görebilmeleri yaralı olmaktadır. İmalat hızının yüksek olması parçanın kısa zamanda kalıptan çıkarılması gibi faktörler bunu gerektirir. Plastik enjeksiyon işleminde sıvı ve sıcak olan plastiğin kalıp boşluğunun her tarafını doldurması istenir. Yani parçanın tam olarak elde edilmesi gerekir. Bunun için enjeksiyon basıncının iyi ayarlanması gerekir. Kalıp tasarımcılarının bu nedenle basınç dağılımını da incelemeleri gerekebilir. Bu da özel programdan elde edebilir. Tasarımcı tüm bu bilgileri kullanarak homojen bir dağılım sağlayabilir. Gerekli hallerde enjeksiyon noktası birden fazla verilebilir, kalıbı soğutma/ısıtma yöntemleri düzenlenebilir, yolluklar uygun şekilde tasarlanabilir.

3.3. Hızlı Prototip İmalatında

Bir fikrin tasarıma dönüşmesi için modelinin oluşturulması zorunludur. Grafik ekranda oluşturulan modeller bir yerden sonra ürünü tam olarak gösterebilme noktasında yararlı olamayabilir. Bazı geometrik ve fonksiyonel nedenler o tasarımın modelini gerekli kılmaktadır.

Genelde test aşamasının daha düşük maliyette ve kısa zamanda yapılabilmesi için model üzerinde yapılacak analiz ve simulasyon işlemleri daha büyük önem taşır (Şekil 8).



Şekil 8.
Tasarım süreci ve prototip

Ürün geliştirme aşamasında modellere ve prototiplerin değişik formlarına ihtiyaç duyulur. Farklı ürün geliştirme aşamaları için de değişik şekillerdeki prototiplere örneğin; tasarım modeli, geometrik prototip, fonksiyonel prototip, teknik prototip ve üretim öncesi parça şeklinde ihtiyaç duyulur.Üretilecek eş parçaların birbirlerine fiziksel olarak uygunluğunun görülmesi, geometrik prototiplerle mümkün olmaktadır. Fonksiyonel test aşamasında 2...5 kadar fonksiyonel prototip üzerinde yapılan testlerle parçanın alması istenilen form veya mekanik özellikler kontrol edilir. Takip eden geliştirme aşamasında, uygulamaya bağlı olarak 3...20 adet teknik prototip kullanılır (Şekil 9).


Şekil 9.
Ürün geliştirme sürecinde prototip türleri ve süreçler

Bilgisayar yardımıyla katı modeli oluşturulan bir ürünün prototipi saatler mertebesinde (parçanın büyüklüğü ve prototipleme cihazının hızına bağlı) elde edilebilir. Parçanın karmaşık olması bunu etkilemez. Klasik imalat ile elde edilmesi imkansız prototipler bu yöntemlerle çok kolay şekilde imal edilebilirler. Prototipler mümkün olduğu kadar sonuç parçaya uygun olmalıdır. Prototip üzerinde karar verilen değişiklikler, parçanın CAD modelinde yapılarak tekrar prototipi üretilir. Böylelikle parça veya kalıp üretildikten sonra çıkması muhtemel istenmeyen durumlar, daha tasarım aşamasında iken çözülmüş olur. Bu amaçla bir çok hızlı prototip üretim yöntemleri ortaya çıkmış ve ülkemizde de yaygın hale gelmiştir. Bu teknolojilerden bazıları şunlardır; Stereolitografi (SL-Stereolithography), Eritilmiş Malzeme Yığma (FDM-Fused Deposition Modelling), Tabakalı Nesne İmalatı (LOM-Laminated Object Manufacturing), Seçici Lazer Sinterleme (SLS-Selective Laser Sintering) ve Katı Tabaka Kurutma (SGC-Solid Ground Curing) [4,5].

4. Sonuç ve düşünceler

CAD/CAM sistemleri ülkemizde imalatın bir çok alanında yoğun bir şekilde kullanılmakta ve yaygınlaşmaktadır. Teknolojinin birçok alanında olduğu gibi bu alanda da biz, mevcut sistemleri kullanır pozisyonundan ileri gidememişizdir. Yeterli eleman ve bilgi altyapısı olduğunu düşündüğümüz halde teknoloji üretimi istenilen düzeyde başarılamamıştır. Özellikle yazılım alanında, kaynakları kendinden ortaya konulmuş bir ürün hala yoktur veya çok özel şartlarda birkaç adedin (firmaların kendi çaplarında veya kişisel bazı modüller seviyesinde) üzerinde değildir. Mühendislik eğitimi ve daha da derinde tüm eğitim sistemimizle birlikte, tasarım ve imalat sektörünün mühendise verdiği önemin tekrar değerlendirilmesiyle bahsedilen teknolojileri üreten bir ülke olmak hiç te zor olmayacaktır. Bu yazının, en azından bu düşünceyi hatırlatması noktasında yararlı olacağını ümit etmekteyim.

Bu yazıyı gözden geçiren Dr. Şerafettin Engin'e teşekkürlerimi sunuyorum.

Kaynaklar

1. ASM INTERNATIONAL "Metals Handbook Ninth Edition ", Volume 16, 1989
2. AKKURT M., "Bilgisayar Destekli Takım Tezgahları (CNC) ve Bilgisayar Destekli Tasarım ve İmalat (CAD-CAM) Sistemleri ", Birsen Yayınevi, 1996
3. ASIA, K., TAKASHIMA S., "Manufacturing, Automation Systems and CIM Factories ", Chapman & Hall, 1994
4. YAĞMUR L., "Hızlı Prototip Üretim Teknolojileri", Y. Lisans Tezi, İTÜ,1997
5. PFEIFER T., EVERSHEIN W., "Manufacturing Excellence", Chapman & Hall, 1994

         
     
TurkCADCAM.net > Türkiye'nin yeni ürün tasarım, geliştirme, CAD/CAM/CAE, CNC, kalıp ve imalat teknolojileri portalı
***** Sektörün profesyonel bilgi ve işbirliği platformu *****
© 2002-2017  Sinerji Yayıncılık, Tanıtım ve Danışmanlık Hizmetleri
Bu portaldaki içerik, ancak kaynak belirtilmesi ve izin alınması şartıyla yayınlanabilir.